5. Übungsblatt zu Physik II SS 2015 Abgabe im Physik Foyer Prof. Dr. Thomas Weis / Prof. Dr. Heinrich Päs Ausgabe: Fr, 08.05.15 Abgabe bis Fr, 15.05.15, 10 Uhr 5 Punkte Aufgabe 1: Widerstandskette Berechnen Sie den Widerstand RG des skizzierten halbunendlichen Netzwerks aus lauter gleichen Widerständen R. 5 Punkte Aufgabe 2: Helmholtzspule Zwei stromdurchflossene Ringe (Radius R, Strom I) werden mit gleicher Symmetrieachse (z-Achse) so aufgestellt, dass der Abstand ihrer Ebenen vom Ursprung jeweils gleich a ist (s.Abbildung). a) Berechnen Sie das resultierende Magnetfeld auf der z-Achse zunächst für eine Spule und dann für beide Spulen zusammen. b) Bestimmen Sie a so, dass das Feld auf der z-Achse bei z = 0 möglichst homogen wird. Dies ist der Fall, wenn gilt: ~ ¯¯ ∂B = 0 und ¯ ∂z z=0 ~ ¯¯ ∂2 B =0 . ¯ ∂z 2 z=0 (1) Aufgabe 3: Rotierender Draht 5 Punkte Betrachten Sie einen Draht der Länge L, der sich in der x-y-Ebene befindet, und an einem Ende mit einer Drehachse in z-Richtung verbunden ist. Der Draht rotiert dabei mit der Winkelgeschwindigkeit ω. Die x-yEbene wird senkrecht von einem homogenen Magnetfeld durchsetzt. a) Bestimmen Sie die Spannung, welche zwischen den beiden Enden induziert wird, mit Hilfe der Lorentzkraft. b) Berechnen Sie die Spannung nun mit Hilfe des Induktionsgesetzes. Aufgabe 4: Haarnadel 5 Punkte Gegeben sei ein stromdurchflossener Draht in Form einer Haarnadel (s. Abbildung). Bestimmen Sie mit Hilfe des Biot-Savart-Gesetzes das Magnetfeld am Punkt p, der im Krümmungsmittelpunkt des Halbkreises mit Radius R liegt.