Aufgaben zur E-Lehre

1
Welche dieser elektrischen Felder sind homogen, welche inhomogen?
Die elektrischen Felder in den Abbildungen 1, 2 und 3 sind alle homogen, die Feldstärke $\vec{E}$ ist überall gleich
Alle elektrischen Felder in den Abbildungen 1, 2 und 3 sind inhomogen, die Feldstärke $\vec{E}$ ist überall verschieden
Die elektrischen Felder in den Abbildungen 1 und 3 sind wegen der geraden Feldlinien homogen, jenes in Abbildung 2 ist inhomogen
Das elektrische Feld in Abbildung 1 ist homogen, alle anderen sind inhomogen
Die Länge des Vektors $\vec{E}$ (also die Länge des Pfeils) gibt die Größe der elektrischen Feldstärke an diesem Messpunkt an, anders ausgedrückt seinen Betrag $\left| E \right|$
Die Richtung des Vektors $\vec{E}$ (also die Richtung des Pfeils) gibt auch die Richtung der elektrischen Feldstärke an diesem Messpunkt an.
Nur in einem homogenen elektrischen Feld sind an jedem Punkt der Betrachtung, bzw. der Messung, sowohl Betrag und Richtung der elektrischen Feldstärke $\vec{E}$ gleich!
2
Aufgabe zur Berechnung des Spezifischer Widerstandes
Aufgabenbeschreibung:
Es soll der Spezifischen Widerstand ρ (für rho) eines Drahtes bestimmt werden.
Dessen Länge (l) betrage 10m und der Querschnitt des Drahtes $\textcolor{ff6600}{1 mm^2}$ .
Die nachfolgenden Formelbeziehungen sollten Dir bekannt sein:
1. Der Dir mit diesen Angaben fehlende Widerstand R kann üblicherweise nur durch Messung bestimmt werden. Welche der nachfolgenden (vereinfacht dargestellten) Messanordnungen ist dafür geeignet?
  1), 2) oder 3)?
  Messanordnung 1
  Messanordnung 2
  Messanordnung 3
  
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Eine Stromstärke (A) (also die durchfliessende Strommenge/Ladungsträger) kann nur direkt im Stromkreis gemessen werden. Damit durch die Strommessung selbst keine nennenswerte Beeinflussung entsteht, muss das Strommessgerät selbst einen Innenwiderstand gegen 0 haben, darf also im geschlossenen Stromkreis möglichst keinen verfälschenden Widerstand darstellen.
  Die Spannung bzw. der Spannungsabfall (U) kann nur direkt und parallel zum Meßobjekt (unser Draht) gemessen werden. Damit hier wiederum durch die Spannungsmessung keine nennenswerte Beeinflussung stattfindet muss das Messgerät einen möglichst großen Widerstand (gegen ∞ ) gegenüber dem Meßobjekt (Draht) haben.
  Die gemessene Spannung (U) sei in diesem vereinfachten Versuchsaufbau demnach gleich der angelegten Spannung (der Spannungsquelle)
2. Wir nehmen Dir die Arbeit etwas ab und haben folgendes für Dich gemessen:
  Die Spannung U wird mit 1,5 V angezeigt
  Die Stromstärke A beträgt exakt 1,49 A
  Welchen Elektrischen Widerstand (R) und welchen Spezifischen Widerstand ( $ρ$ ) kannst Du unter Zuhilfenahme der oben angegebenen Formelbeziehungen nun errechnen?
  $R = 2{,}00345$ Ω; $ρ = 0{,}200345$ $\dfrac{Ω\cdot{mm^2}}{m}$
  $R = 4{,}00468$ Ω; $ρ = 0{,}200234$ $\dfrac{Ω\cdot{mm^2}}{m}$
  $R = 1{,}00705$ Ω; $ρ = 0{,}100705$ $\dfrac{Ω\cdot{mm^2}}{m}$
  Ich habe ein anderes Ergebnis
3. Wenn Du Dir das Ergebnis aus b) nun ansiehst, aus welchem Material müsste der gemessene Draht sein?
  Gold
  Plastik
  Eisen
  
  Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: https://de.serlo.org/282052
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  In der Verlinkung findest Du eine Auflistung von Metallen und deren Werte für die Elektrische Leitfähigkeit und den Spezifischen Widerstand. Hier solltest Du fündig werden.
3
4
5
6
Berechnungen und Messung im Stromkreis
Gegeben sei ein Gleichspannungsquelle mit 3 V, welche diverse Widerstände $R_{1{,}2,3}$ sowie eine handelsübliche Lampe L (Glühbirne) einer Taschenlampe mit Strom versorgt.
Zur Vertiefung des bislang Gelernten wollen wir durch einzelne Berechnungen den beispielhaften Stromkreis verstehen.
Durch gleichzeitige Messung mit einem Voltmeter V und einem Amperemeter A (letzteres wir an den gestrichelten Positionen ?A1 oder ?A2 einsetzen können) wollen wir die berechneten Ergebnisse belegen.
1. Wie groß ist der Widerstand $R_L$ der Glühbirne L?
  Die bekannten Daten seitens des Herstellers lauten: U = 1,5 V, I = 0,3 A
  $R_L = 0{,}2$ $Ω$
  $R_L = 5$ $Ω$
  
  $R_L = \dfrac{U}{I} = \dfrac{1{,}5V}{0{,}3A}= 5$ $Ω$
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Wende das Ohmsche Gesetz an
2. Wie groß müssen jeweils die gleich großen Widerstände $R_2$ und $R_3$ sein, damit der Gesamtwiderstand $R_{Ges}$ der Schaltung genau $10$ $Ω$ erreicht?
  Der Widerstand $R_1$ beträgt $2$ $Ω$
  Zur Vereinfachung: Die Innenwiderstände der Messgeräte können bei der Berechnung vernachlässigt werden:
  Der Innenwiderstand des Ampermeters mit $\textcolor{006400}{R_A ≈ 0}$ $\textcolor{006400}{Ω}$
  Der Innenwiderstand des Voltmeters mit $\textcolor{006400}{R_V ≈ ∞}$ $\textcolor{006400}{Ω}$
  Ω
  
  $R_{Ges} = R_1 + R_L + R_{2{,}3}$
  $R_{2{,}3} = R_{Ges} - R_1 - R_ L = (10 - 2 - 5) Ω = 3$ $Ω$
  $R_2$ und $R_3$ sind parallelgeschaltet und sollen gleich groß sein.
  Somit müssen $R_2 = R_3 = 6$ $Ω$ sein, damit diese gemäß $R_{2{,}3} = \dfrac{R_2\cdot{R_3}}{R_2 + R_3}$ wiederum $3$ $Ω$ ergeben.
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Stelle zunächst per Formel den Gesamtwiderstand $R_{Ges}$ aus der Summe der Einzelwiderstände dar. Danach kannst Du den Widerstandswert der beiden parallelen Widerstände $R_{2{,}3}$ berechnen. Wie groß dann die jeweils gleichgroßen Einzelwiderstände $R_2$ und $R_3$ sein müssen, sollte für Dich machbar sein
3. Welcher Gesamtstrom $I_{Ges}$ fließt durch die Schaltung unter der Annahme die Batteriespannung $U_{Batt}$ betrüge 3 V?
  A
  
  $I_{Ges}= \dfrac{U_{Ges}}{R_{Ges}}= \dfrac{U_{Batt}}{R_{Ges}}=\dfrac{3V}{10Ω}=0{,}3A$
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Benutze auch hier das Ohmsche Gesetz.
  Die Beispielschaltung ist im Prinzip eine Reihenschaltung von Widerständen.
  Nachdem der Widerstand des Voltmeters $R_V ≈ ∞$ $Ω$ gilt, entspricht der Gesamtstrom $I_{Ges}$ jenem, welcher durch die Lampe $L_1$ fließt
4. Welche Spannung $U_1$ entfällt auf den Widerstand $R_1$ ?
  V
  
  $U_1 = I_1\cdot{R_1}= I_{Ges}\cdot{R_1}=0{,}3A\cdot{2Ω}=0{,}6V$
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Das schaffst du ohne Hilfestellung, oder?
5. Welche Spannung $U_{23}$ entfällt auf die beiden Widerstände $R_{23}$ ?
  3 V
  0,9 V
  1,8 V
  
