Elektrodynamik lernen: Quizfragen und Übungen für Klasse 11

Question 1

Wie nimmt ein bewegter Beobachter die Zeit im Vergleich zu einem ruhenden Beobachter wahr, wenn die Zeitdilatation berücksichtigt wird?

Accepted Answer

Der bewegte Beobachter nimmt wahr, dass die Zeit langsamer vergeht.

Answer

Der bewegte Beobachter nimmt wahr, dass die Zeit schneller vergeht.

Answer

Die Zeitdilatation hat keinen Einfluss auf die Wahrnehmung des bewegten Beobachters.

Answer

Die Zeitdilatation beeinflusst nur die Wahrnehmung des ruhenden Beobachters.

Question 2

Welches Experiment bewies erstmals die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, ein Grundpfeiler der speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Michelson-Morley-Experiment

Answer

Foucault-Pendel-Experiment

Answer

Stern-Gerlach-Experiment

Answer

Davisson-Germer-Experiment

Question 3

Welche Aussage beschreibt die Lorentztransformation?

Accepted Answer

Sie transformiert Raum- und Zeitkoordinaten zwischen zwei Bezugssystemen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen.

Accepted Answer

Sie beinhaltet eine Längenkontraktion in Bewegungsrichtung.

Answer

Sie gilt nur bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit.

Answer

Sie gilt nur für masselose Teilchen.

Question 4

Welche Aussage ist eine Folge der speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Die Masse eines Objekts nimmt mit steigender Geschwindigkeit zu.

Answer

Die Zeit vergeht für bewegte Beobachter schneller.

Answer

Objekte erscheinen für bewegte Beobachter länger.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist für alle Beobachter unterschiedlich.

Question 5

Welches Grundprinzip ist ein Fundament der allgemeinen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Raumzeit wird durch massive Objekte gekrümmt.

Answer

Gravitation ist eine Kraft zwischen Massen.

Answer

Lichtgeschwindigkeit ist für alle konstant.

Answer

Zeit vergeht überall gleich schnell.

Question 6

Welche Aussage beschreibt die Zeitdilatation am besten?

Accepted Answer

Die Zeitdilatation hängt von der Geschwindigkeit relativ zum Beobachter ab.

Answer

Uhren in Bewegung gehen schneller als ruhende Uhren.

Answer

Die Zeitdilatation wird nur von der Geschwindigkeit der Uhr selbst beeinflusst.

Answer

Die Zeitdilatation ist nur ein theoretisches Konzept ohne praktische Auswirkungen.

Question 7

Welche zwei Postulate bilden die Grundlage der speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist für alle Inertialsysteme gleich.

Accepted Answer

Die Naturgesetze sind in allen Inertialsystemen gleich.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit hängt von der Bewegungsgeschwindigkeit des Beobachters ab.

Answer

Die Gesetze der Physik unterscheiden sich für verschiedene Inertialsysteme.

Question 8

Welche Eigenschaft trifft auf die Lorentz-Transformationen zu?

Accepted Answer

Sie sind umkehrbar, d. h. sie können sowohl für die Transformation von bewegten zu ruhenden als auch für die Transformation von ruhenden zu bewegten Beobachtern verwendet werden.

Answer

Sie gelten nur für Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit.

Answer

Sie bewirken eine Zeitdilatation für Beobachter in Ruhe.

Answer

Sie transformieren nur Ortskoordinaten, nicht aber Zeitkoordinaten.

Question 9

In welche Richtung wird die Länge eines sich bewegenden Objekts gemäß der speziellen Relativitätstheorie verkürzt?

Accepted Answer

In Bewegungsrichtung

Answer

Senkrecht zur Bewegungsrichtung

Answer

In alle Richtungen

Question 10

Was ist die Ursache für die Zeitdilatation in der speziellen Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Die relative Bewegung zwischen einem Objekt und einem Beobachter

Answer

Die Zunahme der Masse eines Objekts mit zunehmender Geschwindigkeit

Answer

Die Gravitationskraft, die auf ein Objekt wirkt

Answer

Die Beschleunigung des Objekts

Question 11

Das Äquivalenzprinzip ist ein Grundprinzip der allgemeinen Relativitätstheorie. Was bedeutet dieses Prinzip?

