Klassenarbeit Physik 9. Schuljahr
Name, Vorname : Datum :
Elektrizitätslehre
Bei jeder Rechnung die Formel, den Rechenweg, die Maßeinheiten und die Lösung angeben!
1. Ein 72 km langes Kabel aus Stahl mit einem Durchmesser von 3 mm hat einen spezifischen
Widerstand von ρ = 0,13 mm2 / m. Wie groß ist sein Widerstand in k ?
2. Der Strom in einem Toaster beträgt 3,5 A (bei einer Spannung von 230 V).
Berechne den Widerstand.
3. Ein 1 k - Widerstand ist an ein regelbares Netzgerät angeschlossen.
Welche Spannung muss eingestellt werden, damit ein Strom von 15 mA fließt?
4. Der Kaltwiderstand eines Glühdrahtes in einer 100-Watt-Glühlampe beträgt 42 .
Berechne die dazugehörige Stromstärke.
5. An einem Widerstand wurden folgende Werte gemessen: U in V 0 2 3 4 5 6 7 I in mA 0 170 256 339 425 508 595
a) Zeichne für dieses Experiment eine Schaltskizze (– aber sauber!)
b) Zeichne ein Diagramm (– aber ganz sauber!)
c) Wie groß ist der Widerstand?
d) An den Draht wird eine Spannung von 20V angelegt. Wie groß ist der fließende Strom?
Name, Vorname : Datum :
Elektrizitätslehre
Bei jeder Rechnung die Formel, den Rechenweg, die Maßeinheiten und die Lösung angeben!
1. Ein 72 km langes Kabel aus Stahl mit einem Durchmesser von 3 mm hat einen spezifischen
Widerstand von ρ = 0,13 mm2 / m. Wie groß ist sein Widerstand in k ?
2. Der Strom in einem Toaster beträgt 3,5 A (bei einer Spannung von 230 V).
Berechne den Widerstand.
3. Ein 1 k - Widerstand ist an ein regelbares Netzgerät angeschlossen.
Welche Spannung muss eingestellt werden, damit ein Strom von 15 mA fließt?
4. Der Kaltwiderstand eines Glühdrahtes in einer 100-Watt-Glühlampe beträgt 42 .
Berechne die dazugehörige Stromstärke.
5. An einem Widerstand wurden folgende Werte gemessen: U in V 0 2 3 4 5 6 7 I in mA 0 170 256 339 425 508 595
a) Zeichne für dieses Experiment eine Schaltskizze (– aber sauber!)
b) Zeichne ein Diagramm (– aber ganz sauber!)
c) Wie groß ist der Widerstand?
d) An den Draht wird eine Spannung von 20V angelegt. Wie groß ist der fließende Strom?
Klassenarbeit Physik 9. Schuljahr
6. Berechne die fehlenden Werte in den folgenden Schaltungen.
Bei jeder Rechnung die Formel, den Rechenweg, die Maßeinheiten und die Lösung angeben!
Berechne R, I, I1, I2
7. Berechne die fehlenden Größen
NOTE: PUNKTE:
R3 = 300 Ω I1
I2 R1 = 500 Ω R2 = 1 kΩ
U = 230 V I
R1 R1 R2 R2 R3 R3 R4
R1 = 600
R2 = 150
R3 = 300
RE =
I1 =
I2 =
I3 =
IG =
U= 36 V U= 24 V
R1 = 250
R2 = 150
R3 = 100
R4 = 150
RG =
IG =
Lösungsvorschlag
1. R = ρ∙l (Leiterlänge) ── A (Querschnittsfläche) A = π r2 = π ∙ (1,5 mm)2 = 2,25mm2 R = 0,13 Ω mm2 ∙ 72 000 m 4160 Ω ────────────── = 2,25mm2 ∙ m R = 4,16 kΩ Antwort: Sein Widerstand ist 4,16 kΩ.
2. R = U : I R = 230 V : 3,5 A =65,71 Ω Antwort: Der Widerstand beträgt 65,71 Ω
3. U = R ∙ I U = 1000 V/A ∙ 0,015 A = 15 V Antwort: Es muss eine Spannung von 15 V eingestellt werden.
4. Gleichung für ... : P = U ∙ I Gleichung für Widerstand : R = U : I R = (P : I) : I = (P : I) ∙ ( 1 : I ) = P : I 2 I 2 = P : R I = √ P :R I = √ 100 V ∙A (Volt kürzt sich weg) ————— = 1, 54 A
42 V
6. R = U : I R = 230 V : 0 92 A = 250 Ω I 1 = U : R3 = 230 V ∙ A = 0,76666 A ————— 300 V I 2 = U : ( R 1 + R 2) = 230 V ∙ A ————— = 0 , 1533333 A 1500 V I = I1 + I2 = 0,76 A + 0,1599999 A = 0,92 A
7.1. R = U :I
I = U : R I1 = 36 V : 600 Ω = 0,06 A I2 = 36 V : 150 Ω = 0,24 A I3 = 36 V : 300 Ω = 0,12 A Iges = I1 + I2 + I3 = Iges Iges = 0,06 A + 0,24 A + 0,12 A = 0 42 A RE = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 85,71 Ω
7.2. Rges = R1+ R2 + (1: (1/R3+1/R4)) = 460Ω Iges = U: Rges = 52 mA
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1. R = ρ∙l (Leiterlänge) ── A (Querschnittsfläche) A = π r2 = π ∙ (1,5 mm)2 = 2,25mm2 R = 0,13 Ω mm2 ∙ 72 000 m 4160 Ω ────────────── = 2,25mm2 ∙ m R = 4,16 kΩ Antwort: Sein Widerstand ist 4,16 kΩ.
2. R = U : I R = 230 V : 3,5 A =65,71 Ω Antwort: Der Widerstand beträgt 65,71 Ω
3. U = R ∙ I U = 1000 V/A ∙ 0,015 A = 15 V Antwort: Es muss eine Spannung von 15 V eingestellt werden.
4. Gleichung für ... : P = U ∙ I Gleichung für Widerstand : R = U : I R = (P : I) : I = (P : I) ∙ ( 1 : I ) = P : I 2 I 2 = P : R I = √ P :R I = √ 100 V ∙A (Volt kürzt sich weg) ————— = 1, 54 A
42 V
6. R = U : I R = 230 V : 0 92 A = 250 Ω I 1 = U : R3 = 230 V ∙ A = 0,76666 A ————— 300 V I 2 = U : ( R 1 + R 2) = 230 V ∙ A ————— = 0 , 1533333 A 1500 V I = I1 + I2 = 0,76 A + 0,1599999 A = 0,92 A
7.1. R = U :I
I = U : R I1 = 36 V : 600 Ω = 0,06 A I2 = 36 V : 150 Ω = 0,24 A I3 = 36 V : 300 Ω = 0,12 A Iges = I1 + I2 + I3 = Iges Iges = 0,06 A + 0,24 A + 0,12 A = 0 42 A RE = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 85,71 Ω
7.2. Rges = R1+ R2 + (1: (1/R3+1/R4)) = 460Ω Iges = U: Rges = 52 mA
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