  $U_{23} = I_{23}\cdot{R_{23}}= I_{Ges}\cdot{R_{23}}=0{,}3A\cdot{3Ω}=0{,}9V$
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Rechne nach dem gleichen Schema wie bei der vorhergehenden Teilaufgabe.
  Einfach oder?
6. Welche Messmethode ist geeignet?
  Zur Kontrolle sollen Strom und gleichzeitig Spannung an der Glühbirne L gemessen werden. Um den Einfluss der Innenwiderstände der Messgeräte auf das Messergebnis zu minimieren soll eine geeignete Messmethode gewählt werden. Wir erinnern uns, $R_L$ hat einen kleinen Wert.
  Stromrichtige Schaltung (Amperemeter an Position ?A2)
  Spannungsrichtige Schaltung (Amperemeter an Position ?A1)
7. In der bisherigen Betrachtung hatte der Innenwiderstand $R_V$ des Voltmeters $≈ ∞$ $Ω$
  Wie genau verändert sich der gemessenen Widerstand $R_{Mess}$ der Lampe L, wäre der Innenwiderstand $R_V$ des Voltmeters stattdessen "nur" $100$ $kΩ$ (statt $≈ ∞$ $Ω$ ).
  Hilfestellung: Wir betrachten $R_{Mess}$ als jenen gemessenen Widerstand im Sinne einer Parallelschaltung von $R_V$ und $R_L$ . Berechne $R_{Mess}$ !
  4,9998 $Ω$
  4,998 $Ω$
  5,0002 $Ω$
7
Elektrizität und Magnetismus
Gegeben sei ein Leiterstück eines bestimmten Widerstandes R, welches an eine haushaltsübliche Batterie mit der Spannung U angeschaltet wird. Ein Stromfluß I stellt sich ein.
Schematischer Versuchsaufbau
1. Um den Vorgang physikalisch korrekt erklären zu können, bewegen wir uns hier im Bereich der Elektrostatik oder der Elektrodynamik?
  Elektrostatik
  Elektrodynamik
2. Welche Stromrichtung kannst du dem dargestellten Versuchsaufbau entnehmen?
  Die Physikalische Stromrichtung (Elektronenflussrichtung) oder die sogenannte Technische Stromrichtung
  Physikalische Stromrichtung
  Technische Stromrichtung
3. Entsteht mit dieser Versuchsanordnung um das Leiterstück ein Magnetfeld?
  Nein. Die angelegte Spannung einer Batterie ist viel zu niedrig. Die Elektronen bewegen sich denmach kaum. Hier entsteht vermutlich gar nichts.
  Nein. Es herrscht lediglich ein elektrisches Potential, dadurch entsteht nur ein Elektrisches Feld von links "-", rechts "+"
  Ja es entsteht ein Magnetfeld.
4. Um die Richtung eines sich bildenden Magnetfeldes korrekt zu bestimmen, benötigen wir für den Versuchsaufbau mit dargestelltem Ladungsträgerfluss die sogenannte "Rechte-Hand-Regel" oder die "Linke-Hand-Regel"?
  Linke-Hand-Regel
  Rechte-Hand-Regel
5. Welche Abbildung zeigt demnach die korrekte Anwendung der Hand-Regel?
  Abbildung 1
  Abbildung 2

Magnetfelder nach ihrer Stärke

Beispiele	T(esla)	mT	µT	Magnetfeld
MRT	3,0	3.000	3.000.000	Sehr stark
Neodym- (NdFeB-)Magnet	1,5	1.500	1.500.000	Sehr stark
Hufeisenmagnet, handelsüblich groß	0,1	100	100.000	Relativ Stark
Staubsauger	0,0008	0,8	800	Weniger Stark
Elektroauto	0,0001	0,1	100	Weniger Stark
Erdmagnetfeld	0,00005	0,05	50	Schwach
Waschmaschine	0,00005	0,05	50	Schwach
Computer	0,00003	0,03	30	Schwack

Hast du eine Frage oder Feedback?

Bitte melde dich an, um diese Funktion zu benutzen.