Accepted Answer

Gravitation und Trägheitskräfte wirken in allen Bezugssystemen gleich.

Answer

Die allgemeine Relativitätstheorie gilt nur für Objekte, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Answer

Schwerkraft ist eine elektromagnetische Kraft.

Question 12

Welche Aussage über die spezielle Relativitätstheorie ist korrekt?

Accepted Answer

Die physikalischen Gesetze sind in allen Inertialsystemen gleich.

Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Inertialsystemen unterschiedlich.

Answer

Die Zeitdilatation tritt nur in beschleunigten Bezugssystemen auf.

Question 13

Wie verändert sich die Länge eines sich bewegenden Stabes in Bewegungsrichtung, wenn er sich mit der Geschwindigkeit v bewegt?

Accepted Answer

Der Stab wird kürzer.

Answer

Der Stab wird länger.

Answer

Die Länge des Stabes bleibt unverändert.

Answer

Die Länge des Stabes nimmt zu, bis er die Lichtgeschwindigkeit erreicht.

Question 14

Welches Grundprinzip beschreibt die Allgemeine Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Gravitation entsteht durch die Krümmung der Raumzeit durch Masse und Energie.

Answer

Gravitation wirkt nur auf sehr schnell bewegte Objekte.

Answer

Die Allgemeine Relativitätstheorie wurde von Albert Einstein entwickelt.

Question 15

Wer veröffentlichte 1915 die Allgemeine Relativitätstheorie?

Accepted Answer

Albert Einstein

Answer

Isaac Newton

Answer

Max Planck

Question 16

Wie beeinflusst die Relativitätstheorie unser Verständnis von Raum und Zeit?

Accepted Answer

Raum und Zeit sind miteinander verbunden und dynamisch.

Answer

Raum und Zeit sind absolut und unveränderlich.

Answer

Die Relativitätstheorie hat keine philosophischen Auswirkungen.

Question 17

Die Newtonsche Mechanik stößt bei hohen Geschwindigkeiten an ihre Grenzen. Erläutere, wie die spezielle Relativitätstheorie diese Einschränkungen aufzeigt und eine neue Physik erfordert.

Accepted Answer

Die Newtonsche Mechanik berücksichtigt nicht die Zeitdilatation und Längenkontraktion.

Answer

Die Newtonsche Mechanik gilt für alle Geschwindigkeitsbereiche.

Answer

Die spezielle Relativitätstheorie erweitert die Newtonsche Mechanik, indem sie die Gravitation einbezieht.

Answer

Die Newtonsche Mechanik ist ausreichend genau für alle praktischen Anwendungen.

Question 18

Welche Kraft wirkt auf eine elektrische Ladung Q, die sich mit der Geschwindigkeit v durch ein Magnetfeld mit der Flussdichte B bewegt?

Accepted Answer

F = Q * v * B

Answer

F = Q * B / v

Answer

F = v * B / Q

Question 19

Erläutere die Bedeutung der Relativitätstheorie für die Weiterentwicklung der Elektrodynamik und ihre Auswirkungen auf unser Verständnis elektromagnetischer Vorgänge.

Accepted Answer

Die Relativitätstheorie lieferte neue Erkenntnisse über die Beschaffenheit elektromagnetischer Felder und ihre Ausbreitung.

Answer

Die Relativitätstheorie hatte keinen nennenswerten Einfluss auf die Elektrodynamik.

Answer

Die Relativitätstheorie führte zur Entwicklung einer völlig neuen Elektrodynamik, die die klassische Elektrodynamik ablöste.

Question 20

Welches der folgenden Materialien leitet elektrischen Strom?

Accepted Answer

Kupfer

Answer

Glas

Answer

Gummi

Answer

Holz

Question 21

Die SI-Einheit der elektrischen Spannung ist:

Accepted Answer

Volt

Answer

Ohm

Answer

Ampere

Answer

Watt

Question 22

Welche Anwendung nutzt das Prinzip der elektromagnetischen Induktion?

