44 Elektrizität und EnergieSurftipp ns8eb7

Teste dich selbst Elektrizität und Energie

1 Ergänze.

a)  In einer Spule wird eine Spannung erzeugt, wenn s ich das von der Spule um­

fasste Magnetfe ld ändert .

b)  Ein Wechselstromgenerator besteht aus Fe ldmagnet und Anker (Spule, zwe i

Schle i fr inge, Koh lebürsten) und Anschlüssen.

c)  Eine Wechselspannung ist eine Spannung, deren Po lar ität , d .h . deren P lus­

und Minuspol , s ich per iod isch ändert .

d)  Der geschlossene Eisenkern bei einem Transformator dient der fast vollständigen

Übertragung des primären Magnetfeldes auf die Sekundär spule.

2

a) Während des Einschaltvorganges baut sich in und um den Elektro­

magneten ein Magnetfeld auf. Die Spule wird von diesem sich ändernden

Feld durchsetzt, daher wird in ihr eine Spannung induziert.

b) Betreibt man einen Transformator mit einer Gleichspannung, wird

nur beim Ein­ bzw. Ausschalten kurzzeitig in der Sekundärspule eine

Spannung erzeugt, ansonsten ist die Sekundärspannung Null.

c) Durch die Erhöhung der Drehzahl ändert sich das Magnetfeld in der

Spule schneller. Das führt zu einer Erhöhung der Induktionsspannung.

3 Entscheide, welche Antwort richtig ist. Begründe deine Entscheidung.Ein Türgong wird mit einer Spannung von 8 V betrieben. Sie wird aus der Netzspannung von 230 V mit einem Transformator erzeugt. Wie viele Windungen muss seine Sekundärspule haben, wenn seine Primärspule 575 Windungen hat?

20 000

2 000

X 20

wahr falsch Entscheide, ob die nachfolgenden Aussagen wahr oder falsch sind. Begründe deine Antworten.

X a)  In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn in der Nähe ein Elektromagnet eingeschaltet wird.

X b)  Einen Transformator kann man sowohl mit Wechsel­ als auch mit Gleichspannung betreiben.

X c)  Erhöht man die Drehzahl eines Generators, so erhöht sich auch der Betrag der induzierten Spannung.

Es g i lt U 2 : U 1 = n 2 : n 1 . Mit U 1 = 230 V, U 2 = 8 V,

n 1 = 575 erhält man n 2 = 20 Windungen.

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68 Radioaktivität und MaterieSurftipp ew676t

Teste dich selbst Radioaktivität und Materie

1 Ergänze den Lückentext.

a)  Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen . Er ist pos it iv

geladen und besitzt fast die gesamte Masse des Atoms.

b)  Es gibt drei Arten radioaktiver Strahlung, nämlich α­ , β ­ , und γ­Strahlung.

c)  Die Massenzahl gibt die Summe der Anzahl von Protonen und Neutronen an.

d)  Die Halbwertszeit eines radioaktiven Präparates gibt an, nach we lcher Ze it d ie

Häl fte der vorhandenen Atomkerne zer fa l len ist .

2

–

wahr falsch Entscheide, ob die nachfolgenden Aussagen wahr oder falsch sind. Begründe deine Antworten.

X a)  Eine Kettenreaktion ist eine Kernreaktion, bei der die Spaltprodukte sich wie in einer Kette ausreihen.

X b)   b  – ­Strahlung wird im Magnetfeld abgelenkt.

X c)   b  – ­Strahlung entsteht im Atomkern.

3 Kreuze die richtige Antwort an und begründe deine Entscheidung.Ein radioaktives Präparat hat eine Halbwertszeit von 5760 Jahren. Nach wie vielen Jahren sind 87,5 % aller Kerne zerfallen?

X 17 280 Jahren 23 040 Jahren 1 920 Jahren

Es s ind noch 12 ,5 %, a lso 1 /8 der Kerne vorhanden. Daher

muss dre imal d ie Halbwertsze it vergangen se in , das s ind

17 280 Jahre.

a) E ine Kettenreakt ion w ird so genannt, da d ie be i ihr ent­

stehenden Reakt ionsprodukte se lbst w ieder Reakt ionen

hervorrufen .

b)  b   -  ­Strahlung besteht aus negat iv ge ladenen E lektro­

nen. Negat iv ge ladene Te i lchen werden im Magnetfe ld ab­

ge lenkt , wenn s ie senkrecht zu den Fe ld l in ien auftreffen .

c)  b   -  ­Strahlung entsteht , wenn s ich in Atomkernen mit

Neutronenüberschuss e in Neutron in e in Proton umwan­

de lt .