9
Magnetische Feldstärke H
Gegeben sei nachfolgender Versuchsaufbau. Durch einen elektrischen Leiter fließt ein elektrischer Strom von 1 A. Es bildet sich ein Magnetisches H-Feld aus.
1. Wie bezeichnet man die gezeichnete Stromrichtung und welche Hand-Regel zur korrekten Bestimmung der Richtung des entstehenden Magnetfeldes kommt zur Anwendung?
  Technische Stromrichtung und Anwendung der Rechte-Hand-Regel
  Technische Stromrichtung und Anwendung der Linke-Hand-Regel
  Physikalische Stromrichtung und Anwendung der Rechte-Hand-Regel
  Physikalische Stromrichtung und Anwendung der Linke-Hand-Regel
2. Ich welche Richtung verlaufen nun die Magnetische Feldlinien? Wende die korrekte Hand-Regel an
  A
  B
3. Die Magnetische Feldstärke H hat die Einheit: $[H] = \dfrac{A}{m}$
  Leite mit dieser Hilfestellung die korrekte Formel zur Berechnung der Magnetischen Feldstärke H ab.
  $H = \dfrac{I}{2\cdot{π}\cdot{r}}$
  $H = \dfrac{2\cdot{π}\cdot{r}}{I}$
  $H = \dfrac{I}{π\cdot{r^2}}$
4. Des Weiteren sei jeweils ein Radius r von 1 cm, 2 cm und 3 cm gegeben. Setze vereinfacht für $π$ = 3,14 ein. Welche Magnetische Feldstärken in $\dfrac{A}{m}$ ergeben sich gerundet?
  15,92 / 7,96 / 5,31
  0,1592 / 0,0796 / 0,0531
  0,0628 / 0,1256 / 0,1884
5. Wenn Du Deine Ergebnisse in ein Diagramm einträgst (y-Achse: H und x-Achse: Radius),
  welchen Graphen kannst du typischerweise erkennen?
  1
  2
  3
10
Magnetische Flußdichte B
Gegeben sei folgende Versuchsanordnung:
Eine Leiterschleife ragt mit einer Länge l = 7,5 cm in ein Magnetisches B-Feld.
Es fließt ein Strom I in angegebener Richtung von 1,33 A.
Die Leiterschleife wird (nach der Rechten-Hand-Regel) senkrecht nach unten in das Magnetfeld gezogen, die daran befestigte Zugwaage zeigt für F einen Wert von 1 N an?
Zur Vereinfachung sei das Gewicht der Leiterschleife selbst vernachlässigbar bzw. ist am angezeigten Wert an der Waage bereits korrigiert.
Wie stark muß unter diesen Bedingungen die Flußdichte B in Tesla sein?
Dein Ergebnis bitte ganzzahlig runden!
Tesla
$B = \dfrac{F}{I\cdot{s}}$ Wir setzen ein: Kraft F = 1 N, Strom I = 1,33 A, Länge s = l = 0,075 m
$B=\dfrac{1N}{1{,}33A\cdot{0{,}075m}}=10{,}03T≈10T$ (ganzzahlig gerundet)
$[B]=\dfrac{N}{A\cdot{m}}=T=Tesla$
Inwieweit die Kraft F auf die Leiterschleife tatsächlich von oben nach unten wirkt, benutze Deine rechte Hand und überprüfe die Vorgabe:
Rechte-Hand-Regel
Richte Deine Hand folgendermaßen aus:
Die geraden Finger für den Strom I von rechts nach links zeigend
Die gebeugten Finger für die Flußrichtung B zeigen in die Zeichenebene
Der abgestreckte Daumen zeigt Dir die entstehende Kraftwirkung F an (in unserem Fall nach unten)

Magnetische Permeabilität $µ$ , ordne die orangen Graphen richtig zu!

Material	$µ_r$	Art des Magnetismus
Gold	0,9999660	Diamagnetisch
Silber	0,9999770	Diamagnetisch
Kupfer	0,9999900	Diamagnetisch
Wasser	0,9999910	Diamagnetisch
Luft	1,0000004	Paramagnetisch
Sauerstoff	1,0000019	Paramagnetisch
Aluminium	1,0000210	Paramagnetisch
Platin	1,0002570	Paramagnetisch
Kobalt	80-200	Ferromagnetisch
Eisen	300-10.000	Ferromagnetisch
Nickel-Eisen-Legierung	50-140.000	Ferromagnetisch
Feritte	4-15.000	Ferro-, Ferrimagnetisch

Hast du eine Frage oder Feedback?

Bitte melde dich an, um diese Funktion zu benutzen.

