Title: Standard für 11_Ph1_LK_SJ2021
Course: Geladene Teilchen in E-Feldern (11/12)

Standardkategorie für Fragen, die im Kontext '11_Ph1_LK_SJ2021' freigegeben sind.

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Q: Die Menge der freigesetzten Elektronen bei der Glühemission hängt von der Temperatur des Glühdrahts ab. Die Temperatur des Glühdrahts hängt von der angelegten Heizspannung ab.

[Image: Temperatur und Spannung]
- Die Temperatur der Heizwendel ist proportional zur Heizspannung. (Das ist leider falsch. Sehen Sie sich das Diagramm bitte noch einmal genau an.)
- Die Temperatur der Heizwendel wächst mit größer werdender Heizspannung. (Richtig. Sehr gut.)
- Die Temperatur der Heizwendel ist vermutlich kleiner als die Temperatur der sie umgebenden Elektronen. (Das ist leider falsch. Überlegen Sie, was die Quelle der hohen Temperatur ist.)
- Die Temperatur der Heizwendel ist vermutlich größer als die Temperatur der sie umgebenden Elektronen. (Richtig. Sehr gut.)
- Die Temperatur der Heizwendel beträgt bei einer Heizspannung von 6 V etwa 1800 Grad Celsius. (Richtig. Sehr gut.)
A: Die Temperatur der Heizwendel wächst mit größer werdender Heizspannung.; Die Temperatur der Heizwendel ist vermutlich größer als die Temperatur der sie umgebenden Elektronen.; Die Temperatur der Heizwendel beträgt bei einer Heizspannung von 6 V etwa 1800 Grad Celsius.
If wrong: Es gibt auch falsche Antworten.

Q: Die folgenden Diagramme zeigen Ihnen, welche Geschwindigkeiten man bei einer bestimmten Temperatur von Elektronen jeweils messen kann.

[Image: Geschwindigkeitsverteilung]
- Bei einer bestimmten Temperatur haben die Elektronen eine definierte Geschwindigkeit. (Das ist falsch. Sehen Sie sich das Diagramm noch einmal an und betrachten Sie den Verlauf bei nur einer Temperatur.)
- Die Geschwindigkeit der Elektronen ist bei jeder Temperatur über einen großen Bereich verteilt. (Richtig. Sehr gut.)
- Die Hochstellen der jeweiligen Geschwindigkeitsverteilungen verschieben sich mit steigender Temperatur zu höheren Geschwindigkeitswerten. (Richtig. Sehr gut!)
- Die Geschwindigkeitsverteilung wird mit steigender Temperatur immer schmaler und höher. (Das ist falsch. Sehen Sie sich das Diagramm noch einmal an und betrachten Sie, wie sich die Verteilung mit steigender Temperatur verändert.)
A: Die Geschwindigkeit der Elektronen ist bei jeder Temperatur über einen großen Bereich verteilt.; Die Hochstellen der jeweiligen Geschwindigkeitsverteilungen verschieben sich mit steigender Temperatur zu höheren Geschwindigkeitswerten.
If wrong: Es gibt auch falsche Antworten.

Q: Die beiden folgenden Diagramme sind im Zusammenhang zu sehen. Die Hochpunkte bei der Geschwindigkeitsverteilung geben wieder, bei welcher Geschwindigkeit die meisten Elektronen jeweils anzutreffen sind - diese wird hier (etwa unkorrekt) als "wahrscheinlichste" Geschwindigkeit bezeichnet.

[Image: Temperatur und Geschwindigkeitsverteilung]
- Die "wahrscheinlichste" Geschwindigkeit hängt nicht von der Heizspannung ab. (Das ist leider falsch. Sehen Sie sich die Hochpunkte der einzelnen Verteilungen noch einmal an.)
- Die "wahrscheinlichste" Geschwindigkeit steigt mit größerer Heizspannung. (Richtig. Sehr gut.)
- Bei einer Heizspannung von 6 V haben die Elektronen eine minmale Temperatur von 3100 K. (Das ist leider falsch. Sehen Sie sich die Diagramme noch einmal an.)
- Bei einer Heizspannung von 6 V haben die Elektronen eine "wahrscheinlichste" Geschwindigkeit von etwa 300000 m/s. (Richtig. Sehr gut.)
A: Die "wahrscheinlichste" Geschwindigkeit steigt mit größerer Heizspannung.; Bei einer Heizspannung von 6 V haben die Elektronen eine "wahrscheinlichste" Geschwindigkeit von etwa 300000 m/s.
If wrong: Es gibt auch falsche Antworten.