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94 Kosmos und ForschungSurftipp i56547

Teste dich selbst Kosmos und Forschung

1

2 Beschreibe stichwortartig die Struktur des Weltalls.

Monde umkre isen P laneten, d iese und we itere K le inobjekte

(Kometen, Meteoro iden , Astero iden) umkre isen Sterne.

Sterne b i lden Ansammlungen (Galax ien) , oft in Spira l form.

Galax ien b i lden Galax ienhaufen , d iese w iederum Super-

haufen . Superhaufen verte i len s ich in e iner waben-/netz-

art igen Struktur im Universum.

3 Benenne und erkläre das im Bild dargestellt Phänomen.

Am Zwei fachspalt tr itt Inter-

ferenz von zwe i (Halbkre is)we l len

auf, es entstehen a lso Ste l len

der Verstärkung und Abschwächung von Wel len , indem zwei

Wel lenberge aufe inandertreffen bzw. e in Wel lenberg und e in

Wel lental .

4

wahr falsch Entscheide, ob die nachfolgenden Aussagen wahr oder falsch sind.

X Im geozentrischen Weltbild kreist die Erde um die Sonne.

X Der Wechsel von geozentrischem zu heliozentrischem Weltbild bezeichnet man als kopernikanische Wende.

X Die „Schleifenbewegung“ der Planeten am Himmel lässt sich nur mit dem heliozentrischen Weltbild erklären.

X Himmelskörper, die sich umkreisen, bewegen sich auf Ellipsenbahnen.

wahr falsch Entscheide, ob die nachfolgenden Aussagen wahr oder falsch sind.

X Mit dem Wellenmodell des Lichts lassen sich alle Phänomene des Lichts erklären.

X Eine Grundaussage der Quantenphysik ist, dass sich gewisse physikalische Größen nicht kontinuierlich, sondern portionsweise (gequantelt) ändern.

X Teilchen verhalten sich manchmal wie Wellen.

X Mit genügend Energie lässt sich die Geschwindigkeit eines Körpers beliebig steigern.

X Die Lichtgeschwindigkeit ist im Vakuum immer und überall gleich groß.

X Die uns umgebende Materie ist nur aus drei verschiedenen Elementarteilchen aufgebaut.

a) b)

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Wärmeleitung und System 123Surftipp 3fe8y9

Teste dich selbst Wärmeleitung und System

3 Definiere die Begriffe Energieentwertung und Wirkungsgrad.

Energ ieentwertung: Energ ieumladungen, be i denen d ie zu-

geführte Energ ie neben der Nutzenerg ie auch in innere

Energie überführt wird. Dies ist bei realen Vorgängen immer

der Fal l . Wirkungsgrad η : g ibt das Verhältn is von Nutz-

energ ie zu zugeführter Energ ie an .

4 Begründe, wieso der Wirkungsgrad immer kleiner als 1 ist.

Da be i rea len Vorgängen immer e in Ante i l n icht nutzbarer

innerer Energ ie entsteht , ist der Ante i l der Nutzenerg ie

immer k le iner a ls d ie insgesamt zugeführte Energ ie be i

e iner Energ ieumladung.

1

a) Je höher d ie Temperatur e ines Körpers, desto größer

se ine innere Energ ie .

b) Be im Schmelzen oder anderen Aggregatzustandsände-

rungen. D ie zugeführte Wärme wird genutzt , um d ie Stoff-

struktur zu ändern .

c) Die meisten Stoffe dehnen sich bei Temperaturerhöhung aus.

2 Entscheide, welche der angegebenen Lösungen richtig ist. Begründe. „Um die Temperatur von 1 kg Wasser von 20 °C auf 65 °C zu erhöhen, muss man folgende Wärme zuführen:“

a) rund 188 J

X b) rund 188 kJ

c) rund 188 MJ

wahr falsch Entscheide, ob die nachfolgenden Aussagen wahr oder falsch sind. Begründe deine Wahl.

X a) Erhöht man die Temperatur eines Körpers, so bleibt seine innere Energie gleich groß.

X b) Führt man einem Körper Wärme zu, muss sich seine Temperatur nicht ändern.

X c) Hochspannungsleitungen hängen im Winter durch, damit sie sich im Sommer zusammenziehen können.

Mit Q = m ∙ c ∙  Δ T und c = 4 190 J/(kg ∙ K)

erhä lt man Q = 188 kJ.

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