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Schule > Physik > Elektrizität und Energie > Physik LK Klausur: Elektrisches Feld, Kondensatoren

LK Physik 12

Thema: Elektrisches Feld, Kondensatoren
x=mal
-16= „mal 10 hoch minus 16“

Aufgabe 1)

Beim radioaktiven Zerfall senden Radium-Atomkerne aufgrund der elektronischen Abstoßung Alphateilchen aus. Der Rest des Atomkerns sowie das Alphateilchen können als Kugeln angenommen werden, die sich im Moment des Zerfalls berühren.

	Alphateilchen	Elektron	Atomkern nach Zerfall
Ladung	+3,204 x -19 C	-1,602 x -19 C	+1,376 x -17 C
Radius	2,1 x -15 m	-	7,9x -15 m
Masse	6,6 x -27 kg	9,11 x -31 kg	-

1.1 Berechnen Sie die Kraft auf das Alphateilchen im Moment des Zerfalls.
1.2 Berechnen Sie die potentielle Energie des Alphateilchens im Moment des Zerfalls.
1.3 Berechnen Sie die maximale Geschwindigkeit, die das Alphateilchen im Vakuum erreicht.
1.4 Berechnen Sie die potentielle Energie eines Elektrons im Abstand von -6 mm zu einem Alphateilchen.

Aufgabe 2)

In einem Schülerexperiment wird der zeitliche Verlauf der Spannung bei der Entladung eines Kondensators über einen Widerstand von 500 Kilo Ohm untersucht. Dabei werden folgende Messwerte erhalten:

U/V	10	8	6	4,5	3,5
t/s	0	53	120	188	247

2.1 Skizzieren Sie eine geeignete Schaltung zu dem Experiment, und erläutern Sie sie.
2.2 Zeichnen Sie ein U-t-Diagramm, und lesen Sie daraus die Halbwertzeit des Entladungsvorgangs ab.
2.3 Bestimmen Sie die Kapazität des Kondensators durch grafische Auswertung der Messwerte (In U/U 0 -t-Diagramm).
2.4 Berechnen Sie die Halbwertzeit des Entladungsvorgangs möglichst genau.
2.5 Nach welcher Zeit ist die Spannung auf 1 Volt abgesunken?
2.6 Berechnen Sie die Energie des Kondensators vor dem Entladen.

Alle Rechnungen sind sorgfältig und genau zu erläutern – eventuell mit Skizze.
Wenn Sie Ergebnisse aus Teilaufgaben benötigen, die Sie nicht lösen konnten, setzen Sie einfach - möglichst realistische - Schätzwerte ein.
Zeit: 150 min

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