LGÖ Ks Ph 11 2-stündig Schuljahr 2015/2016 Aufgaben zu: Spannung und Potenzial 1) Bei einer Braun’schen Röhre beträgt die Beschleunigungsspannung zwischen der Glühkathode und der Anode 250 V. a) Welche Energie hat ein Elektron, wenn es die Anode passiert? Vernachlässige dabei die Anfangsenergie des Elektrons beim Austreten aus der Glühkathode. b) Mit welcher Geschwindigkeit passiert das Elektron die Anode? 2) Welche Kraft erfährt ein Kügelchen der Ladung 5 nC im elektrischen Feld zwischen zwei Kondensatorplatten, die einen Abstand von 10 cm haben und zwischen denen die Spannung 3 kV herrscht? Hausaufgaben zu: Spannung und Potenzial 1) In einer Fernsehröhre durchläuft ein Elektron zwischen der Glühkathode und der Anode eine Spannung U. Vernachlässige die Anfangsgeschwindigkeit des Elektrons beim Austreten aus der Glühkathode. a) Berechne ohne Verwendung des Ergebnisses von Teilaufgabe b), mit welcher Geschwindigkeit das Elektron die Anode passiert, wenn U  20 kV ist. b) Gib eine Gleichung an, mit der die Endgeschwindigkeit v des Elektrons in Abhängigkeit von der Spannung U berechnet werden kann. Hinweis: Setze den Term für die Arbeit W, die die elektrische Feldkraft an dem Elektron beim Durchlaufen der Spannung U verrichtet, gleich dem Term für die kinetische Energie Ekin und löse die Gleichung nach v auf. Berechne mithilfe dieser Gleichung die Endgeschwindigkeit v, wenn U  20 kV ist. 2) Beim Alphazerfall treten -Teilchen (die aus zwei Protonen und zwei Neutronen bestehen) mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 15 000 km s aus dem Atomkern aus. Welche Spannung bräuchte man, um ein -Teilchen aus der Ruhe auf diese Geschwindigkeit zu beschleunigen? 3) In der nebenstehenden Schaltung ist U  10 V , R1  300  und R2  500  . Als Bezugspunkt für das Potenzial wird der Minuspol der Spannungsquelle genommen. Berechne das Potenzial im Punkt A. R1 U A R2 4) Ein Elektron befindet sich zwischen zwei Kondensatorplatten, die einen Abstand von 1 cm haben und zwischen denen die Spannung 100 V liegt. Das Wievielfache der Gewichtskraft beträgt die elektrische Kraft, die auf das Elektron wirkt? 5) Zwischen zwei waagrechten Kondensatorplatten, die einen Abstand von 20 cm haben und zwischen denen eine Spannung von 200 kV liegt, befindet sich ein Wattestück der Masse 0,01 g. Welche Ladung muss das Wattestück haben, damit es zwischen den Kondensatorplatten schweben kann? Erdbeschleunigung: g  9,81 m s 2 Elektronenmasse: me  9,11  1031 kg Neutronenmasse: mn  1, 68  1027 kg 3b_auf_spannungundpotenzial Elementarladung: e  1, 60  1019 C Protonenmasse: mp  1, 67  1027 kg