Title: Quizz zur Induktion in bewegten Leitern

Frage 1

Q: Ein Leiter steht parallel zur \(y\)-Achse im Koordinatensystem (siehe Zeichnung). Nun wird der Leiter entlang der \(x\)-Achse durch ein Magnetfeld bewegt, dessen Magnetfeldlinien parallel zur \(z\)-Achse verlaufen.
Markiere die richtigen Aussagen bei der Bewegung des Leiterstücks durchs Magnetfeld!
- Auf eine positive Ladung wirkt eine Kraft Richtung A. (correct)
- Auf eine positive Ladung wirkt eine Kraft Richtung B.
- Auf eine negative Ladung wirkt eine Kraft Richtung A.
- Auf eine negative Ladung wirkt eine Kraft Richtung B. (correct)
- Es kommt zur Ladungsverschiebung. (correct)
- Es gibt keine Ladungsverschiebung.
Credits: by Joachim Herz Stiftung (Author); licence C

[Image: leiter x-achse]

Frage 2

Q: Ein Leiter steht parallel zur \(y\)-Achse im Koordinatensystem (siehe Zeichnung). Nun wird der Leiter entlang der \(z\)-Achse durch ein Magnetfeld bewegt, dessen Magnetfeldlinien parallel zur \(z\)-Achse verlaufen.
Markiere die richtigen Aussagen bei der Bewegung des Leiterstücks durchs Magnetfeld.
- Auf eine positive Ladung wirkt eine Kraft Richtung A.
- Auf eine nagative Ladung wirkt eine Kraft Richtung A.
- Auf die Leitungsträger wirkt keine Kraft. (correct) (Bei einer Bewegung in oder gegen die Feldrichtung wirken keine Kräfte auf die Ladungsträger. Damit kommt es zu keiner Ladungsverschiebung und keiner Polbildung.) (if not chosen: Bei einer Bewegung in oder gegen die Feldrichtung wirken keine Kräfte auf die Ladungsträger. Damit kommt es zu keiner Ladungsverschiebung und keiner Polbildung.)
- Bei A entsteht Pluspol, bei B Minuspol.
- Bei A entsteht Minuspol, bei B Pluspol.
- Es gibt keine Polbildung. (correct)
[Image: leiter x-achse]

Frage 3

Q: Ein Leiter steht parallel zur \(x\)-Achse im Koordinatensystem (siehe Zeichnung). Nun wird der Leiter entlang der \(y\)-Achse durch ein Magnetfeld bewegt, dessen Magnetfeldlinien parallel zur \(z\)-Achse verlaufen.
Markiere die richtigen Aussagen bei der Bewegung des Leiterstücks durchs Magnetfeld.
- Es kommt zur Ladungsverschiebung. (correct) (Es wirkt auf die Ladungsträger eine LORENTZ-Kraft, die die negativen nach A und die positiven nach B drückt. Es kommt zur Ladungsverschiebung, bei A entsteht ein Minuspol. Die Spannung wächst mit der Geschwindigkeit.) (if not chosen: Es wirkt auf die Ladungsträger eine LORENTZ-Kraft, die die negativen nach A und die positiven nach B drückt. Es kommt zur Ladungsverschiebung, bei A entsteht ein Minuspol. Die Spannung wächst mit der Geschwindigkeit.)
- Es gibt keine Ladungsverschiebung.
- In A entsteht ein Pluspol, bei B Minuspol.
- In A entsteht ein Minuspol, bei B Pluspol. (correct)
- Die Spannung steigt mit der Geschwindigkeit. (correct)
- Die Spannung ist von der Geschwindigkeit unabhängig.
[Image: leiter y-achse]

Frage 4

Q: Ein Leiter steht parallel zur \(x\)-Achse im Koordinatensystem (siehe Zeichnung). Nun wird der Leiter entlang der \(x\)-Achse durch ein Magnetfeld bewegt, dessen Magnetfeldlinien parallel zur \(z\)-Achse verlaufen.
Markiere die richtigen Aussagen bei der Bewegung Leiterstücks durchs Magnetfeld.
- Auf positive Ladungen wirkt eine Kraft. (correct) (Sowohl auf positive als auch auf negative Ladungsträger wirkt eine LORENTZ-Kraft, diese geht aber quer zur Leiterrichtung, so dass sich zwischen A und B keine Spannung ergibt.) (if not chosen: Sowohl auf positive als auch auf negative Ladungsträger wirkt eine LORENTZ-Kraft, diese geht aber quer zur Leiterrichtung, so dass sich zwischen A und B keine Spannung ergibt.)
- Auf negative Ladungen wirkt eine Kraft. (correct)
- Auf Ladung wirkt keine Kraft.
- Zwischen A und B entsteht keine Spannung. (correct)
- Bei A entsteht Pluspol, bei B Minuspol.
- Bei A entsteht Minuspol, bei B Pluspol.
[Image: leiter x-achse]

Frage 5

Q: Die Leiterschleife dreht sich in einem homogenen Magnetfeld. Markiere die korrekten Aussagen.
- Zwischen den Enden der Leiterschleife ensteht eine Wechselspannung. (correct)
- Zwischen den Enden der Leiterschleife ensteht eine Gleichspannung.
- Zwischen den Enden der Leiterschleife ensteht keine Spannung.
[Image: leiterschleife]