12
Magnetismus im Zusammenspiel zwischen Sonnenwind und Erdmagnetfeld
Abb.: Sonnenwind in Interaktion mit dem Erdmagnetfeld
1. Welche optische Erscheinung können wir auf unserer Erde wahrnehmen?
  Positiv wie negativ geladene Teilchen werden von der Sonne in alle Richtungen gleichförmig in das Universum abgestrahlt und treffen teilweise auch auf unsere Erde. In gezeigter Abbildung sei der Abstand zwischen Sonne und Erde extrem verkürzt dargestellt.
  Sonnenfinsternis
  Polarlichter
  Sonnenflecken
  
  Aufgrund der genannten Lösungsstrategie erfahren die Ladungen des Sonnenwindes Krafteinwirkungen
  Einerseits durch das Erdmagnetfeld eine Kraft $\vec{F} _{Lorenz}$ ( $\vec{v}_{TeilA}$ ⊥ $B$ ) wirkt, wodurch die Ladungen zunächst senkrecht auf das $B$ -Feld der Erde treffend, abgeblockt, genauer kreisbewegend abgelenkt werden . . .
  Andererseits und gleichzeit jener Geschwindigkeits- und damit Kraftanteil $\vec{F}$ ( $\vec{v}_{TeilB} =$ $B$ ), weiter in Richtung der Erde zeigt und damit die Ladungen in Richtung Erde führt . . .
  . . . woraus sich in Summe eine spiraldrehende Führung entlang der Feldlinien des Magnetfeldes der Erde ergibt
  Die nun an Nord- und Südpol geführten Ladungen interagieren mit der Atmosphäre der Erde, speziell den Gasen Sauerstoff und Stickstoff
  Warum Nord- und Südpol bzw. warum eine Leuchtwirkung entsteht, bringt uns zu den nachfolgenden Fragen :-)
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Bewegte elektrisch geladene Teilchen $e_+$ und $e_-$ interagieren mit einem Magnetfeld, in dieser Aufgabe konkret dem Erdmagnetfeld.
  Das Erdmagnetfeld übt auf die bewegten Ladungen eine Kraft genannt $\vec{F}_{Lorentz}$ aus
  Dies gemäß der Formel $\vec{F}_{Lorentz}=q\cdot{\vec{v}}\cdot{\vec{B}}$
  Stelle Dir die Frage, in welcher kreisförmigen Bewegung die von der Sonne ausgehenden Ladungen auf die Erde gelenkt werden könnten?
  Hilfestellung und Wiederholung (siehe LINK)
2. Warum werden die Ladungen des Sonnenwindes ausgerechnet an den Nord- und Südpol gelenkt?
  An Nord- und Südpol ist das Erdmagnetfeld sehr schwach und die Ladungen können ungehindert eindringen.
  Das Erdmagnetfeld entspringt und endet an den Polen der Erde. Die Magnetische Feldlinien tauchen bis zur Erdoberfläche tief in die Atmosphäre ein
  Die Pole sind positv und negativ und ziehen die entsprechenden Ladungen des Sonnenwindes an
  
  Die einzelnen Ladungen $q$ werden (siehe vorherige Teilaufgabe) spiralförmig an den Feldlinien des Erdmagnetfeldes geführt.
  Alle Feldlinien des Erdmagnetfeldes entspringen bzw. enden an Nord- bzw. Südpol
  Dementsprechend werden alle Ladungen eben an die Polkappen der Erde geführt
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Frage Dich, inwieweit die Ladungen $q$ an Magnetischen Feldlinien geführt werden?
  Frage Dich, wo ist die Magnetische Flußdichte $B$ am stärksten?
3. Warum entsteht ein sichtbares Leuchten?
  Die schnell mit hoher Energie eintauchenden Ladungen $q$ reiben sich mit den Gasen der Atmosphäre, dadurch entsteht Reibungswärme und Hitze, welches ein Glühen und damit für den Menschen sichtbares Leuchten erzeugt.
  Die eintauchenden Ladungen $q$ verbinden sich aufgrund der hohen Energie mit den Gasatomen der Atmosphäre. Es entsteht eine chemische Reaktion, welche das Leuchten erzeugt.
  Die energetisch eintauchenden Ladungen $q$ stoßen in tieferen Höhen (also Erdnähe) mit den verschiedenen atmosphärischen Gasatomen zusammen, regen diese energetisch in verschiedenen Höhen an. Dadurch leuchten Gase, was wir sehen können
  