Accepted Answer

Elektromotor

Answer

Glühbirne

Answer

Solarzelle

Answer

Batterie

Question 23

Was ist die Ursache für die Coulomb-Kraft?

Accepted Answer

Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen

Answer

Ladungen mit gleichem Vorzeichen

Answer

Neutrale Ladungen

Answer

Bewegte Ladungen

Question 24

Welche Aussage über das elektrische Feld ist korrekt?

Accepted Answer

Es ist eine vektorielle Größe

Answer

Es ist eine skalare Größe

Answer

Es kann nur von positiven Ladungen erzeugt werden

Answer

Es ist unabhängig vom Medium

Question 25

Was ist die Bedingung für das elektrostatische Gleichgewicht?

Accepted Answer

Die Summe aller elektrischen Kräfte auf jedes Ladungsteilchen ist Null

Answer

Die Summe aller magnetischen Kräfte auf jedes Ladungsteilchen ist Null

Answer

Das elektrische Feld ist überall Null

Answer

Das Magnetfeld ist überall Null

Question 26

Auf welchem Prinzip beruht ein Transformator?

Accepted Answer

Induktion

Answer

Resonanz

Answer

Superposition

Answer

Interferenz

Question 27

Wie wirkt sich ein angelegtes elektrisches Feld auf die Dielektrizitätskonstante eines Materials aus? Erläutere den zugrunde liegenden Prozess.

Accepted Answer

Das elektrische Feld polarisiert die Ladungen im Material, was zu einer höheren Dielektrizitätskonstante führt.

Answer

Das elektrische Feld trennt die Ladungen im Material, was zu einer niedrigeren Dielektrizitätskonstante führt.

Answer

Das elektrische Feld hat keine Auswirkung auf die Dielektrizitätskonstante des Materials.

Question 28

Was beschreibt die magnetische Permeabilität eines Materials?

Accepted Answer

Die Fähigkeit, magnetische Felder zu verstärken.

Answer

Die Abhängigkeit von Temperatur und Feldstärke.

Answer

Die Tatsache, dass sie immer kleiner als 1 ist.

Question 29

Was beschreibt die elektromotorische Kraft (EMK) einer elektrochemischen Zelle?

Accepted Answer

Die elektrische Energie, die durch die elektrochemische Reaktion erzeugt wird.

Answer

Die Konzentrationen der Reaktanten.

Answer

Die Spannungsdifferenz an den Elektroden unter Last.

Question 30

Was beschreibt die elektromotorische Kraft (EMK) einer elektrochemischen Zelle?

Accepted Answer

Die Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie pro Ladungseinheit

Answer

Die Spannung an den Elektroden

Answer

Die Unabhängigkeit von der Temperatur

Answer

Die Unveränderlichkeit

Question 31

Wie beeinflussen sich elektrische und magnetische Felder gegenseitig?

Accepted Answer

Veränderungen in elektrischen Feldern erzeugen magnetische Felder, und Veränderungen in magnetischen Feldern erzeugen elektrische Felder.

Answer

Elektrische Felder erzeugen magnetische Felder, aber magnetische Felder erzeugen keine elektrischen Felder.

Answer

Elektrische Felder und magnetische Felder stehen immer senkrecht aufeinander.

Answer

Elektrische Felder und magnetische Felder sind unabhängig voneinander.

Question 32

Wie könnte die Zeitdilatation theoretisch Zeitreisen in die Zukunft ermöglichen?

Accepted Answer

Durch Verlangsamung der Zeit für Objekte, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen

Answer

Durch Ermöglichung von Reisen in die Vergangenheit

Answer

Durch Aufhebung der Auswirkungen der Zeit

Question 33

Eine kleine Probeladung wird in das elektrische Feld einer geladenen Kugel gebracht. Wie verhält sich die Probeladung?

Accepted Answer

Sie wird angezogen, wenn die Kugel positiv geladen ist.

