Elektrodynamik lernen: Online-Quizze und Übungen für Klasse 13

Question 1

Berechnen Sie die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld.

Accepted Answer

F = B * I * l * sin(α)

Answer

F = B * I * l * cos(α)

Answer

F = B * I * l^2

Question 2

Wie funktioniert ein Elektromotor und nenne zwei seiner Anwendungen?

Accepted Answer

Er wandelt Strom in Bewegung um, indem er ein Magnetfeld erzeugt, das auf einen stromdurchflossenen Leiter wirkt. Anwendungen: Bohrer, Ventilatoren

Answer

Er wandelt Bewegung in Strom um, indem er ein Magnetfeld nutzt, um Strom in einem Leiter zu erzeugen. Anwendungen: Generatoren, Dynamos

Answer

Er wandelt Strom in Licht um. Anwendungen: Glühbirnen, Neonröhren

Answer

Er wandelt Bewegung in Wärme um. Anwendungen: Heizlüfter, Toaster

Question 3

Was ist das elektrische Potenzial und wie unterscheidet es sich vom elektrischen Feld?

Accepted Answer

Die Energie pro Ladungseinheit an einem bestimmten Punkt im elektrischen Feld.

Answer

Die Kraft pro Ladungseinheit, die an einem bestimmten Punkt im elektrischen Feld wirkt.

Answer

Die Richtung des elektrischen Feldes an einem bestimmten Punkt im elektrischen Feld.

Answer

Die Änderung der elektrischen Energie, wenn eine Ladung von einem Punkt zum anderen bewegt wird.

Question 4

In einem Stromkreis sind eine Spannungsquelle mit der Spannung U, ein Widerstand R1 mit 2 Ω und ein Widerstand R2 mit 4 Ω parallel geschaltet. Welche Spannung liegt an den Widerständen an?

Accepted Answer

U

Answer

U/2

Answer

2U

Answer

U/(R1 + R2)

Question 5

Wie verhält sich der Spannungsabfall an einer Diode in Abhängigkeit vom Stromfluss? Beschreibe den Zusammenhang anhand der Diodenkennlinie.

Accepted Answer

Der Spannungsabfall ist für kleine Stromflüsse gering und für große Stromflüsse hoch.

Answer

Der Spannungsabfall ist konstant und unabhängig vom Stromfluss.

Answer

Der Spannungsabfall steigt linear mit dem Stromfluss an.

Answer

Der Spannungsabfall ist für große Stromflüsse gering und für kleine Stromflüsse hoch.

Question 6

Erläutern Sie die Interaktion zwischen elektrischen und magnetischen Feldern, die zur Erzeugung und Ausbreitung elektromagnetischer Wellen führt.

Accepted Answer

Elektrische Felder erzeugen magnetische Felder, die wiederum elektrische Felder erzeugen und damit Wellen ausbreiten.

Answer

Magnetische Felder erzeugen elektrische Felder, die wiederum magnetische Felder erzeugen und dadurch Wellen ausbreiten.

Answer

Elektrische Felder und magnetische Felder sind unabhängig und können sich nicht gegenseitig beeinflussen.

Question 7

Beschreiben Sie das elektrische Feld um eine Punktladung. Wie verändert sich das elektrische Potential in Abhängigkeit vom Abstand zur Ladung?

Accepted Answer

Das elektrische Feld zeigt radial von der Ladung weg. Das elektrische Potential nimmt mit dem Quadrat des Abstands zur Ladung ab.

Answer

Das elektrische Feld zeigt tangential zur Ladung. Das elektrische Potential nimmt linear mit dem Abstand zur Ladung zu.

Answer

Das elektrische Feld zeigt radial zur Ladung hin. Das elektrische Potential nimmt mit dem Abstand zur Ladung zu.

Question 8

Wie bestimmt die relative Bewegung zwischen einem Leiter und einem Magnetfeld die Richtung des induzierten Stroms?

Accepted Answer

Die Lenzsche Regel bestimmt die Richtung des induzierten Stroms, sodass er der Änderung des Magnetflusses entgegenwirkt.

Answer

Der induzierte Strom fließt immer parallel zur Relativbewegung.

Answer

Der induzierte Strom fließt immer senkrecht zur Relativbewegung.

Question 9

Wie nutzen Sensoren die elektromagnetische Induktion? Erläutere dies anhand eines konkreten Beispiels.

Accepted Answer

Sensoren wandeln Änderungen im Magnetfeld in elektrische Spannung um.

Answer

Sensoren erzeugen Magnetfelder durch bewegte Ladungen.