Q: Wie verändert sich die Spannung an einem Plattenkondensator, wenn der Plattenabstand bei abgeklemmter Spannungsquelle verkleinert wird?
- Die Spannung sinkt. (sehr gut.)
- Die Spannung bleibt gleich.
- Die Spannung steigt.
A: Die Spannung sinkt.

Q: Wie ändert sich die Spannung am Plattenkondensator, wenn bei abgetrennter Spannungsquelle der Plattenabstand verdoppelt und gleichzeitig die Plattenfläche halbiert wird?
- Die Spannung wird vervierfacht. (sehr gut.)
- Die Spannung wird verdoppelt.
- Die Spannung wird halbiert.
- Die Spannung geht auf ein Viertel zurück.
A: Die Spannung wird vervierfacht.

Q: Was kann man verändern, damit die Ladung eines Plattenkondensators bei angeschlossener Spannungsquelle gleich bleibt, wenn der Plattenabstand immer kleiner wird?
- Die Plattenfläche um das gleiche Maß verkleinern. (gut)
- Die angelegte Spannung um das gleiche Maß verringern. (gut)
- Die Plattenfläche um das gleiche Maß vergrößern.
- Die angelegte Spannung um das gleiche Maß vergrößern.
A: Die Plattenfläche um das gleiche Maß verkleinern.; Die angelegte Spannung um das gleiche Maß verringern.

Q: Welche der folgenden Aussagen ist richtig?
- Der Vektor des elektrischen Feldes zeigt nach rechts rechts
- Der Betrag von E wird eher immer groeßer.
- Das Feld ist nicht homogen
- Der Vektor des elektrischen Feldes zeigt nach links
- Der Betrag von E wird eher immer kleiner
- Der Betrag von E bleibt gleich oder ist 0
- Die Richtung von E aendert sich
A: Der Betrag von E bleibt gleich oder ist 0

Q: Welche der folgenden Aussagen ist richtig?
- Der Vektor des elektrischen Feldes zeigt nach rechts rechts (das ist leider falsch!)
- Der Betrag von E wird eher immer groeßer (das ist leider falsch!)
- Das Feld ist nicht homogen (das ist leider falsch!)
- Der Vektor des elektrischen Feldes zeigt nach links (das ist leider falsch!)
- Der Betrag von E wird eher immer kleiner (das ist leider falsch!)
- Der Betrag von E bleibt gleich oder ist 0 (das ist richtig!)
- Die Richtung von E aendert sich (das ist leider falsch!)
A: Der Betrag von E bleibt gleich oder ist 0

Q: Aufgabe 2

[Image: Wienfilter]

Wien-Filter Quelle: Rolf Piffer, CC0

Elektronen unterschiedlicher Geschwindigkeit treten in Punkt P in ein homogenes elektrisches Querfeld ein, das durch ein dazu senkrechtes homogenes Magnetfeld überlagert ist. Am Kondensator mit dem Palttenabstand von 5,0 cm liegt eine Spannung von 250 V an. Die magnetische Flussdichte beträgt 0,045 T.

Berechnen Sie die Geschwindigkeit in m/s der Elektronen, die den Spalt S unabgelenkt erreichen.

Bitte geben Sie Ihr Ergebnis mit zwei signifikanten Stellen an. Die Eingabe der Werte mit Potenzen geschieht so: Nicht 2,4•10^12 sondern hier 2,4E12.

Die Geschwindigkeit beträgt  ???? m/s.
A: 110000 (± 0.0001)
Feedback ("110000"): sehr gut! Der korrekte Wert ist B = 3,3•10^-3 T
Feedback (any other answer): Das ist leider falsch!

Q: Aufgabe 3

[Image: Wienfilter]

Wien-Filter Quelle: Rolf Piffer, CC0

Elektronen unterschiedlicher Geschwindigkeit treten in Punkt P in ein homogenes elektrisches Querfeld ein, das durch ein dazu senkrechtes homogenes Magnetfeld überlagert ist. Am Kondensator mit dem Plattenabstand von 5,0 cm liegt eine Spannung von 250 V an. Die Geschwindigkeit der Elektronen, die den Spalt S unabgelenkt passieren, soll jetzt 3,3•10^5 m/s betragen.

Berechnen Sie die dazu notwendige magnetische Flussdichte in T.

Bitte geben Sie Ihr Ergebnis mit zwei signifikanten Stellen an. Die Eingabe der Werte mit Potenzen geschieht so: Nicht 2,4•10^12 sondern hier 2,4E12.

Die Flussdichte beträgt  ???? T.
A: 0.015 (± 0.0015)
Feedback ("0.015"): sehr gut! Der korrekte Wert ist: B =15,1 mT
Feedback (any other answer): Das ist leider falsch.