Accepted Answer

Sie wird abgestoßen, wenn die Kugel negativ geladen ist.

Answer

Sie bleibt unbewegt.

Answer

Sie bewegt sich auf einer Kreisbahn.

Question 34

Welche der folgenden Größen ist eine SI-Basiseinheit?

Accepted Answer

Ampere (A)

Answer

Newton (N)

Answer

Joule (J)

Answer

Tesla (T)

Question 35

Was ist die magnetische Flussdichte?

Accepted Answer

Kraft pro Ladungseinheit im Magnetfeld

Answer

Ladung pro Fläche

Answer

Fläche pro Ladung

Answer

Energie pro Fläche

Question 36

Welche Formel beschreibt die Lorentzkraft?

Accepted Answer

F = qvB

Answer

F = mgh

Answer

F = kx

Answer

F = ma

Question 37

Was ist die Induktionsgleichung?

Accepted Answer

U = -dΦ/dt

Answer

F = qvB

Answer

E = mc²

Answer

P = UI

Question 38

Wie heißt das Gesetz, das die magnetische Kraft zwischen zwei stromdurchflossenen Leitern beschreibt?

Accepted Answer

Biot-Savart-Gesetz

Answer

Coulomb-Gesetz

Answer

Lorentz-Gesetz

Answer

Ampère-Gesetz

Question 39

Was ist die Permittivität des Vakuums?

Accepted Answer

8,854 · 10⁻¹² F/m

Answer

1,256 · 10⁻⁶ H/m

Answer

4π · 10⁻⁷ Vs/Am

Answer

3 · 10⁸ m/s

Question 40

Wie heißt die Einheit der magnetischen Flussdichte?

Accepted Answer

Tesla

Answer

Weber

Answer

Farad

Answer

Henry

Question 41

Was ist das Faraday'sche Induktionsgesetz?

Accepted Answer

Die Spannung in einer Leiterschleife ist proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses durch die Schleife.

Answer

Die Stromstärke in einer Leiterschleife ist proportional zur magnetischen Flussdichte durch die Schleife.

Answer

Die magnetische Kraft auf eine Leiterschleife ist proportional zum Strom durch die Schleife.

Answer

Das magnetische Drehmoment auf eine Leiterschleife ist proportional zum magnetischen Feld durch die Schleife.

Question 42

Welche Vorrichtung wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um?

Accepted Answer

Elektromotor

Answer

Spannungsquelle

Answer

Kondensator

Answer

Widerstand

Question 43

Welche der folgenden Größen ist die Einheit der magnetischen Flussdichte?

Accepted Answer

Tesla (T)

Answer

Weber (Wb)

Answer

Coulomb (C)

Answer

Volt (V)

Question 44

Welches physikalische Gesetz beschreibt die Kraftwirkung zwischen zwei stromdurchflossenen Leitern?

Accepted Answer

Gesetz von Ampère

Answer

Ohmsches Gesetz

Answer

Gesetz von Faraday

Answer

Gesetz von Coulomb

Question 45

Was beschreibt die Induktivität einer Spule?

Accepted Answer

Die Fähigkeit, Energie zu speichern

Answer

Den Widerstand gegen Stromfluss

Answer

Die Stärke des Magnetfeldes

Answer

Die elektrische Ladung

Question 46

Welche Ursache führt zur Entstehung einer elektrischen Spannung zwischen den Polen einer Batterie?

Accepted Answer

Die Trennung von Ladungsträgern durch chemische Reaktionen

Answer

Die Bewegung von Elektronen durch einen Leiter

Answer

Die Induktion von Magnetfeldern

Answer

Die Reibung von Oberflächen

Question 47

Welches der folgenden Materialien ist ein Ferromagnet?

Accepted Answer

Eisen

Answer

Aluminium

Answer

Kupfer

Answer

Holz

Question 48

Was ist die SI-Einheit der elektrischen Feldstärke?

Accepted Answer

Volt pro Meter (V/m)

Answer

Tesla (T)

Answer

Coulomb pro Meter (C/m)

Answer

Weber (Wb)

Question 49

Welche der folgenden Größen in der Elektrodynamik ist eine vektorielle Größe?

