Aufgaben zur Elektrizitätslehre
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- Imke Geisler
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1 Aufgaben zur Elektrizitätslehre Elektrischer Strom, elektrische Ladung 1. In einem Metalldraht bei Zimmertemperatur übernehmen folgende Ladungsträger den Stromtransport (A) nur negative Ionen (B) negative Ionen und Elektronen (C) nur Elektronen (D) es sind auch positive Ionen beteiligt (E) keine Aussage ist richtig 2. Abgesehen von extremen Temperaturbedingungen hat der elektrische Strom magnetische chemische Wärmewirkung Wirkung Wirkung (A) stets stets stets (B) meistens meistens meistens (C) stets manchmal stets (D) stets manchmal meistens (E) meistens manchmal stets
2 3. Bei Durchgang des elektrischen Stromes durch einen Leiter wird elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt, weil die Ladungsträger im angelegten elektrischen Feld Energie aufnehmen und diese durch Stoßprozesse an die Atome oder Moleküle des Leitermaterials abgeben. Antwort Aussage 1 Aussage 2 Verknüpfung A richtig richtig richtig B richtig richtig falsch C richtig falsch - D falsch richtig - E falsch falsch - 4. Vier Bleiakkumulatoren gleicher Spannung U = 2V sind wie in unten stehender Abbildung geschaltet. Die Spannung U x beträgt (A) U x = 8V (B) U x = 6V (C) U x = 4V (D) U x = 2V (E) U x = (2+2/3)V = 8/3 V
3 5. Die Spannung an dem Widerstand R und der Strom durch den Widerstand R sollen mit Drehspulinstrumenten gemessen werden (s. Skizze). (A) Spannung und Strom werden richtig bestimmt. (B) Die Spannung wird zu klein, der Strom zu groß bestimmt. (C) Die Spannung wird richtig, der Strom zu groß bestimmt. (D) Die Spannung wird zu groß, der Strom richtig bestimmt. (E) Die Spannung wird zu groß, der Strom zu klein bestimmt. 6. Wie viele Instrumente werden bei der unten stehenden Schaltung zur Spannungsmessung verwendet? (A) eines (B) zwei (C) drei (D) vier (E) keines
4 7. Wie viele Instrumente werden bei der unten stehenden Schaltung zur Spannungsmessung verwendet? (A) keines (B) eins (C) zwei (D) drei (E) vier 8. Strommesser werden (A) in Serie in den Stromkreis geschaltet, ihr Innenwiderstand soll möglichst groß sein (B) parallel zum Verbraucher geschaltet, ihr Innenwiderstand soll möglichst groß sein (C) in Serie in den Stromkreis geschaltet, ihr Innenwiderstand soll möglichst klein sein (D) parallel zum Verbraucher geschaltet, ihr Innenwiderstand soll möglichst klein sein (E) parallel zum Verbraucher geschaltet, ihr Innenwiderstand spielt keine Rolle
5 9. Erhöht man die Spannung an einem Kondensator, so fließt mehr Ladung auf den Kondensator, weil bei höherer Spannung der Kondensator eine höhere Kapazität hat. Antwort Aussage 1 Aussage 2 Verknüpfung A richtig richtig richtig B richtig richtig falsch C richtig falsch - D falsch richtig - E falsch falsch Welche Aussage trifft zu? Ein Kondensator mit der Kapazität C = 100 µf wird auf die Spannung U = 8 V aufgeladen. Nach Beendigung des Aufladungsvorgangs enthält der Kondensator die Ladung (A) Q = 8 mc (B) Q = 0,8 C (C) Q = 800 C (D) Q = 0,8 mc (E) Q = 0,08 C
6 11. Die Kapazität eines Plattenkondensators hängt ab von (1) der Fläche der Platten (2) dem Abstand der Platten voneinander (3) der Dielektrizitätskonstanten des Materials zwischen den Platten (4) dem Wert der zwischen den Platten angelegten elektrischen Spannung (A) nur 1, 2 und 3 sind richtig (B) nur 1, 2 und 4 sind richtig (C) nur 1, 3 und 4 sind richtig (D) nur 2, 3 und 4 sind richtig (E) 1-4 = alle sind richtig 12. Ein Plattenkondensator wird mit einer Spannungsquelle auf U = 10 V aufgeladen. Er wird von der Spannungsquelle getrennt, und dann werden die Kondensatorplatten auf den doppelten Abstand gebracht. Dabei ändert sich die Spannung bzw. die Ladung wie folgt: (A) Ladung und Spannung ändern sich nicht (B) die Spannung steigt auf den Wert U = 20 V (C) die Spannung sinkt auf den Wert U = 5 V (D) die Ladung steigt auf den doppelten Wert (E) die Ladung sinkt auf den halben Wert
7 13. Ein Kondensator entlädt sich über einen Widerstand. Welche der mit (A)-(E) bezeichneten Kurven (vgl. Abbildung) gibt den zeitlichen Verlauf der Kondensatorspannung richtig wieder?
8 14. Die Spannung U an einem Kondensator nehme in Abhängigkeit von der Zeit t bei der Entladung über einen Widerstand wie folgt ab: Wie groß ist die Zeitkonstante der Schaltung etwa? (A) < 0,5 s (B) 1 s (C) 1,5 s (D) 2 s (E) > 3 s
9 15. Welche der folgenden Aussagen über Kondensatoren trifft nicht zu? (A) Auf einem Kondensator kann man elektrische Ladung speichern. (B) Die Spannung an einem Kondensator ist proportional zur aufgebrachten Ladung. (C) Die Kapazität eines luftgefüllten Kondensators ist unabhängig von der angelegten Spannung. (D) Der zeitliche Verlauf der Entladung eines Kondensators der Kapazität C über einen Widerstand R wird durch die Zeitkonstante τ = RC bestimmt. (E) Bei Parallelschaltung zweier gleicher Kondensatoren ist die Gesamtkapazität gleich der Hälfte der Kapazitäten der beiden Kondensatoren.