Q: 1. Aufgabe

Berechnen Sie die Beschleunigung a, die ein Elektron in einem Kondensator mit der Beschleunigungsspannung von {a} V und einem Plattenabstand von {b} cm erfährt. Bitte geben Sie Ihr Ergebnis mit drei signifikanten Stellen an. Die Eingabe der Werte mit Potenzen geschieht so: Nicht 2,43•10^12 sondern hier 2,43E12.

Die Beschleunigung beträgt  ????  in m•s^-2
A: 1.756E11*{a}/(0.01*{b}) (formula; values not in the backup's text)
Feedback ("1.756E11*{a}/(0.01*{b})"): sehr gut! Die Berechnung lautet a = (1.756E11*{a}/(0.01*{b})) m•s^-2
Feedback ("-1"): Das ist leider falsch! Zur Berechnung sehen Sie sich bitte die Formel für die Beschleunigung im homogenen elektrischen Feld noch einmal an: a = q•U_B/(m_q•d)
Feedback: Zur Berechnung sehen Sie sich bitte die Formel für die Beschleunigung im homogenen elektrischen Feld noch einmal an: a = q•U_B/(m_q•d)
  Hint: Sehen Sie sich bitte die folgende Formel an: a = q•UB/(mq•d)

Q: 3. Aufgabe

Berechnen Sie die maximale Endgeschwindigkeit v eines Elektrons, das eine Anfangsgeschwindigkeit von {a} m/s besitzt und in einem elektrischen Feld der Stärke {b} V/m genau 1,00•10^-9 s lang beschleunigt wird. Bitte geben Sie Ihr Ergebnis mit drei signifikanten Stellen an.

Das Ergebnis bitte statt z.B. 2,43•10^12 in der hier notwendigen Form 2,43E12 eingeben.

Die Endgeschwindigkeit beträgt ???? in m•s^-1
A: 1.756E11*{b}*1.0E-9+{a} (formula; values not in the backup's text)
Feedback ("1.756E11*{b}*1.0E-9+{a}"): Berechnung mit der folgenden Formel: v = 1,756•10^11*{b}*1,0•10^-9 + {a} m•s^-1
Feedback: Sehen Sie sich bitte die folgende Formel an: v = q•U_B/(m_q•d)•Δt + v_0

Q: Elektronen werden zunächst aus der Ruhe in einem Kondensator mit dem Plattenabstand 15 cm und einer Beschleunigungsspannung von 300 V in x-Richtung auf ihre Endgeschwindigkeit gebracht. Anschließend treten sie in ein homogenes elektrisches Querfeld eines "Ablenk"-Kondensators ein. Dieser Kondensator hat eine Länge von 10 cm und einen Plattenabstand von 5 cm. An diesem liegt eine Spannung von 100 V an.

Berechnen Sie die Ablenkung s_y der Elektronen am Ende des Kondensators. Bitte geben Sie Ihr Ergebnis mit mindestens drei signifikanten Stellen und Dezimalpunkt an (Beispiel: 2.43E4 statt 2,34•10^4).
A: 1.66 (± 0.02)
Feedback: Sehen Sie sich bitte die Gleichung für die Ablenkung der Ionen innerhalb des Ablenkkondensators an.

Q: [Image]

In diesem Fall ändert sich die [...] und die [...] bleibt konstant.
Also offered: Stromstärke; Induktionsspannung
A: Fläche; magnetische Flussdichte

Q: [Image]

In diesem Fall ändert sich die [...] und die [...] bleibt konstant.
Also offered: Stromstärke; Induktionsspannung
A: magnetische Flussdichte; Fläche

Q: Aufgabe 3

[Image: Teilchen in gekreuzten Feldern]

Wien-Filter Quelle: Rolf Piffer, CC0

Elektronen unterschiedlicher Geschwindigkeit treten in Punkt P in ein homogenes elektrisches Querfeld ein, das durch ein dazu senkrechtes homogenes Magnetfeld überlagert ist. Am Kondensator mit dem Plattenabstand von 5,0 cm liegt eine Spannung von 250 V an. Die Geschwindigkeit der Elektronen, die den Spalt S unabgelenkt passieren, soll jetzt 3,3•10^5 m/s betragen.

Berechnen Sie die dazu notwendige magnetische Flussdichte in T.

Bitte geben Sie Ihr Ergebnis mit zwei signifikanten Stellen an. Die Eingabe der Werte mit Potenzen geschieht so: Nicht 2,4•10^12 sondern hier 2,4E12.

Die Flussdichte beträgt  ???? T.
A: 0.015 (± 0.0015)
Feedback ("0.015"): sehr gut! Der korrekte Wert ist: B =15,1 mT
Feedback (any other answer): Das ist leider falsch.