Schriftliche Abschlussprüfung Physik 2002/2003

Wahlaufgabe 5 Elektrizitätslehre

5.1 Schülerexperiment

Aufgabe: Nehmen Sie die /- U- Kennlinien eines Widerstandes und einer Glühlampe auf.
Vorbereitung: 1. Zeichnen Sie für das Experiment mit dem Widerstand einen entsprechenden Schaltplan.
  2. Bereiten Sie für beide Bauelemente je eine Messwerttabelle für jeweils vier Messwertpaare vor.
Durchführung: 1. Bauen Sie die Schaltung mit dem Widerstand nach Ihrem Schaltplan auf.
  2. Lassen Sie die Schaltung vom Lehrer überprüfen.
  3. Führen Sie die Messungen durch. Beachten Sie dabei die Ihnen vom Lehrer genannte zulässige Höchstspannung. Notieren Sie die Messwerte in der entsprechenden Tabelle.
  4. Ersetzen Sie in Ihrer Schaltung den Widerstand durch die Glühlampe.
  5. Führen Sie die Messungen für die Glühlampe durch. Notieren Sie die Messwerte in der entsprechenden Tabelle.
Auswertung: 1. Zeichnen Sie die / - U - Kennlinien der beiden untersuchten Bauelemente in ein gemeinsames l- U- Diagramm.
  2. Entscheiden und begründen Sie, ob für den Widerstand das ohmsche Gesetz gilt.
  3. Berechnen Sie für zwei Spannungen die elektrischen Widerstände der Glühlampe. Vergleichen Sie die Widerstände. Begründen Sie
  4. Geben Sie eine Fehlerquelle an, die die Genauigkeit Ihrer Messergebnisse beeinflusst hat.

Für 5.1 erreichbare BE: 19

5.2 Nach folgendem Schaltplan wird eine Glühlampe (6 V; 0,1 A) mit einer 10 V - Spannungsquelle betrieben.

Schaltbild Aufgabe 5

5.2.1 Geben Sie die Schaltungsart an.

5.2.2 Berechnen Sie den elektrischen Widerstand des erforderlichen Vorwiderstandes.

5.2.3 Beschreiben Sie eine zu erwartende Beobachtung, wenn man einen Vorwiderstand mit zu großem elektrischem Widerstand in den Stromkreis einbaut.Begründen Sie.

Für 5.2.1 bis 5.2.3 erreichbare BE: 6

Lösung Wahlaufgabe 5 Elektrizitätslehre
(Bitte beachten Sie den Hinweis am Ende der Seite)

5.1 Schülerexperiment

Schaltplan:
Schaltplan

Messwerte:

UWiderstand in V IWiderstand in mA ULampe in V ILampe in mA
0
0
0
0
1,8
36
1,8
35
3,2
61
3,3
48
4,7
90
4,9
62
7,1
138
7,4
78

 

Auswertung:
1.
Diagramm
2. Für den Widerstand gilt das Ohmsche Gesetz, U ~ I, da im Diagramm eine Gerade entsteht.

3.                    

Der Widerstand bei einer Spannung von 1,8 V ist kleiner als der Widerstand bei einer Spannung von 7,4 V.
Für die Glühlampe gilt das Ohmsche Gesetz nicht, weil die Temperatur der Glühlampe nicht gleich bleibt.

4. Fehlerquelle: Gerätefehler der Messinstrumente, persönliche Fehler, ...

5.2
5.2.1 Schaltungsart: Reihenschaltung
5.2.2 Ges.: R
geg.: ULampe = 6V; Ugesamt = 10V; I = 0,1 A

Lösung:

1. Berechnung der Spannung am Vorwiderstand:
UR = Ugesamt - ULampe
UR = 10V – 6V
UR = 4V

2. Berechnung des Vorwiderstandes

5.2.3 Ist der Widerstand zu groß, so wird die Glühlampe nur dunkel oder gar nicht leuchten.
Der zu große Widerstand verursacht einen höheren Spannungsabfall, so dass an der Lampe eine geringere Spannung anliegt und die Lampe so nur weniger hell oder gar nicht leuchten kann. Außerdem führt der höhere Widerstand auch zu einer geringeren Stromstärke im Stromkreis (U ~ I – Ohmsches Gesetz).

Die vorliegenden Lösungen sind Musterlösungen von , Georg-Schumann-Schule in Leipzig, und keine offiziellen Lösungen des Sächsischen Staatsministeriums für Kultus.Herzlicher Dank gilt Frau Mohr, Herrn Schumann, Herrn Viehrig und Herrn Genscher, die die vorliegenden Lösungen begutachteten.  Der Autor garantiert nicht für die Vollständigkeit und Richtigkeit der vorliegenden Lösungen. In Klammern stehende und kleiner gedruckte Lösungen betrachtet der Autoren auch als möglich bzw. sind als Kommentar gedacht. Wir freuen uns über jeden Hinweis zur Verbesserung dieser Musterlösungen. Bitte senden Sie uns eine Email, Betreff: Prüfung 2003

Aufgabenstellung Aufgabe 1 Aufgabe 2 Aufgabe 3 Aufgabe 4 Aufgabe 6 Aufgabe 7 Zur Übersicht Abschlussprüfungen Physikstartseite

Alle Lösungen auf einen Blick