Biot-Savart-Gesetz: Online-Quiz für Elektrotechnik-Studierende

Question 1

Welche der folgenden Formeln beschreibt die magnetische Flussdichte B am Punkt P, der vom stromdurchflossenen Leiter mit dem Strom I den Abstand r hat?

Accepted Answer

B = μ₀ * (I / (4 * π * r²))

Answer

B = μ₀ * (I / (2 * π * r))

Answer

B = μ₀ * (I * r² / (4 * π))

Answer

B = μ₀ * (I * r / (2 * π))

Question 2

Ein stromdurchflossener Leiter erzeugt ein Magnetfeld. Wie ändert sich die Richtung der magnetischen Flussdichte, wenn der Stromfluss umgekehrt wird?

Accepted Answer

Sie kehrt sich um

Answer

Sie bleibt gleich

Answer

Sie wird um 90° gedreht

Answer

Sie wird um 180° gedreht

Question 3

Welche Einheit wird zur Messung der magnetischen Flussdichte verwendet?

Accepted Answer

Tesla

Answer

Volt

Answer

Weber

Question 4

Welche Richtung hat die magnetische Flussdichte um einen geraden, stromdurchflossenen Leiter?

Accepted Answer

Senkrecht zum Leiter gegen den Uhrzeigersinn

Answer

Parallel zum Leiter

Answer

Senkrecht zum Leiter im Uhrzeigersinn

Answer

In Richtung des Stromflusses

Question 5

Welche der folgenden Aussagen zum Magnetfeld einer Spule trifft zu?

Accepted Answer

Es ist im Inneren der Spule homogener als außerhalb.

Answer

Es ist außerhalb der Spule homogener als im Inneren.

Answer

Es ist überall inhomogen.

Answer

Es ist nur im Inneren der Spule vorhanden.

Question 6

In welcher Einheit wird die magnetische Flussdichte angegeben?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Ampere pro Meter (A/m)

Answer

Weber pro Quadratmeter (Wb/m²)

Answer

Volt pro Meter (V/m)

Question 7

Welche Wirkung hat ein Magnetfeld auf einen stromdurchflossenen Leiter?

Accepted Answer

Es lenkt ihn ab.

Answer

Es zieht ihn an.

Answer

Es stößt ihn ab.

Answer

Es hat keine Wirkung auf ihn.

Question 8

Welche der folgenden Größen ist keine Feldgröße?

Accepted Answer

Elektrisches Potential

Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Magnetische Flussdichte

Answer

Magnetisches Vektorpotential

Question 9

Das Biot-Savart-Gesetz beschreibt:

Accepted Answer

Die magnetische Flussdichte um eine stromdurchflossene Leitung.

Answer

Die Auswirkung eines Magnetfelds auf eine elektrische Ladung.

Answer

Die Stärke des Magnetfelds einer bewegten Ladung.

Answer

Die Wechselwirkung zwischen zwei elektrischen Feldern.

Question 10

Welche Größe wird im Biot-Savart-Gesetz nicht verwendet?

Accepted Answer

Elektrische Ladung

Answer

Stromstärke

Answer

Abstand zum Leiter

Answer

Permeabilität des Vakuums

Question 11

Wie verändert sich die Stärke des Magnetfelds, wenn sich der Abstand zum Leiter verdoppelt?

Accepted Answer

Sie halbiert sich.

Answer

Sie verdoppelt sich.

Answer

Sie bleibt gleich.

Answer

Sie wird viermal so groß.

Question 12

Die Einheit für die magnetische Flussdichte ist:

Accepted Answer

Tesla

Answer

Ampere

Answer

Volt

Answer

Weber

Question 13

Das Biot-Savart-Gesetz beschreibt die Erzeugung eines Magnetfelds durch:

Accepted Answer

einen stromdurchflossenen Leiter

Answer

eine elektrische Ladung

Answer

eine Temperaturdifferenz

Answer

eine Druckdifferenz

Question 14

Welche der folgenden Größen wird im Biot-Savart-Gesetz NICHT verwendet?

Accepted Answer

Elektrische Spannung

Answer

Stromstärke

Answer

Länge des Leiters

Answer

Abstand zum Leiter

Question 15

Welche der folgenden Anwendungen basiert auf dem Biot-Savart-Gesetz?

Accepted Answer

Elektromotor

Answer

Photodiode

Answer

Kondensator

Answer

Transistor

Question 16

Welche der folgenden Aussagen über das Biot-Savart-Gesetz ist korrekt?

