Aufgaben: Variablenkontrolle beim elektrischen Widerstand

Nenne vier Größen, von denen der Widerstand eines Drahtes abhängt.

Erkläre, was man unter „Variablenkontrolle“ versteht. Gib ein Beispiel aus dem Alltag oder dem Physikunterricht.

Ein Draht hat bei $2{,}0\ \text{V}$ eine Stromstärke von $0{,}50\ \text{A}$. Berechne seinen Widerstand.

Schüler untersuchen, wie der Widerstand vom Drahtdurchmesser abhängt. Sie haben Drähte aus Konstantan und Kupfer mit unterschiedlichen Längen und Durchmessern.

1. a) Beschreibe, welche Drähte sie auswählen müssen.

1. b) Nenne, welche Größen konstant gehalten werden.

Ein Konstantandraht von $1{,}0\ \text{m}$ Länge hat $4{,}0\ \Omega$. Bestimme den Widerstand eines gleichartigen Drahtes mit

1. a) $2{,}5\ \text{m}$ Länge,

1. b) doppelter Querschnittsfläche bei gleicher Länge von $1{,}0\ \text{m}$.

Messreihe an einem Draht gleichen Materials und gleichen Querschnitts:

1. a) Beschreibe den Zusammenhang zwischen Länge und Widerstand.

1. b) Gib eine Formel an und bestimme den Widerstand für $3{,}0\ \text{m}$.

Ein Schüler behauptet: „Ein dickerer Draht aus Eisen hat immer weniger Widerstand als ein dünner Draht aus Kupfer.“

1. a) Beurteile die Aussage.

1. b) Plane ein Experiment, mit dem die Behauptung unter Beachtung der Variablenkontrolle überprüft werden kann.

Ein Draht wird auf die doppelte Länge gezogen, sein Volumen bleibt dabei gleich. Der ursprüngliche Widerstand betrug $3{,}0\ \Omega$.

1. a) Begründe, wie sich die Querschnittsfläche ändert.

1. b) Berechne den neuen Widerstand mit $R=\rho\cdot\frac{l}{A}$.

Bei einem Versuch mit einer Glühlampe nimmt der Widerstand bei steigender Spannung zu.

1. a) Erkläre, warum bei diesem Versuch die Variablenkontrolle nicht eingehalten wird.

1. b) Schlage vor, wie man die Abhängigkeit des Widerstands von der Temperatur getrennt untersuchen könnte.