Answer

Sensoren wandeln elektrische Spannung in Magnetfelder um.

Answer

Sensoren nutzen die elektromagnetische Induktion nicht für praktische Anwendungen.

Question 10

Wie funktioniert ein Elektrokardiogramm (EKG) und wie wird es zur Messung der elektrischen Aktivität des Herzens eingesetzt?

Accepted Answer

Das EKG zeichnet die elektrischen Signale auf, die durch die Herzmuskelkontraktion entstehen.

Answer

Das EKG misst den Blutdruck im Herzen.

Answer

Das EKG misst den Sauerstoffgehalt im Blut.

Answer

Das EKG misst die Herzfrequenz.

Question 11

Welche praktische Anwendung von supraleitenden Materialien dient der Reduzierung von Verlusten in elektrischen Systemen?

Accepted Answer

Als Leiter in Stromkabeln zur Verringerung des Widerstands

Answer

Als Isolatoren in Transformatoren zur Erhöhung der Dielektrizitätskonstante

Answer

Als Magnete in Elektromotoren zur Steigerung des Drehmoments

Answer

Als Sensoren in medizinischen Geräten zur Verbesserung der Empfindlichkeit

Question 12

Welche Bedeutung haben die Maxwellgleichungen für die Elektrodynamik?

Accepted Answer

Sie beschreiben die grundlegenden Wechselwirkungen zwischen elektrischen und magnetischen Feldern.

Answer

Sie gelten nur für statische elektrische und magnetische Felder.

Answer

Sie können allein durch Experimente abgeleitet werden.

Answer

Sie finden nur in der Elektrostatik Anwendung.

Question 13

Was ist der Zweck und die Bedeutung von elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) in modernen elektronischen Geräten?

Accepted Answer

EMV sorgt dafür, dass elektrische und elektronische Geräte in einer gemeinsamen Umgebung ohne gegenseitige Störungen funktionieren.

Answer

EMV schützt elektronische Geräte vor Schäden durch elektromagnetische Felder.

Answer

EMV ist nur eine gesetzliche Vorschrift zur Einhaltung von Grenzwerten für elektromagnetische Emissionen.

Answer

EMV ist nur für sehr empfindliche medizinische Geräte relevant.

Question 14

**Was versteht man unter elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV)?**

Accepted Answer

EMV ist die Fähigkeit eines Geräts, elektromagnetische Störungen zu erzeugen und ihnen ausgesetzt zu sein, ohne seine Funktion oder die anderer Geräte zu beeinträchtigen.

Answer

EMV ist die Fähigkeit eines Geräts, elektromagnetische Störungen nur zu erzeugen.

Answer

EMV ist die Fähigkeit eines Geräts, elektromagnetischen Störungen nur standzuhalten.

Answer

EMV ist ein Maß für die Stärke elektromagnetischer Felder.

Question 15

Wie funktionieren supraleitende Magnete?

Accepted Answer

Supraleitende Magnete nutzen Supraleitung, um starke Magnetfelder ohne Energieverlust zu erzeugen.

Answer

Supraleitende Magnete benötigen eine externe Stromquelle, um ein Magnetfeld zu erzeugen.

Answer

Die Stärke des Magnetfelds eines supraleitenden Magneten hängt von seiner Temperatur ab.

Answer

Supraleitende Magnete können nur in sehr kleinen Größen hergestellt werden.

Question 16

Wie ist der Zusammenhang zwischen elektrischer Feldstärke und elektrischem Potenzial?

Accepted Answer

E = -grad(V)

Answer

V = -grad(E)

Answer

E = rot(V)

Answer

V = rot(E)

Question 17

Wie lautet das Faraday'sche Induktionsgesetz?

Accepted Answer

ε = -dΦ/dt

Answer

U = -dΦ/dt

Answer

Φ = -dU/dt

Answer

ε = dΦ/dt

Question 18

Welche Einheit besitzt die magnetische Permeabilität?

Accepted Answer

Henry pro Meter

Answer

Tesla

Answer

Weber

Answer

Ampere

Question 19

Wie sieht der Zusammenhang zwischen elektrischer Kapazität und Plattenfläche aus?

Accepted Answer

C ∝ A

Answer

C ∝ 1/A

Answer

C ∝ A²

Answer

C ∝ 1/A²

Question 20

Welche Aussage über die Lorentz-Kraft trifft zu?

Accepted Answer

Sie wirkt auf geladene Teilchen in Bewegung in einem Magnetfeld.

Answer

Sie wirkt auf geladene Teilchen in Ruhe in einem Magnetfeld.