Accepted Answer

Es gilt für sowohl gerade als auch gekrümmte Leiter.

Answer

Es gilt nur für gerade Leiter.

Answer

Es gilt nur für gekrümmte Leiter.

Question 17

Wie lässt sich die magnetische Flussdichte an einem Punkt P im Inneren einer stromdurchflossenen Spule berechnen?

Accepted Answer

Durch Integration des Biot-Savart-Gesetzes über alle Windungen der Spule

Answer

Messung mit einem Magnetometer

Answer

Verwendung der Maxwell-Gleichungen

Question 18

Welche Größe beschreibt der Vektor ( overrightarrow{dl} ) im Biot-Savart-Gesetz?

Accepted Answer

Ein infinitesimales Längenelement des stromdurchflossenen Leiters

Answer

Die magnetische Feldstärke im Punkt ( overrightarrow{r} )

Answer

Die Stromstärke im Leiter

Question 19

Wie ist die Richtung des Magnetfeldes ( overrightarrow{B} ) an einem Punkt im Raum, der durch einen stromdurchflossenen geraden Leiter erzeugt wird?

Accepted Answer

Senkrecht zum Leiter und zur Verbindungslinie zwischen Punkt und Leiter

Answer

Antiparallel zum Leiter

Answer

Parallel zum Leiter

Question 20

Was ist die Einheit der magnetischen Flussdichte?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Weber (Wb)

Answer

Ampere (A)

Answer

Gauss (G)

Question 21

Welche Bedeutung hat das Biot-Savart-Gesetz für die Elektrotechnik?

Accepted Answer

Es ermöglicht die Berechnung von Magnetfeldern in verschiedenen Konfigurationen, die für die Konstruktion von elektrischen Maschinen und Geräten unerlässlich sind.

Answer

Es beschreibt die Bewegung von Elektronen in einem Magnetfeld.

Question 22

Wie lautet die Differentialform des Biot-Savart-Gesetzes?

Accepted Answer

$$ overrightarrow{dB}(overrightarrow{r}) = rac{mu_0}{4pi} rac{I overrightarrow{dl} 	imes hat{r}}{|overrightarrow{r} - overrightarrow{r}_0|^3} $$

Answer

$$ overrightarrow{dB}(overrightarrow{r}) = rac{mu_0}{4pi} rac{I overrightarrow{dl} cdot hat{r}}{|overrightarrow{r} - overrightarrow{r}_0|^3} $$

Question 23

Welche Näherung kann für das Biot-Savart-Gesetz verwendet werden, wenn der Abstand zum stromdurchflossenen Leiter groß im Vergleich zur Länge des Leiters ist?

Accepted Answer

Multipol-Expansion

Answer

Lorentz-Kraft

Answer

Faradaysches Gesetz

Answer

Maxwell-Gleichungen

Question 24

Was beschreibt das Biot-Savart-Gesetz?

Accepted Answer

Die Stärke und Richtung des Magnetfelds, das von einem stromdurchflossenen Leiter erzeugt wird.

Answer

Die Energie eines Magnetfeldes.

Answer

Die Kraft zwischen zwei bewegten Ladungen.

Answer

Die magnetische Durchflutung einer Schleife.

Question 25

Welche physikalische Größe wird direkt mit dem Biot-Savart-Gesetz berechnet?

Accepted Answer

Magnetische Flussdichte (B)

Answer

Magnetische Feldstärke (H)

Answer

Magnetischer Fluss (Φ)

Answer

Magnetisches Dipolmoment

Question 26

Ein langer, gerader Draht wird von einem Strom I durchflossen. Wie verhält sich die Stärke des Magnetfeldes in Abhängigkeit vom Abstand r zum Draht?

Accepted Answer

Sie ist umgekehrt proportional zum Abstand r.

Answer

Sie ist proportional zum Quadrat des Abstands r.

Answer

Sie ist direkt proportional zum Abstand r.

Answer

Sie ist unabhängig vom Abstand r.

Question 27

Wie lässt sich die Richtung des Magnetfelds um einen stromdurchflossenen Leiter bestimmen?

Accepted Answer

Mit der Rechte-Hand-Regel.

Answer

Sie ist unabhängig von der Stromrichtung.

Answer

Sie ist radial nach außen gerichtet.

Answer

Sie ist parallel zum Stromfluss.

