Gollenz Physik 4, Arbeitsheft

37 Lösungen zu den Aufgaben Elektrizität bestimmt unser Leben 1.1 Permanentmagnet 1.2 Stabmagnet, Hufeisenmagnet, Ringmagnet, … 1.3 Eisen, Kobalt, Nickel, seltene Er- den wie z. B. Neodym, u. v.m. 2.1 a) 2.2 N S N S Magnet Weicheisenstück 2.3 a) 2.4 In beiden Nägeln entstehen un- mittelbar gegenüber gleichnami- ge Pole, die einander abstoßen. N N S N S 2.5 a) 2.6 Der große Nagel zieht kleinere Nägel an. Mit einem Kompass. 2.7 b) 2.8 Durch starke mechanische Bean- spruchung (z. B. Schläge); durch ein starkes äußeres Magnetfeld 2.9 a), c), e) 2.10 c) 3.1 N S 3.2 N S S N 3.3 N S N S 3.4 N S 4.1 Der magnetische Nordpol wan- dert derzeit mit über 50 km pro Jahr von der kanadischen Arktis in Richtung Sibirien. Die Entfer- nung vom geografischen Nordpol – etwa 500 km – nimmt dabei derzeit etwas ab. 4.2 Das Geländer ist durch magneti- sche Influenz im Magnetfeld der Erde magnetisch geworden. 4.3 Stabmagnets. 4.4 Die Sonne stößt fortlaufend elek- trisch geladene Teilchen z. B. Elektronen und Protonen in den Weltraum aus (Sonnenwind). Die Erde ist umgeben von einem Ma- gnetfeld, das uns gegen die ein- treffenden Sonnenpartikel und andere schädliche Strahlung aus dem All abschirmt. Da die Feld- linien des Magnetfeldes nur in den Polarregionen die Erdatmo- sphäre durchdringen, gelangen dort besonders viele Sonnenpar- tikel in die oberen Luftschichten. Deswegen tritt das Polarlicht (Aurora borealis und Aurora aust- ralis) im Normalfall nur in pola- ren Regionen auf. 4.6 lotrecht ein. 4.7 Z. B. aus Eisen 4.8 b), d) 4.9 a), c) 5.1 Magnetfeld 5.2 Konzentrische Kreise 5.3 b) 5.4 a), d) 6.1 + - 6.2 + - N S 6.3 homogen; parallel 7.1 a) 7.2 Permanentmagnet 7.3 b) 7.4 Die Polung des Elektromagnets kehrt sich um. 8.1 Eisen, Nickel und andere ferroma- gnetische Stoffe. 8.2 Elektromagnet 8.3 230 V 6 V Kreis 1 Kreis 2 8.4 Die Nagel in der stromdurchflos- senen Spule stoßen einander ab, weil nebeneinander gleichnami- ge Magnetpole entstanden sind. 8.5 Die Abstoßung der beiden Nägel erfolgt unabhängig von der Stromrichtung. 9.1 c) 9.2 Lorentzkraft; nach dem nieder- ländischen Mathematiker und Physiker Hendrik Antoon Lorentz 9.3 9.4 c) Grundlage für Elektromotoren und Generatoren 10.1 Die Drehrichtung bleibt gleich, weil das Magnetfeld sowohl im Rotor als auch im Stator umge- polt wird. 10.2 b) 10.3 Betrieb mit Wechselstrom: Waschmaschine, Mixer, Bohr- maschine, E-Lok, … Betrieb mit Gleichstrom: Schei- benwischer, Hubstapler, … 10.4 Die Schraube und der Magnet bilden den Rotor. Durch die Ver- bindung mit der Batterie fließt elektrischer Strom. Im Magnet- feld des Neodym-Magneten wer- den die Elektronen abgelenkt. Als Reaktion auf diese Ablenkung be- ginnt die Schraube zu rotieren. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv