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Das Elektroskop

Das Elektroskop ist ein Gerät zum Nachweis ruhender elektrischer Ladungen. Die folgende Abbildung zeigt seinen Aufbau.

1. Benenne die Bestandteile des Elektroskops. Verwende folgende Fachbegriffe: Zeiger, Drehachse, Isolator, Metallteller, Gehäuse, Metallstab, Stativfuß.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

2. Formuliere einen Zusammenhang zwischen dem Zeigerausschlag des Elektro-skops und der Ladungsmenge, die auf den Metallteller des Elektroskops über-tragen wurde.

3. Begründe, warum es notwendig ist, den Metallteller, den Metallstab und den Zeiger gegenüber dem Gehäuse zu isolieren.

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1. a) Welche Kräfte wirken zwischen elektrisch geladenen Körpern? Ergänze in Bild 1 die Polung der Kugeln.

b) Versollständige die beiden Sätze über die Kraftwirkung zwischen elektrisch geladenen Körpern.

Gleichartig geladene Körper

Ungleich geladene Körper

2. Bringt man eine negativ geladene Metallkugel auf ein Elektroskop (Bild 2), so schlägt der Zeiger aus. Erkläre dies.

Ladungstransport

3. Man bringt eine neutrale Metallkugel in die Nähe eines stark geladenen Körpers. Die Ladungen verschieben sich wie in Bild 3 dargestellt. Nun berührt man mit dem Finger für einen Moment die Kugel. Was passiert?

4. Ergänze zum Bild 4 den Lückentext:

kann portionsweise übertragen werden.

Eine solche Elektrizitätsmenge nennt man . Bewe-

gen sich die Ladungsteilchen in einem geschlossenen Lei-

terkreis, so spricht man von einem

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Lies den Text. Ergänze und beschrifte fortlaufend die Abbildungen a–f:Durch die gesamte Strahlung der Sonne auf die Erde ist die Erdoberfläche gegenüber den hohen Schichten der Atmosphäre stets negativ aufgeladen. Gewitter gibt es nur, wenn die Luft sehr warm und feucht ist. Diese warme Luft steigt nach oben und nimmt die winzigen Wassertröpfchen mit, von denen in warmer Luft viele enthalten sind. Beim Aufsteigen der Wassertröpfchen und ihrer Be-gegnung mit kalter, trockener Luft der höheren Atmosphäre findet Ladungstrennung statt – wie beim Gehen über einen Teppichboden. So enthält die Atmosphäre bald Unmengen von freien Elek-tronen und positiven Ionen. Je höher die feuchte Luft kommt, desto stärker kühlt sie ab. Kalte Luft kann jedoch nicht mehr so viel Wasserdampf „halten“ und so kondensiert die Feuchtigkeit zuerst zu kleinen und dann zu immer größeren Wassertropfen. Wenn die Wassertropfen schwer genug sind, beginnen sie entgegen der nach oben gerichteten Luftströmung nach unten zu fallen.Da die Ladungen innerhalb der Wassertropfen leicht verschiebbar sind, zeigen die positiven La-dungen nach unten zur negativ aufgeladenen Erdoberfläche, während die negativen Ladungen auf der Oberseite der Wassertropfen sitzen. Weil sich nun aber ungleichnamige Ladungen anzie-hen, „kämmen“ die Wassertropfen aus der Luft die Elektronen heraus und werden so immer „ne-gativer“. Die positiven Ladungen strömen mit der Luft weiter nach oben. So entstehen innerhalb der Luftschichten große Ladungsunterschiede: oben positiv – unten negativ. Sind die Ladungsun-terschiede groß genug, dann treten Blitze auf, die einen Ladungsausgleich bewirken. Wenn die Re-gentropfen der Erdoberfläche sehr nahe kommen und ihre negative Ladung noch besitzen, dann ziehen sie positive Ladungen der Erde an und stoßen negative ab. So kann ein Blitz von der Wolke zur Erde ausgelöst werden. Dieser Blitz lädt die Erde weiter negativ auf, ebenso wie die zur Erde fal-lenden Regentropfen. Die negative Aufladung der Erde wird erhalten und verstärkt. Erde und At-mosphäre bilden so eine Art Batterie, die sich stets wieder selbst auflädt.

Gewitter