Answer

Sie wirkt auf neutrale Teilchen in Bewegung in einem Magnetfeld.

Answer

Sie wirkt auf neutrale Teilchen in Ruhe in einem Magnetfeld.

Question 21

Wie funktioniert ein magnetisches Schwebesystem, das auf elektromagnetischer Induktion basiert?

Accepted Answer

Wirbelströme im Leiter erzeugen eine Gegenkraft zur Schwerkraft.

Answer

Die Magnete stoßen sich ab und halten das System in der Schwebe.

Answer

Elektrostatische Anziehungskräfte halten das System in der Schwebe.

Question 22

Was ist die Funktion einer Induktivität in einem Stromkreis? Erläutere, wie sich Induktivitäten auf den Stromfluss in Gleich- und Wechselstromkreisen auswirken.

Accepted Answer

Eine Induktivität speichert elektrische Energie als Magnetfeld und gibt sie wieder ab.

Answer

Eine Induktivität erhöht den Widerstand und verringert den Stromfluss.

Answer

Eine Induktivität wirkt nur in Wechselstromkreisen.

Answer

Eine Induktivität hat keine Auswirkung auf den Stromfluss.

Question 23

Beschreibe den Zusammenhang zwischen elektrischer Spannung (U), Stromstärke (I) und Widerstand (R) anhand des Ohmschen Gesetzes.

Accepted Answer

I ist direkt proportional zu U und umgekehrt proportional zu R.

Answer

U ist proportional zu I und R.

Answer

I ist umgekehrt proportional zu U und R.

Question 24

Wie hängt ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld mit der Entstehung eines Magnetfeldes zusammen?

Accepted Answer

Ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld erzeugt ein zeitlich veränderliches Magnetfeld.

Answer

Ein zeitlich konstantes elektrisches Feld erzeugt ein zeitlich konstantes Magnetfeld.

Answer

Ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld erzeugt ein elektrisches Feld.

Answer

Ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld hat keine Auswirkung auf ein Magnetfeld.

Question 25

Wie wirkt eine Induktivität in einem Wechselstromkreis? Erläutere ihre Auswirkungen auf den Stromfluss und die Phasenverschiebung des Stroms.

Accepted Answer

Induktivitäten begrenzen den Stromfluss in Wechselstromkreisen, indem sie eine Gegenspannung erzeugen.

Accepted Answer

Induktivitäten verschieben die Phasenlage des Stroms in Wechselstromkreisen, was den Stromfluss beeinflusst.

Answer

Induktivitäten speichern elektrische Energie und setzen sie als magnetische Energie frei, wodurch sie den Stromfluss begrenzen.

Answer

Induktivitäten haben keinen Einfluss auf den Stromfluss in Wechselstromkreisen.

Question 26

Was ist die Definition der magnetischen Flussdichte?

Accepted Answer

Die Kraft pro Flächeninhalt, die auf eine Fläche senkrecht zu den magnetischen Feldlinien wirkt

Answer

Die Kraft pro Ladungseinheit, die auf eine elektrische Ladung wirkt

Answer

Die Kraft pro Stromstärkeeinheit, die auf einen stromdurchflossenen Leiter wirkt

Answer

Die Kraft pro magnetisches Dipolmoment, die auf einen Magneten wirkt

Question 27

Welche Stromstärke fließt durch eine Spule mit einer Induktivität von 2 H, wenn an der Spule eine Spannung von 10 V anliegt?

Accepted Answer

5 A

Answer

10 A

Answer

15 A

Answer

20 A

Question 28

Welche Aussage über einen Transformator ist korrekt?

Accepted Answer

Ein Transformator kann die Spannung einer Wechselstromquelle ändern.

Answer

Ein Transformator funktioniert nur mit Gleichstrom.

Answer

Ein Transformator hat einen Wirkungsgrad von 100 %.

Answer

Ein Transformator ist ein aktives Bauelement.

Question 29

Welche Einheit ist die SI-Einheit der elektrischen Spannung?

Accepted Answer

Volt (V)

Answer

Ampere (A)

Answer

Ohm (Ω)

Answer

Farad (F)

Question 30

Welche der Maxwell-Gleichungen beschreibt die Induktion eines elektrischen Feldes durch ein zeitlich veränderliches Magnetfeld?

Accepted Answer

∇ × E = -∂B/∂t

Answer

∇ × H = J + ∂D/∂t

Answer

∇ · B = 0

Answer

∇ · D = ρ

Question 31

Was ist die Primärfunktion eines Kondensators in einem elektrischen Schaltkreis?

