Die Lorentzkraft auf sich bewegende Ladungen

Zusammenfassung:

  • Bewegt sich ein elektrischer Ladungsträger in einem Magnetfeld, wird er durch die Lorentzkraft abgelenkt. (sofern die Stromrichtung nicht parallel oder antiparallel zur Magnetfeldrichtung ist, denn dann wirkt keine Kraft)
  • Die Lorentzkraft steht senkrecht auf die Ebene, die aus der Richtung der Teilchengeschwindigkeit und dem Magnetfeld aufgespannt wird. 
  • Ein Leiter erfährt immer vom Magnetfeld des anderen Leiters eine Kraft, aber nie von seinem eigenen Magnetfeld. 
  • Fließt kein Strom wirkt keine Lorentzkraft. Auf ruhende elektrische Ladungen hat ein Magnetfeld keinen Einfluss.
  • Betrachtet man positive Ladungsträger (z.B. Positronen) so verwendet man einfach die rechte Hand siehe auch Leifiphysik

Aufgabe 1: Bewegt sich die Leiterschaukel nach links, rechts oder wirkt die Kraft nach oben oder unten?

 




Aufgabe 2:
Manchmal ist es einfacher die Dinge nicht räumlich sondern nur  zweidimensional zu zeichnen.

Zweidimensionale Darstellung 

Das Magnetfeld zeigt in den Bildschirm (Zeichenebene) hinein.

Sieht man einem Pfeil nach, sieht man die Pfeilfedern von hinten (siehe Bild links)

Das Magnetfeld zeigt aus dem Bildschirm (Zeichenebene) heraus auf dich zu.

Fliegt ein Pfeil auf dich zu so siehst du nur die Pfeilspitze (= Punkt)

Aufgabe 3:

Im grau eingezeichneten Leiter fließt Strom. Was passiert?

Das Magnetfeld zeigt den Bildschirm

Die Elektronen bewegen sich von

Der Leiter bewegt sich aufgrund der Lorentzkraft

Was passiert nun mit dem Leiter

Aufgabe 4:

Eine Stange ist auf zwei "Schienen" leicht beweglich gelagert. Sie befindet sich in einem Magnetfeld. Wird sie von einem Strom durchflossen, erfährt die Stange eine Kraft. Wohin rollt sie? 

Eine Animation dieses Beispiels findet man auf den sehr guten Seiten von Klaus Dieter Grüninger Landesbildungsserver Baden Württemberg
Zur Animation1  bzw. Animation 2

Aufgabe 5:
Kann man den Millikanversuch auch so abwandeln, dass Öltröpfchen an Stelle eines elektrischen Feldes durch ein Magnetfeld zum Schweben gebracht werden?

Schöne Animationen bei Leifiphysik: Kraft auf Kohle , Kraft auf Leiter 

Aufgabe 6:

a) Wenn die rote Ladung im Bild links negativ geladen ist, dann wirkt auf das Teilchen eine Kraft  

b) Wäre die rote Ladung aber positiv geladen, so würde die Kraft

Aufgabe 7: 

Wohin wird das geladene Teilchen jeweils abgelenkt? 
a) nach oben  
b) nach  unten 
c) in den Bildschirm hinein
d) aus dem Bildschirm heraus 
e) nach rechts 
f) nach links 
g) es wirkt keine Kraft

 



 

 

E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 26.05.2004