Die Konzepte der AP Physics 2 zu elektrischen Stromkreisen, Magnetismus sowie geometrischer und Wellenoptik, anschaulich erklärt.
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- Was besagt das Ohmsche Gesetz?
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U = R·I: Die Spannung an einem Leiter ist gleich seinem Widerstand mal der Stromstärke durch ihn. (V = IR)- Definiere den spezifischen elektrischen Widerstand und seine SI-Einheit.
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Der spezifische Widerstand ist eine Materialeigenschaft, die angibt, wie stark ein Stoff dem Stromfluss entgegenwirkt. Die SI-Einheit ist das Ohmmeter (Ω·m).- Wie hängt der Widerstand vom spezifischen Widerstand, der Länge und der Querschnittsfläche ab?
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R = ρL/A, wobei ρ der spezifische Widerstand, L die Länge und A die Querschnittsfläche ist.- Wie ist die elektrische Stromstärke definiert?
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Die Ladung, die pro Zeiteinheit an einem Punkt vorbeifließt: I = Q/t, gemessen in Ampere (A).- Definiere die Kapazität und ihre SI-Einheit.
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Die Fähigkeit eines Bauteils, Ladung pro Spannung zu speichern: C = Q/V, gemessen in Farad (F).- Wie hängt die Kapazität eines Plattenkondensators von Plattenfläche und Plattenabstand ab?
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C = ε0·εr·A/d, wobei A die Plattenfläche, d der Plattenabstand und ε0 und εr die Permittivitätskonstanten sind.- Was ist der Unterschied zwischen Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen?
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Reihenschaltung: Die Widerstände addieren sich (R_gesamt = R1 + R2 + ...). Parallelschaltung: Die Kehrwerte addieren sich (1/R_gesamt = 1/R1 + 1/R2 + ...).- Formuliere das erste Kirchhoffsche Gesetz (Knotenregel).
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Die Summe der Ströme, die in einen Knoten hineinfließen, ist gleich der Summe der Ströme, die herausfließen.- Formuliere das zweite Kirchhoffsche Gesetz (Maschenregel).
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Die Summe der Spannungsabfälle um jede geschlossene Schleife in einem Stromkreis ist gleich null.- Wie lautet die Zeitkonstante eines RC-Kreises und was bedeutet sie?
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τ = RC. Das ist die Zeit, in der Ladung oder Strom auf 1/e ihres Anfangswerts abfallen.- Definiere die magnetische Kraft auf eine bewegte Ladung und gib die Formel an.
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F = qvB sin(θ), wobei q die Ladung, v die Geschwindigkeit, B die magnetische Feldstärke und θ der Winkel zwischen v und B ist.- Wie lautet die Rechte-Hand-Regel für die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Draht?
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Die Finger zeigen in Stromrichtung und werden zur Richtung des Magnetfelds gekrümmt. Der Daumen zeigt dann in Richtung der Kraft.- Wie groß ist die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Draht in einem Magnetfeld?
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F = BIL sin(θ), wobei B die Feldstärke, I die Stromstärke, L die Drahtlänge und θ der Winkel zwischen Draht und Feld ist.- Definiere die magnetische Feldstärke B und ihre SI-Einheit.
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Die Stärke eines Magnetfelds, gemessen in Tesla (T) oder Weber pro Quadratmeter (Wb/m^2).- Wie groß ist das Magnetfeld in der Mitte einer langen Spule (Solenoid)?
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B = μ0·μr·n·I, wobei n die Windungen pro Längeneinheit, I die Stromstärke und μ0 und μr die Permeabilitätskonstanten sind.
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