Question 28

Welche Einheit hat die magnetische Flussdichte im SI-System?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Volt pro Meter (V/m)

Answer

Ampere (A)

Answer

Weber (Wb)

Question 29

Zwei parallele Leiter werden von Strömen in die gleiche Richtung durchflossen. Welche Aussage über die Kraft zwischen den Leitern ist korrekt?

Accepted Answer

Die Leiter ziehen sich gegenseitig an.

Answer

Es wirkt keine Kraft.

Answer

Die Kraft ist abhängig vom Material der Leiter.

Answer

Die Leiter stoßen sich gegenseitig ab.

Question 30

Wie ändert sich die Stärke des Magnetfeldes im Zentrum einer stromdurchflossenen Leiterschleife mit dem Radius r der Schleife?

Accepted Answer

Sie ist umgekehrt proportional zum Radius r.

Answer

Sie ist unabhängig vom Radius r.

Answer

Sie ist proportional zum Quadrat des Radius r.

Answer

Sie ist direkt proportional zum Radius r.

Question 31

Was ist ein Vorteil des Biot-Savart-Gesetzes im Vergleich zum Ampèreschen Gesetz?

Accepted Answer

Es kann auf Leiter mit beliebiger Form angewendet werden.

Answer

Es ist für statische Magnetfelder besser geeignet.

Answer

Es ist mathematisch einfacher.

Answer

Es berücksichtigt die zeitliche Veränderung des Magnetfeldes.

Question 32

Ein Elektron bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit senkrecht zu einem homogenen Magnetfeld. Welche Bahn beschreibt das Elektron?

Accepted Answer

Eine Kreisbahn.

Answer

Eine Gerade.

Answer

Eine Parabel.

Answer

Eine Schraubenlinie.

Question 33

Welche Aussage über das Magnetfeld einer langen, stromdurchflossenen Spule ist falsch?

Accepted Answer

Das Magnetfeld außerhalb der Spule ist homogen.

Answer

Die Feldlinien des Magnetfeldes verlaufen innerhalb der Spule parallel zur Spulenachse.

Answer

Die Stärke des Magnetfeldes im Inneren der Spule hängt von der Windungszahl und der Stromstärke ab.

Answer

Das Magnetfeld im Inneren der Spule ist annähernd homogen.

Question 34

Ein gerader, unendlich langer Leiter der Stromstärke I erzeugt ein Magnetfeld. Wie hängt die magnetische Flussdichte B in einem Abstand r von der Mittelachse des Leiters ab?

Accepted Answer

B = (μ₀ * I) / (2π * r)

Answer

B = (μ₀ * I * r) / (4π)

Answer

B = (μ₀ * I * r) / (2π)

Answer

B = (μ₀ * I) / (4π * r)

Question 35

Was ist die SI-Einheit der magnetischen Flussdichte?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Ampere (A)

Answer

Weber (Wb)

Answer

Volt (V)

Question 36

Welches Prinzip beschreibt das Biot-Savart-Gesetz?

Accepted Answer

Die Berechnung der magnetischen Flussdichte B an einem Punkt im Raum, der von einem stromdurchflossenen Leiter erzeugt wird.

Answer

Die Berechnung der Kraft F, die auf ein bewegtes Ladungsteilchen in einem Magnetfeld wirkt.

Answer

Die Berechnung der elektrischen Feldstärke E an einem Punkt im Raum, der von einer Ladungsverteilung erzeugt wird.

Question 37

Ein gerader Leiter der Länge l wird von einem Strom I durchflossen. Wie verhält sich die magnetische Flussdichte B in einem Abstand r vom Leiter, wenn der Abstand auf 2r verdoppelt wird?

Accepted Answer

B/2

Answer

4B

Answer

2B

Answer

B

Question 38

Welche Faktoren beeinflussen die magnetische Flussdichte B, die von einem stromdurchflossenen Leiter erzeugt wird?

Accepted Answer

Stromstärke, Abstand vom Leiter, Form des Leiters

Answer

Nur die Form des Leiters

Answer

Nur der Abstand vom Leiter

Answer

Nur die Stromstärke

Question 39

Ein dünner, gerader Leiter wird von einem Strom I durchflossen. Wie groß ist die magnetische Flussdichte B an einem Punkt, der genau auf dem Leiter liegt?

Accepted Answer

Null

Answer

Abhängig von der Stromrichtung

Answer

Abhängig von der Länge des Leiters

Answer

Maximal

Question 40

Ein gerader, unendlich langer Leiter führt einen Strom von 10 A. Berechnen Sie die magnetische Flussdichte B in einem Abstand von 5 cm vom Leiter.