10 16. Wird ein Kondensator der Kapazität C = 1 µf über einen Widerstand R = 10 kω entladen, so sinkt die Spannung am Kondensator nach einer Exponentialfunktion der Zeit ab. Der Bruchteil 1/e = 36, 8% der Anfangsspannung ist erreicht nach der Zeit (A) 100 ps (B) 10 µs (C) 10 ms (D) 10 s (E) 100 s
11 17. Welcher Strom fließt durch einen Widerstand von 150 kω bei einer Spannung von 3 V? (A) 2 µa (B) 5 µa (C) 20 µa (D) 50 µa (E) 500 µa 18. Durch einen elektrischen Leiter fließt während der Messzeit von t = 20 s bei der angelegten Spannung U = 2 V der elektrische Strom I = 2 µa. Der Widerstand des Leiters beträgt (A) R = V A s (B) R = V A 1 (C) R = A s (D) R = 40 V s (E) R = V (A s) 1
12 19. Der Widerstand zwischen den Klemmen A und B der gezeichneten Schaltung ist (A) 1/2R (B) 1R (C) 3/2R (D) 2R (E) 5R 20. Der Gesamtwiderstand zwischen den Punkten a und b der untenstehenden Schaltung beträgt (A) 0, 5Ω (B) 1, 0Ω (C) 1, 5Ω (D) 3Ω (E) 5, 5Ω
13 21. Welchen Gesamtwiderstand besitzt die Schaltung (siehe Abbildung), wenn zwischen den Punkten A und B eine Gleichspannung angelegt wird? (A) 2Ω (B) 4Ω (C) 6Ω (D) 8Ω (E) 10Ω
14 22. Drei gleiche Widerstände von je 100 Ω können auf vier verschiedene Arten zusammengeschaltet werden. In welchen der Schaltungsvarianten ist der resultierende Gesamtwiderstand größer als 100 Ω? (A) nur 1 und 2 sind richtig (B) nur 1 und 4 sind richtig (C) nur 2 und 3 sind richtig (D) nur 2 und 4 sind richtig (E) nur 3 und 4 sind richtig
15 23. Drei gleiche Widerstände à 100 Ω können auf vier verschiedene Arten zusammengeschaltet werden. In welchen der Schaltungsvarianten ist der resultierende Gesamtwiderstand kleiner als 100 Ω? (A) nur 1 und 2 sind richtig (B) nur 1 und 3 sind richtig (C) nur 2 und 3 sind richtig (D) nur 2 und 4 sind richtig (E) nur 3 und 4 sind richtig
16 24. Über die Stromstärken I 1, I 2 und I 3 in der Abbildung kann man folgende Aussage machen: (A) I 1 +I 2 +I 3 = I 0 (B) I 1 = I 2 = I 3 (C) I 1 < I 2 = I 3 (D) I 1 > I 2 > I 3 (E) I 2 = I 3 < I 1
17 25. Die Spannung zwischen den Klemmen I und II des Widerstandes R 2 in dem untenstehenden Schaltbild beträgt (A) U = 2 V (B) U = 4 V (C) U = 5 V (D) U = 12 V (E) U = 16 V
18 26. Die Spannung zwischen den Klemmen I und II in dem nachstehenden Schaltbild beträgt (A) U = 10 V (B) U = 20 V (C) U = 22 V (D) U = 44 V (E) U = 110 V
19 27. Die Spannung zwischen den Klemmen I und II in dem nachstehenden Schaltbild beträgt (A) U = 10 V (B) U = 20 V (C) U = 22 V (D) U = 44 V (E) U = 110 V 28. Der Spannungsabfall zwischen den Punkten A und B beträgt (A) U = 1 V (B) U = 3 V (C) U = 6 V (D) U = 10 V (E) U = 12 V
20 29. Über die Spannungen U 1, U 2 und U 3 in der Abbildung kann man folgende Aussagen machen: (A) U 1 = U 2 = U 3 (B) U 1 = U 2 > U 3 (C) U 1 = U 2 < U 3 (D) U 1 < U 2 < U 3 (E) U n = U 1 +U 2 + U Die Batterie in untenstehender Schaltung hat eine Spannung von 10 V. Punkt P liegt gegenüber Erde auf einer Spannung von (A) + 1 V (B) - 1 V (C) + 3 V (D) - 3 V (E) keine der vorgegebenen Aussagen trifft zu
21 31. An den angegebenen Schaltkreis wird zwischen den Anschlussstellen (a) und (b) eine Spannung von U = 200 V angelegt. (1) Der Gesamtstrom beträgt I = 10 A. (2) Der Gesamtwiderstand beträgt R = 5 Ω. (3) Die Ströme durch die Widerstände R 1 und R 2 sind gleich groß. (4) Die Spannung am Widerstand R 1 beträgt U 1 = 50 V. (A) nur 1 ist richtig (B) nur 2 ist richtig (C) nur 1 und 3 sind richtig (D) nur 2 und 3 sind richtig (E) nur 3 und 4 sind richtig
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