  Polarlichter entstehen tatsächlich durch von äußeren Ladungen $q$ angeregten Gasatomen. Kehren die Gasatome in ihre natürliche Struktur zurück geben sie u.a. für uns sichtbares Licht in Form von Photonen (Lichtteilchen, Welle) ab.
  Für die weitere Erklärung dieses Phänomens gehen wir von aus Gründen der Vereinfachung nachfolgend von Sauerstoff in seiner atomaren Struktur $O$ aus, obwohl Sauerstoff in der Atmosphäre natürlich als zweiatomiges Molekül $O_2$ vorliegt.
  Sauerstoff O als Darstellung im Bohr'schen Atommodell
  Durch die Anregung von Ladungen $q$ (unser an den Polen einfallende Sonnenwind) können Elektronen auf eine nächsthöhere Schale (hier M) gehoben oder angeregt werden (siehe Abb. 2).
  Bereits nach kurzer Zeit stellt sich allerdings wieder der natürliche Zustand ein und mit dem "Herunterfallen" des angehobenen Elektrons auf seine ursprüngliche Schale, wird die aufgenommene Energie in Form von u.a. sichtbarem Licht (also Photonen) wieder abgegeben, welches wir in der unzähligen Vielzahl der gleichzeitigen Vorgänge als Polarlichter wahrnehmen können. Hierbei spricht man auch von der Emission von Licht.
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Überlege Dir im Vorfeld wie gasförmige Atome der Atmosphäre (insbesondere Sauerstoff oder Stickstoff) zum Leuchten gebracht werden können.
  Tipp: Ein ähnliches Prinzip liegt sogenannten Gasentladungslampen wie Leuchtstoffröhren (hier allerdings Quecksilberatome) zugrunde.
13
Elektromagnetische Induktion in einer Leiterschleife
Aufgabenstellung:
Durch das homogene Magnetische Feld der Flußdichte $\vec{B}$ eines Permanentmagneten soll von links nach rechts eine Leiterschleife bewegt werden ( $\rightarrow$ Abb. 1).
Für den Versuch gelten folgende Rahmenbedingungen:
Die Geschwindigkeit $v$ mit welcher die Leiterschleife bewegt wird sei konstant
Die flächige Ausdehnung der Leiterschleife sei waagerecht und exakt $A⊥\vec{B}$
Die eingetauchte Leiterschleife passt flächig vollständig unter das Magnetische Feld $\vec{B}$ (Der Magnet ist exakt so tief wie für die Leiterschleife der Länge l notwendig und zweimal so breit wie die Leiterschleife)
An der Leiterschleife kann mit einem Voltmeter eine Spannung $U$ gemessen werden
Zu Beginn des Versuches ist die Leiterschleife am linken Rand, am Ende des Versuches am rechten Rand jeweils vollständig ausserhalb des Magnetfeldes.
Abb. 1: Schematische Darstellung des Versuchsaufbaues
1. Wird im Falle des Eintauchens der Leiterschleife in das Magnetfeld eine Spannung $U$ am Voltmeter angezeigt?
  Nein, es tritt keine Spannung auf welche gemessen werden könnte.
  Ja, es wird in der Leiterschleife eine Spannung induziert, diese kann mit dem Voltmesser auch gemessen werden.
  
  Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen ( $\rightarrow$ LINK)
  Die Ladungen $q$ werden zusammen mit der Leiterschleife mit der Geschwindigkeit $v$ von links nach rechts bewegt.
  Sie erfahren dadurch eine Kraft $F_{Lorentz}$ .
  Die Einzelladungen $q$ werden dadurch innerhalb der Leiterschleife verschoben und bilden an sich konzentrierenden Punkten verschiedene positive wie negative Summenladungen $Q$ aus.
  Es entsteht dadurch ein elektrisches Potential zwischen zwei definierten Punkten.
  Dieses anliegende Potential kann am Voltmeter als elektrische (induzierte) Spannung $U_{ind}$ abgegriffen und gemessen werden.
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Überlege inwieweit bewegte Ladungen in einem Magnetfeld der Flußdichte $\vec{B}$ eine Kraft $F_{Lorentz}$ erfahren könnten und inwieweit dies zu einem elektrischen Potential und damit zu einer induzierten Spannung $U_{ind}$ führen könnte.
  Versuche die Herleitung der uns bekannten Formel $U_{ind}= -B\cdot{\dfrac{ \textcolor{#a540ff}{∆A}}{ ∆t}}$ nachzuvollziehen, wobei $\textcolor{#a540ff}{∆A}$ die Änderung der Fläche im Magnetfeld darstellt.
2. Welchen Spannungsverlauf können wir erkennen?
  Die Leiterschleife wird vollständig von links nach rechts bewegt. Wähle aus ( $\rightarrow$ Abb. 2)!
  Abb. 2: Auswahl von Spannungsverläufen
  Sägezahnverlauf a)
  Rechteckverlauf b)
  Sinusverlauf c)
  