Accepted Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Spannung

Answer

Ladung

Answer

Stromstärke

Question 50

Wie lautet die Formel des ohmschen Gesetzes?

Accepted Answer

U = R * I

Answer

F = q * E

Answer

P = U * I

Question 51

Welche Einheit wird zur Messung der elektrischen Spannung verwendet?

Accepted Answer

Volt (V)

Answer

Coulomb (C)

Answer

Ampere (A)

Answer

Ohm (Ω)

Question 52

Was beschreibt die Lorentzkraft?

Accepted Answer

Kraft auf eine bewegte Ladung in einem Magnetfeld

Answer

Kraft auf einen Stromleiter in einem Magnetfeld

Answer

Kraft zwischen zwei geladenen Teilchen

Answer

Kraft zwischen zwei Magneten

Question 53

Welche Aussage über Faraday'sches Induktionsgesetz ist korrekt?

Accepted Answer

Die in einem Leiter induzierte Spannung ist proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses

Answer

Das Faraday'sche Induktionsgesetz gilt nur für geschlossene Leiter

Answer

Die in einem Leiter induzierte Spannung ist proportional zur Stärke des Magnetfeldes

Question 54

Wie groß ist die Permeabilität des Vakuums?

Accepted Answer

4π * 10^-7 H/m

Answer

8,85 * 10^-12 F/m

Answer

1,25 * 10^-6 H/m

Answer

9,1 * 10^-31 kg·m²·s^-2·A^-2

Question 55

Was versteht man unter Induktivität?

Accepted Answer

Maß für die Fähigkeit eines Leiters, ein Magnetfeld zu erzeugen

Answer

Maß für die Fähigkeit eines Leiters, Spannung zu speichern

Answer

Maß für die Fähigkeit eines Leiters, Strom zu leiten

Question 56

Welches Messgerät wird zur Messung von Magnetfeldern verwendet?

Accepted Answer

Teslameter

Answer

Ohmmeter

Answer

Amperemeter

Answer

Voltmeter

Question 57

Was besagt die Lenzsche Regel?

Accepted Answer

Die Richtung der induzierten Spannung wirkt der Ursache der Änderung entgegen

Answer

Die Stärke der induzierten Spannung ist proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses

Answer

Die Lenzsche Regel gilt nur für geschlossene Leiter

Question 58

Welche der folgenden Größen ist eine der sieben SI-Basiseinheiten?

Accepted Answer

Ampere

Answer

Volt

Answer

Tesla

Answer

Weber

Question 59

Welche Aussage über elektrische Ladungen ist korrekt?

Accepted Answer

Elektrische Ladungen können nur als positive oder negative Vielfache der Elementarladung existieren.

Answer

Elektrische Ladungen existieren nur als positive Ladungen.

Answer

Elektrische Ladungen können beliebige Werte annehmen.

Question 60

Wie lautet die Einheit der elektrischen Spannung?

Accepted Answer

Volt (V)

Answer

Weber (Wb)

Answer

Ampere (A)

Answer

Tesla (T)

Question 61

Welche der folgenden Aussagen zu Magnetfeldern ist falsch?

Accepted Answer

Magnetfelder sind skalare Felder.

Answer

Magnetfelder werden durch elektrische Ströme und Magnete erzeugt.

Answer

Magnetfelder sind Quellenfelder.

Question 62

Welche der folgenden Anwendungen beruht auf der magnetischen Wechselwirkung?

Accepted Answer

Elektromotor

Answer

Solarzelle

Answer

Kondensator

Answer

Transistor

Question 63

Elektrische Felder üben eine Kraft auf welche Objekte aus?

Accepted Answer

Geladene Objekte

Answer

Ungeladene Objekte

Answer

Magnetische Objekte

Question 64

Welche Einheit beschreibt die elektrische Ladung im SI-System?

Accepted Answer

Coulomb

Answer

Ampere

Answer

Volt

Answer

Ohm