Aufgaben: Elektroskop, Influenz und Feldlinienbilder

Beschreibe den Aufbau eines Elektroskops und erkläre, was man am Zeigerausschlag erkennt.

Ein geriebener Kunststoffstab wird an die Metallkugel eines Elektroskops gehalten, ohne sie zu berühren. Der Zeiger schlägt aus. Wie nennt man diese Erscheinung, und was passiert mit den Ladungen im Elektroskop?

Beschreibe den Verlauf der elektrischen Feldlinien um eine einzelne positive Punktladung und gib an, in welche Richtung sie zeigen.

Ein Elektroskop wird mit einem negativ geladenen Stab berührt und ist danach geladen.

1. a) Erkläre, welche Ladung das Elektroskop trägt.

1. b) Beschreibe, was passiert, wenn man nun einen positiv geladenen Stab nähert, ohne zu berühren.

1. c) Begründe die Beobachtung.

Beschreibe das Feldlinienbild zwischen zwei entgegengesetzt geladenen parallelen Metallplatten.

1. a) Wie verlaufen die Feldlinien im Innenraum?

1. b) Was sagt der Abstand der Linien über die Feldstärke aus?

1. c) In welche Richtung bewegt sich dort ein positiv geladenes Teilchen?

Beschreibe das Feldlinienbild zweier betragsgleicher, gleichnamig geladener Punktladungen und vergleiche es mit dem Bild zweier betragsgleicher, ungleichnamiger Punktladungen. Nenne jeweils die Besonderheit in der Mitte zwischen den Ladungen.

Ein ungeladenes Elektroskop wird mit einem geladenen Stab angenähert. Der Zeiger schlägt aus. Dann wird die Kugel bei weiterhin genähertem Stab kurz mit dem Finger berührt und der Finger wieder entfernt, anschließend der Stab entfernt.

1. a) Beschreibe den Zeigerausschlag nach jedem Schritt.

1. b) Erkläre die Ladungsverteilung nach jedem Schritt.

1. c) Gib an, welche Ladung das Elektroskop am Ende trägt, wenn der Stab negativ war.

Ein Schüler behauptet: „Ein Elektroskop zeigt immer, ob ein Körper positiv oder negativ geladen ist."

1. a) Nimm Stellung zu dieser Behauptung.

1. b) Beschreibe ein Verfahren, mit dem man mithilfe eines vorher bekannt geladenen Elektroskops das Vorzeichen der Ladung eines unbekannten Körpers bestimmen kann.

1. c) Erkläre, warum es dazu bereits ausreicht, den Körper dem Elektroskop nur anzunähern, ohne es zu berühren.

Im Gewitter ist das Auto ein sicherer Ort (Faradayscher Käfig).

1. a) Beschreibe, wie sich die Ladungen auf einem Metallkörper in einem äußeren elektrischen Feld verteilen.

1. b) Erkläre, warum im Inneren des Metallkörpers kein Feld herrscht.

1. c) Beschreibe in Worten das Feldlinienbild um den Körper und begründe, wie die Feldlinien an der Oberfläche enden.