Accepted Answer

Speicherung elektrischer Energie

Answer

Verstärkung elektrischer Signale

Answer

Isolierung elektrischer Komponenten

Answer

Reduzierung elektrischer Störungen

Question 32

Wie funktionieren piezoelektrische Sensoren und in welchen Bereichen finden sie Anwendung?

Accepted Answer

Piezoelektrische Sensoren wandeln mechanische Energie in elektrische Energie um, indem sie eine elektrische Ladung erzeugen, wenn sie mechanisch beansprucht werden.

Answer

Piezoelektrische Sensoren nutzen den Hall-Effekt, um Magnetfelder zu messen.

Answer

Piezoelektrische Sensoren können nur Schwingungen messen.

Question 33

Welche Maßnahmen können dazu beitragen, elektromagnetische Verträglichkeits-(EMV-)Probleme bei elektronischen Geräten zu verringern?

Accepted Answer

Abgeschirmte Kabel verwenden

Accepted Answer

Erdschleifen vermeiden

Accepted Answer

Ferritkerne an Stromkabeln einsetzen

Answer

Betriebsspannung erhöhen

Question 34

Welche der folgenden Größen stellt einen Vektor dar?

Accepted Answer

Elektrisches Feld

Answer

Elektrische Ladung

Answer

Elektrisches Potenzial

Answer

Elektrischer Strom

Question 35

Welches physikalische Gesetz beschreibt die Kraftwirkung zwischen zwei elektrischen Ladungen?

Accepted Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Lorentzkraft

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Ohmsches Gesetz

Question 36

Wie lautet der mathematische Ausdruck für die magnetische Flussdichte an einem Punkt im Raum außerhalb eines stromdurchflossenen Leiters?

Accepted Answer

Biot-Savart-Gesetz

Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Ampèresches Gesetz

Answer

Gaußscher Satz

Question 37

Welche Einheit wird für die elektrische Spannung verwendet?

Accepted Answer

Volt (V)

Answer

Ampere (A)

Answer

Ohm (Ω)

Answer

Siemens (S)

Question 38

Welche Stromart entsteht in einem Leiter, der einem zeitlich veränderlichen Magnetfeld ausgesetzt ist?

Accepted Answer

Induktionsstrom

Answer

Wechselstrom

Answer

Gleichstrom

Answer

Thermoelektrischer Strom

Question 39

Welche Anwendung basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion?

Accepted Answer

Elektromotor

Answer

Leuchtstoffröhre

Answer

Solarzelle

Answer

Diode

Question 40

Welche der folgenden Größen ist eine magnetische Größe?

Accepted Answer

Magnetische Flussdichte

Answer

Elektrische Flussdichte

Answer

Elektrische Leitfähigkeit

Answer

Elektrischer Widerstand

Question 41

Eine vektorielle Größe in der Elektrodynamik ist:

Accepted Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Elektrische Stromstärke

Answer

Elektrische Ladung

Answer

Elektrisches Potential

Question 42

Die Einheit der magnetischen Flussdichte ist:

Accepted Answer

Tesla

Answer

Coulomb

Answer

Weber

Answer

Ampere

Question 43

Die Richtung der magnetischen Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter beschreibt:

Accepted Answer

Rechte-Hand-Regel

Answer

Faradaysches Gesetz

Answer

Linke-Hand-Regel

Answer

Maxwellsche Gleichungen

Question 44

Die Ursache für elektromagnetische Induktion ist:

Accepted Answer

Änderung des magnetischen Flusses

Answer

Änderung der elektrischen Feldstärke

Answer

Änderung der magnetischen Feldstärke

Answer

Änderung der elektrischen Ladung

Question 45

Eine Aussage über Transformatoren ist:

Accepted Answer

Sie können Spannung und Strom transformieren.

Answer

Sie können nur Spannung transformieren.

Answer

Sie können nur Strom transformieren.

Question 46

Die Gleichung, die die magnetische Kraft auf ein Elektron beschreibt, ist:

Accepted Answer

F = q * v x B

Answer

F = m * a

Answer

F = G * m1 * m2 / r^2

Answer

F = q * E

Question 47

Die Induktivität einer Spule ist definiert als:

Accepted Answer

Das Verhältnis von magnetischem Fluss zu Stromstärke

Answer

Das Verhältnis von Stromstärke zu Spannung

Answer

Das Verhältnis von elektrischem Feld zu Ladung

Question 48

Eine Anwendung, die elektromagnetische Induktion nutzt, ist:

Accepted Answer

Elektromotor

Answer

Widerstand

Answer

Kondensator

Answer

Transistor

Question 49

Das Prinzip eines Generators besteht darin,:

Accepted Answer

Mechanische Energie durch elektromagnetische Induktion in elektrische Energie umzuwandeln

Answer

Thermische Energie durch elektromagnetische Induktion in elektrische Energie umzuwandeln

Answer

Elektrische Energie durch elektromagnetische Induktion in mechanische Energie umzuwandeln

Question 50

Ein stromdurchflossener Leiter erzeugt ein Magnetfeld. Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Magnetfeld und dem Strom?