Accepted Answer

2 x 10^-5 T

Answer

4 x 10^-5 T

Answer

1 x 10^-4 T

Answer

2 x 10^-4 T

Question 41

Eine kreisförmige Leiterschleife mit dem Radius 0,1 m führt einen Strom von 2 A. Wie groß ist die magnetische Flussdichte B im Zentrum der Schleife?

Accepted Answer

1,26 x 10^-5 T

Answer

5,04 x 10^-5 T

Answer

2,52 x 10^-5 T

Answer

1,26 x 10^-4 T

Question 42

Welches Element ist NICHT Teil des Biot-Savart-Gesetzes?

Accepted Answer

Die Permittivität des Vakuums

Answer

Die magnetische Permeabilität des Vakuums

Answer

Die Stromstärke

Answer

Der Abstand zum Stromleiter

Question 43

Wie ändert sich die magnetische Flussdichte B eines geraden Leiters, wenn der Abstand vom Leiter verdoppelt wird?

Accepted Answer

Sie halbiert sich.

Answer

Sie verdoppelt sich.

Answer

Sie vervierfacht sich.

Answer

Sie bleibt gleich.

Question 44

Welches der folgenden Phänomene kann mit dem Biot-Savart-Gesetz erklärt werden?

Accepted Answer

Die Kraft zwischen zwei parallelen Leitern, die Strom in die gleiche Richtung führen.

Answer

Die Bewegung eines Elektrons in einem elektrischen Feld.

Answer

Die Ausbreitung von Lichtwellen.

Question 45

Wie groß ist die magnetische Feldstärke im Zentrum einer Spule mit 100 Windungen, einem Radius von 0,05 m und einem Strom von 2 A?

Accepted Answer

2,51 x 10^-3 T

Answer

1,26 x 10^-2 T

Answer

5,02 x 10^-3 T

Answer

1,26 x 10^-3 T

Question 46

Ein Leiterstück der Länge 0,1 m führt einen Strom von 5 A. Welches Magnetfeld wird an einem Punkt im Abstand von 0,02 m vom Leiter erzeugt, wenn der Winkel zwischen dem Leiterstück und der Verbindungslinie zum Punkt 30° beträgt?

Accepted Answer

1,06 x 10^-5 T

Answer

2,12 x 10^-5 T

Answer

4,24 x 10^-5 T

Answer

8,48 x 10^-5 T

Question 47

Welche Einheit wird verwendet, um die magnetische Flussdichte zu messen?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Ampere (A)

Answer

Volt (V)

Answer

Weber (Wb)

Question 48

Welches der folgenden Aussagen über das Magnetfeld eines geraden Leiters ist FALSCH?

Accepted Answer

Das Magnetfeld ist parallel zum Leiter.

Answer

Das Magnetfeld ist proportional zur magnetischen Permeabilität des Vakuums.

Answer

Das Magnetfeld ist proportional zur Stromstärke.

Answer

Das Magnetfeld ist umgekehrt proportional zum Abstand zum Leiter.

Question 49

Das Biot-Savart-Gesetz ist ein wichtiges Werkzeug, um...

Accepted Answer

Das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Leitung zu berechnen.

Answer

Die elektrische Feldstärke eines geladenen Körpers zu berechnen.

Answer

Die elektromagnetische Induktion zu beschreiben.

Question 50

Welche der folgenden Aussagen beschreibt das Biot-Savart-Gesetz?

Accepted Answer

Es berechnet das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Leitung.

Answer

Es berechnet die Lorentz-Kraft auf eine bewegte Ladung.

Answer

Es berechnet die elektrische Feldstärke einer Punktladung.

Question 51

Was ist die Einheit der magnetischen Flussdichte?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Newton (N)

Answer

Farad (F)

Question 52

Welche der folgenden Größen beeinflusst die Stärke des Magnetfeldes einer stromdurchflossenen Leitung?

Accepted Answer

Stromstärke, Abstand zum Leiter, Form des Leiters

Answer

Luftfeuchtigkeit, Höhe über dem Meeresspiegel, Erdmagnetfeld

Answer

Temperatur des Leiters, Farbe des Leiters, Material des Leiters

Answer

Dielektrizitätskonstante des Mediums, Permeabilität des Mediums

Question 53

Welche der folgenden Anordnungen erzeugt das stärkste Magnetfeld?