Frage 6

Q: Die Leiterschleife dreht sich in einem homogenen Magnetfeld und erzeugt eine Wechselspannung. Wann ist die Spannung maximal, wann ist sie Null?
- Die Spannung ist zu den Zeitpunkten 1 und 3 maximal.
- Die Spannung ist zu den Zeitpunkten 2 und 4 maximal. (correct) (Wenn die vom Leiter gebildete Fläche senkrecht zu den Magnetfeldlinien verläuft (also in den Positionen 1 und 3), ändert sich der magnetische Fluss momentan nicht und es wird keine Spannung induziert; wenn die Fläche dagegen parallel zu den Feldlinien verläuft (in 2 und 4), ändert sich der magnetische Fluss momentan sehr stark und es wird die maximale Spannung induziert.) (if not chosen: Wenn die vom Leiter gebildete Fläche senkrecht zu den Magnetfeldlinien verläuft (also in den Positionen 1 und 3), ändert sich der magnetische Fluss momentan nicht und es wird keine Spannung induziert; wenn die Fläche dagegen parallel zu den Feldlinien verläuft (in 2 und 4), ändert sich der magnetische Fluss momentan sehr stark und es wird die maximale Spannung induziert.)
- Zu den Zeitpunkten 1 und 3 ist keine Spannung. (correct)
- Zu den Zeitpunkten 2 und 4 ist keine Spannung.
[Image: leiterschleife]

Frage 7

Q: Die Leiterschleife dreht sich in einem homogenen Magnetfeld und erzeugt eine Wechselspannung. Wann ergibt sich am schwarz markierten Leiter ein Pluspol?
- Zum Zeitpunkt 1 ist schwarz der Pluspol.
- Zum Zeitpunkt 2 ist schwarz der Pluspol. (correct) (Wenn sich das am schwarzen Anschluß nach hinten verlaufende Leiterstück von oben nach unten bewegt, ergibt die Dreifingerregel der rechten Hand, dass positive Ladungsträger Richtung A gedrückt werden.) (if not chosen: Wenn sich das am schwarzen Anschluß nach hinten verlaufende Leiterstück von oben nach unten bewegt, ergibt die Dreifingerregel der rechten Hand, dass positive Ladungsträger Richtung A gedrückt werden.)
- Zum Zeitpunkt 3 ist schwarz der Pluspol.
- Zum Zeitpunkt ist schwarz der Pluspol.
[Image: leiterschleife]

Frage 8

Q: Die Leiterschleife dreht sich in einem homogenen Magnetfeld.
- Zwischen den Enden der Leiterschleife ensteht eine Wechselspannung.
- Zwischen den Enden der Leiterschleife ensteht eine Gleichspannung.
- Zwischen den Enden der Leiterschleife ensteht keine Spannung. (correct) (In den beiden parallel zur Drehachse der Schleife verlaufenden Leiterteilen entsteht keine Spannung. Die in den senkrecht zur Drehachse der Schleife verlaufenden Leiterteilen entstehenden Teilspannungen heben sich gegenseitig auf.) (if not chosen: In den beiden parallel zur Drehachse der Schleife verlaufenden Leiterteilen entsteht keine Spannung. Die in den senkrecht zur Drehachse der Schleife verlaufenden Leiterteilen entstehenden Teilspannungen heben sich gegenseitig auf.)
[Image: leiterschleife]

Frage 9

Q: Der Magnet fällt durch die mit einem Strommessgerät kurzgeschlossene Spule. Was ist richtig?
- Es fließt Strom durchs Messgerät. (correct) (Es wird eine Spannung induziert, die zum Stromfluss durchs Messgerät führt. Dieser Strom bewirkt wegen der Regel von LENZ eine Gegenkraft auf den Magneten, die diesen bremst.) (if not chosen: Es wird eine Spannung induziert, die zum Stromfluss durchs Messgerät führt. Dieser Strom bewirkt wegen der Regel von LENZ eine Gegenkraft auf den Magneten, die diesen bremst.)
- Es fließt kein Strom durchs Messgerät.
- Der Magnet wird durch die Spule gebremst. (correct)
- Der Magnet wird nicht gebremst.
[Image: magnet spule]

Frage 10

Q: Was kann man über das magnetische Verhalten der Spule und die technische Stromrichtung des Stroms durch die Spule beim Durchfallen des Magneten aussagen?
- Bei A wird die Spule beim Eintauchen des Magneten ein Südpol.
- Bei A wird die Spule beim Eintauchen des Magneten ein Nordpol. (correct) (Auf Grund der Regel von LENZ muss beim Eintauchen eine den Magnet bremsende Wirkung entstehen, also dem Nordpol des Stabmagneten ein abstoßender Nordpol der Spule gegenüber stehen. Dieser Nordpol bei A entsteht, wenn durch die Spule der technische Strom von A nach B fließt (Polregel für stromdurchflossene Spule oder Rechte-Faust-Regel für einen stromdurchflossenen Leiter) und damit der technische Strom durch das Messgerät von B nach A fließt.) (if not chosen: Auf Grund der Regel von LENZ muss beim Eintauchen eine den Magnet bremsende Wirkung entstehen, also dem Nordpol des Stabmagneten ein abstoßender Nordpol der Spule gegenüber stehen. Dieser Nordpol bei A entsteht, wenn durch die Spule der technische Strom von A nach B fließt (Polregel für stromdurchflossene Spule oder Rechte-Faust-Regel für einen stromdurchflossenen Leiter) und damit der technische Strom durch das Messgerät von B nach A fließt.)
- Der technische Strom fließt beim Eintauchen des Magneten im Messgerät von A nach B, später umgekehrt.
- Der technische Strom fließt beim Eintauchen des Magneten im Messgerät von B nach A, später umgekehrt. (correct)
[Image: magnet spule]