Drei Felder im Vergleich
So gehst du vor
- 1Wähle eine Feldart und einen Probekörper.
- 2Tippe oder ziehe in einem der drei Bilder: Der Probekörper wandert in allen drei Bildern an dieselbe Stelle. Der orange Pfeil zeigt die Kraft.
- 3Vergleiche Stärke und Richtung beim Ziehen. Im Diagramm siehst du, wie die Felder mit dem Abstand abfallen.
- 4Gehe die Eigenschaften durch und löse danach die Zuordnung, ohne nachzusehen.
Feldart
Probekörper
Gravitationsfeld
Das Feld übt eine Kraft aus.
elektrisches Feld
Keine Kraft: Das Feld wirkt hierauf nicht.
magnetisches Feld
Keine Kraft: Das Feld wirkt hierauf nicht.
Die Pfeile sind nicht im selben Maßstab: Es sind verschiedene Größen. Die Bilder sind Schnitte durch das räumliche Feld, Kreis mit Punkt heißt „aus dem Bild heraus“, Kreis mit Kreuz „ins Bild hinein“. Die bewegte Ladung fliegt im Bild nach oben; die Magnetnadel hat ihren Nordpol rot.
Wie die Felder mit dem Abstand abfallen
Die braun-rot gestrichelte Kurve gilt für Gravitationsfeld und elektrisches Feld zugleich, die blaue für das Magnetfeld des langen geraden Leiters. r0 ist der kleinste Abstand im Bild oben. Der Vergleich gelingt nur, weil alle Werte auf den Wert bei r0 bezogen sind.
Eigenschaften nebeneinander
Welches Feld ist gemeint?
Tippe für jede Aussage alle Felder an, auf die sie zutrifft. Es können mehrere sein.
- 1. Die Kraft ist immer anziehend.
- 2. Die Feldlinien sind geschlossen.
- 3. Das Feld übt auf eine ruhende Ladung eine Kraft aus, weil sie geladen ist.
- 4. Die Arbeit hängt nur von Anfang und Ende des Wegs ab, es gibt ein Potential.
- 5. Das Feld lässt sich nicht abschirmen.
- 6. Die Kraft auf ein Teilchen steht immer senkrecht zu seiner Geschwindigkeit.
- 7. Die Feldstärke um einen punktförmigen Körper fällt mit 1r² ab.
- 8. Es gibt ein Gebiet, in dem das Feld homogen ist.
Aufträge
- Setze nacheinander alle Probekörper ins Feld eines Körpers. Welches Feld wirkt auf welchen Körper? Halte das Ergebnis in einer Tabelle fest.
- Wähle die bewegte Ladung und ziehe sie im Magnetfeld des Leiters einmal im Kreis. An welchen Stellen ist die Kraft null? Warum zeigt sie sonst aus dem Bild heraus oder hinein?
- Verdopple den Abstand. Um welchen Faktor ändern sich g, E und B? Woran liegt der Unterschied beim Leiter?
- Wechsle zum homogenen Feld und ziehe die Probe. Was ändert sich an der Kraft? Wo gilt das im Alltag nur näherungsweise?
- Eine Ladung fliegt quer durch den Plattenkondensator, ein Stein wird waagerecht geworfen. Was ist gleich, was wäre bei einem Magnetfeld anders?
Theorie: Elektrizitätslehre-Skript, Kapitel „Drei Felder im Vergleich“; das Gravitationsfeld steht in Skript 1.