  Es gilt die uns bekannte Formel: $U_{ind}= -B\cdot{\dfrac{∆A}{∆t}}= -B\cdot{\dfrac{l\cdot{∆x}}{∆t}}$
  Wir hatten in der Aufgabenstellung beschrieben, dass $B$ , die Länge $l$ der Leiterschleife, also auch die Geschwindigkeit $v$ konstant sind.
  Geschwindigkeit $v=$ Weg pro Zeit $=$ $\dfrac{∆x}{∆t}$ , wobei $∆x$ die Änderung der Eintauchtiefe im Magnetfeld darstellt.
  Schauen wir uns die einzelnen Phasen des Vorganges genau an,
  . . . so liegen Schritt $1$ und $1a$ außerhalb des Magnetfeldes ( $\rightarrow B = 0$ ).
  . . . in Schritt $3$ , also der Bewegung der vollständig eingetauchten Leiterschleife, findet keine Änderung von $∆x$ statt ( $\rightarrow ∆x = 0$ ).
  In all diesen Fällen ( $1, 1a, 3$ ) ergibt sich demnach, dass auch $U_{ind}=0$ sein muß! Lediglich für $2$ und $4$ ist $∆x≠0$ somit auch $U_{ind}≠0$ .
  Nachdem nun alle Variablen entweder konstant $≠0$ oder $=0$ sind, muß auch das Ergebnis $U_{ind}$ entweder konstant $≠0$ oder $=0$ sein. Eine Konstante ist im $x/y$ Koordinatensystem eine waagerechte Linie, ob nun oberhalb, unterhalb oder gleich der Nulllinie.
  Somit ist der Spannungsverlauf aus Lösung b) korrekt
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Es gilt die uns bekannte Formel $U_{ind}= -B\cdot{\dfrac{∆A}{∆t}}$
  Die Magnetische Flußdichte $B$ hatten wir als konstant angenommen
  Die zweite Variable ist damit die Änderung der Fläche $∆A$ je Zeitintervall $∆t$ im Magnetfeld! Beachte allerdings die Vorgabe einer konstanten Geschwindigkeit $v$ für die Versuchsdurchführung.
3. Berechne!
  Folgende Daten liegen vor:
  Gemessene Spannung: $-60µV$ (Hilfestellung: 1 $µV = 10^{-6}V$ )
  Länge $l$ der Leiterschleife: $3$ $cm$
  Innerhalb einer Zeit von $∆t =$ $1{,}0$ $s$ wird die Leiterschleife jeweils um $1$ $cm$ in den Magneten geschoben ( $v$ = konstant)
  Frage: Wie stark ist der Magnet, konkret dessen Magnetische Flußdichte $B$ ?
  Tesla
  
  Wir gehen von der uns bekannten Formel aus: $U_{ind}= -B\cdot{\dfrac{∆A}{∆t}}= -B\cdot{\dfrac{l\cdot{∆x}}{∆t}}$
  Wir stellen nach der gesuchten Größe um: $B=\dfrac{-U_{ind}\cdot{∆t}}{l\cdot{∆x}}$
  Wir passen die gegebenen Größen den Grundeinheiten an . . .
  $-60 µV=-0{,}00006V$
  $1 cm = 0{,}01m$ und $3 cm = 0{,}03m$
  Wir setzen ein: $B=\dfrac{-(-0{,}00006V)\cdot{1s}}{0{,}03m\cdot{0{,}01m}}=0{,}2T$
  Hast du eine Frage oder Feedback?
  Kommentiere hier 👉
  Benutze die Formel zur Berechnung der Induktionsspannung $U_{ind}$ und stelle derart um, die Magnetische Flußdichte $B$ zu erhalten. Danach setze die Variablen ein und beachte deren Grundeinheiten $V$ , $s$ und $m$ !