Einleitung
Aufgaben mit Elektronen und Protonen, die sich in Magnetfeldern im Kreis bewegen oder abgelenkt werden.
Die Lorentzkraft wird dabei der Zentripetalkraft oder der elektrischen Kraft gleichgesetzt.
54 Minuten Erklärungen in 4 Aufgaben von Koonys Schule.
Aufgaben
Ein Proton bewegt sich in einem homogenen Magnetfled der Flussdichte $ 2\,\mathrm{\frac{Vs}{m^2}} $ mit einer Geschwindigkeit $ v = 7,5\cdot 10^5\,\mathrm{\frac{m}{s}} $ senkrecht zu den Feldlinien.
Berechnen Sie den Radius seiner Kreisbahn.
In einem bestimmten Gebiet des interstellaren Raumes gibt es freie Elektronen mit der kinetischen Energie $ 10^{-3}\,\mathrm{eV} $, die sich auf Kreisbahnen mit dem Radius
$ r = 2,5\cdot 10^4\,\mathrm{m} $ bewegen.
Berechnen Sie die magnetische Flussdichte, die die Teilchen auf der Bahn hält.
Ein Elektron und ein Heliumkern werden mit der Geschwindigkeit $ v_E $, $ v_{He} $ in das gleiche homogene Magnetfeld geschossen. Beide Teilchen beschreiben eine Kreisbahn mit demselben Radius $ r $.
In welchem Verhältnis stehen die Geschwindigkeiten zueinander?
($ Q_{He} = 2\cdot e $, $ m_{He} = 6,6442\cdot 10^{-27}\,\mathrm{kg} $)
Kombination von E- und B-Feld
Ein Elektron der Geschwindigkeit $ \vec{v} $, $ v = 2,0\cdot 10^7\,\mathrm{\frac{m}{s}} $, soll das Blendenpaar $ B_1 $, $ B_2 $ und das elektrische Feld zwischen den Platten des Plattenkondensators ($ U = 1,0\,\mathrm{kV} $, $ d = 4,0\,\mathrm{cm} $) unabgelenkt passieren. Hierfür wird dem elektrischen Feld ein geeignetes homogenes Magnetfeld gleicher Ausdehnung überlagert.
Wie verlaufen die Feldlinien dieses Magnetfeldes?
Welchen Betrag besitzt die magnetische Flußdichte?
Wie verhält sich das Elektron, wenn es die Geschwindigkeit $ \vec{v_1} > \vec{v} $ bzw. $ \vec{v_1} < \vec{v} $ besitzt?
Kann auch ein Proton der Geschwindigkeit $ \vec{v} $ diese Anordnung unabgelenkt passieren? (Begründung!)

PDF zum Drucken
Lösungs-PDF
Weitere Arbeitsblätter
Lineare Funktionen
54 min, 6 Aufgaben #3800Dieses Arbeitsblatt führt an lineare Funktionen heran. Weiterführend kann das Thema zum Beispiel mit Textaufgaben vertieft oder auf lineare Gleichungssysteme erweitert werden.
Abschlussarbeit Klasse 9 mit Taschenrechner
38 min, 3 Aufgaben #2852Aufgaben quer durch die 9. Klasse. Statistik, Diagramme, Volumenberechnungen am Kegel, Funktionen und mehr im Koordinatensystem. Auch als Vorbereitung auf den mittleren Schulabschluss (MSA) geeignet.
Kreise - Anwendung
67 min, 6 Aufgaben #8889Flächen- und Umfangsformel des Kreises müssen in verschiedenen Aufgaben flexibel und mehrschrittig eingesetzt werden.
Kegel, Pyramide, Kugel
27 min, 5 Aufgaben #9540Die Formeln zur Oberflächen- und Volumenberechnung bei Kegeln, Pyramiden und Kugel kommen zur Anwendung. Es kommt dabei u.a. auch der Dreisatz sowie die Dichte-Formel zur Anwendung.
Abschlussarbeit Klasse 9 ohne Taschenrechner
42 min, 11 Aufgaben #2851Aufgaben quer durch die 9. Klasse für Profis. Potenzrechnung, Terme, Gleichungen umstellen, Geometrie, Brüche, Maßstäbe, Funktionen und Kombinatorik. Alles ohne Taschenrechner! Auch als Vorbereitung auf den mittleren Schulabschluss (MSA) geeignet.