Accepted Answer

Spule mit vielen Windungen und hohem Strom

Answer

Quadratischer Leiter mit hohem Strom

Answer

Gerader Leiter mit niedrigem Strom

Answer

Ringförmiger Leiter mit mittlerem Strom

Question 54

Wo ist die magnetische Flussdichte im Zentrum einer Spule mit N Windungen und Radius R, durchflossen von einem Strom I?

Accepted Answer

(μ₀ · N · I) / (2 · π · R)

Answer

(μ₀ · N · I^2) / (4 · π · R)

Answer

(μ₀ · N · I^2) / (2 · π · R)

Answer

(μ₀ · N · I) / (4 · π · R)

Question 55

Welche Richtung hat die magnetische Flussdichte um einen stromdurchflossenen Leiter?

Accepted Answer

Kreisförmig, entgegengesetzt der Stromrichtung nach der Rechte-Hand-Regel

Answer

Radial, entgegen der Stromrichtung nach der Rechte-Hand-Regel

Answer

Kreisförmig, in Stromrichtung nach der Rechte-Hand-Regel

Question 56

Wie berechnet man die magnetische Flussdichte in einem Abstand r von einem unendlich langen, geraden Leiter mit Stromstärke I?

Accepted Answer

(μ₀ · I) / (2 · π · r)

Answer

(μ₀ · I^2) / (2 · π · r)

Answer

(μ₀ · I^2) / (4 · π · r)

Answer

(μ₀ · I) / (4 · π · r)

Question 57

Welche der folgenden Aussagen über das Biot-Savart-Gesetz ist falsch?

Accepted Answer

Es gilt nur für stationäre Stromverteilungen.

Answer

Es berücksichtigt den Beitrag jedes infinitesimalen Stromelements zum Magnetfeld.

Answer

Es ist ein Vektorgesetz.

Question 58

Was ist der Zusammenhang zwischen dem Biot-Savart-Gesetz und dem Ampèreschen Durchflutungsgesetz?

Accepted Answer

Das Ampèresche Durchflutungsgesetz ist eine erweiterte Form des Biot-Savart-Gesetzes, die für geschlossene Stromkreise gilt.

Answer

Das Biot-Savart-Gesetz ist eine erweiterte Form des Ampèreschen Durchflutungsgesetzes, die für beliebige Stromverteilungen gilt.

Question 59

Welche der folgenden Anwendungen des Biot-Savart-Gesetzes ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Berechnung des Magnetfeldes eines Dipols

Answer

Berechnung des Magnetfeldes einer Spule

Answer

Berechnung des Magnetfeldes eines Stromkabels

Answer

Berechnung des Magnetfeldes eines Magneten

Question 60

Ein gerader, unendlich langer Leiter wird von einem Strom I durchflossen. Welches Magnetfeld B wird in einem Abstand r vom Leiter gemessen?

Accepted Answer

B = (μ₀ * I) / (2π * r)

Answer

B = (μ₀ * I) / (4π * r²)

Answer

B = (μ₀ * I²) / (2π * r)

Answer

B = (μ₀ * I * r) / (2π)

Question 61

Welche der folgenden Aussagen zum Biot-Savart-Gesetz ist FALSCH?

Accepted Answer

Das Biot-Savart-Gesetz gilt nur für statische Magnetfelder.

Answer

Das Biot-Savart-Gesetz beschreibt die magnetische Flussdichte, die von einem Stromleiter erzeugt wird.

Answer

Das Biot-Savart-Gesetz ist ein Vektorgesetz.

Question 62

Ein stromdurchflossener Kreis mit dem Radius r erzeugt ein Magnetfeld. Wie verhält sich die magnetische Flussdichte B im Zentrum des Kreises zur Stromstärke I?

Accepted Answer

B ist proportional zu I.

Answer

B ist umgekehrt proportional zu I.

Answer

B ist proportional zu I².

Question 63

Zwei parallele, stromdurchflossene Leiter ziehen sich an. Welche Richtung haben die Ströme in den Leitern?

Accepted Answer

Die Ströme fließen in die gleiche Richtung.

Answer

Die Richtung der Ströme spielt keine Rolle.

Answer

Die Leiter ziehen sich nur an, wenn die Ströme orthogonal zueinander verlaufen.

Answer

Die Ströme fließen in entgegengesetzte Richtungen.

Question 64

Ein stromdurchflossener Leiter wird in ein externes Magnetfeld gebracht. Welche Kraft wirkt auf den Leiter?

Accepted Answer

Lorentzkraft

Answer

Coulombkraft

Answer

Spannungskraft

Answer

Gravitationskraft