Accepted Answer

Das Magnetfeld ist direkt proportional zum Strom.

Answer

Das Magnetfeld ist umgekehrt proportional zum Strom.

Answer

Das Magnetfeld ist unabhängig vom Strom.

Question 51

Welche physikalische Größe beschreibt die Stärke des elektrischen Feldes?

Accepted Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Elektrischer Strom

Answer

Elektrische Spannung

Answer

Elektrische Ladung

Question 52

Welches Gesetz beschreibt die Entstehung einer Spannung in einem Leiter, wenn sich ein Magnetfeld ändert?

Accepted Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Ohmsches Gesetz

Answer

Lenzsche Regel

Answer

Coulombsches Gesetz

Question 53

Welche Aussage über die Energie eines geladenen Kondensators ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist proportional zur Kapazität und zum Quadrat der Spannung.

Answer

Sie ist nur von der Spannung abhängig.

Answer

Sie ist nur von der Kapazität abhängig.

Question 54

Welches physikalische Prinzip nutzt der Elektromotor?

Accepted Answer

Elektromagnetische Induktion

Answer

Ohmsche Wärmeentwicklung

Answer

Piezoelektrischer Effekt

Answer

Elektrostatische Aufladung

Question 55

Welche Einheit wird zur Messung der magnetischen Flussdichte verwendet?

Accepted Answer

Tesla

Answer

Volt

Answer

Ampere

Answer

Coulomb

Question 56

Welche Aussage über das elektrische Feld im Inneren eines Leiters ist korrekt?

Accepted Answer

Es ist Null, da die freien Ladungsträger im Leiter das Feld abschirmen.

Answer

Es ist proportional zur Stromstärke, die durch den Leiter fließt.

Answer

Es ist proportional zur Spannung, die am Leiter anliegt.

Answer

Es ist proportional zur Ladungsdichte auf der Oberfläche des Leiters.

Question 57

Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die elektromagnetische Induktion?

Accepted Answer

ε = -dΦ/dt

Answer

ε = I/R

Answer

F = qvB

Answer

B = μI/2πr

Question 58

Ein Stromkreis besteht aus einer Batterie, einem Widerstand und einem Induktor. Welche Aussage über den Strom im Stromkreis ist korrekt?

Accepted Answer

Er nimmt nach dem Einschalten der Spannungsquelle zunächst exponentiell zu und erreicht nach einiger Zeit einen konstanten Wert.

Answer

Er schwingt mit einer bestimmten Frequenz.

Answer

Er nimmt exponentiell ab.

Answer

Er bleibt nach dem Einschalten der Spannungsquelle konstant.

Question 59

Welche der folgenden Einheiten ist die Einheit der magnetischen Flussdichte?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Ampere (A)

Answer

Volt (V)

Answer

Weber (Wb)

Question 60

Ein Magnetfeld der Stärke B wirkt auf ein Elektron, das sich senkrecht zu den Feldlinien bewegt. Welche Kraft erfährt das Elektron?

Accepted Answer

Lorentzkraft

Answer

Bernoullikraft

Answer

Coulombkraft

Answer

Gravitationskraft

Question 61

Welche der folgenden Aussagen über Transformatoren ist korrekt?

Accepted Answer

Sie übertragen elektrische Energie über große Entfernungen mit geringen Verlusten, indem sie die Spannung transformieren.

Answer

Sie erzeugen elektrische Energie.

Answer

Sie speichern elektrische Energie.

Question 62

Ein elektrisches Feld der Stärke E wirkt auf ein Proton. Welche Beschleunigung erfährt das Proton?

Accepted Answer

a = eE/m

Answer

a = mE/e

Answer

a = m/E

Answer

a = E/m

Question 63

Welche der folgenden Wellenarten ist eine elektromagnetische Welle?

Accepted Answer

Licht

Answer

Erdbebenwellen

Answer

Wasserwellen

Answer

Schallwellen

Question 64

Welche der folgenden Größen ist **keine** elektromagnetische Größe?

Accepted Answer

Masse

Answer

Elektrische Spannung

Answer

Magnetische Flussdichte

Answer

Elektrische Ladung