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Abitur · Physik

Physik-Abitur: Teilchen in Feldern üben mit Übungsblättern und Lösungen

Wir haben zwei Übungsblätter zu geladenen Teilchen in Feldern für die Abiturvorbereitung deines Kindes erstellt, mit Abbildungen, Bewertungseinheiten (BE) und einem Lösungsbogen mit Lösungsweg.

  • Taschenrechner und Formelsammlung sind bei allen Aufgaben erlaubt
  • Lösungsbogen mit Lösungsweg und typischen Fehlern
  • Kostenlos und ohne Anmeldung
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Hinweis: Lernaido hat die Aufgaben für die Abiturvorbereitung neu erstellt. Es sind keine Originalaufgaben. Lernaido ist nicht mit einem Kultusministerium oder dem Institut zur Qualitätsentwicklung im Bildungswesen (IQB) verbunden.

Beispielaufgabe · Teil A (Kurzaufgaben) · 4 BE

Protonen werden in einer Ionenquelle aus der Ruhe zwischen zwei Gitterelektroden im Abstand d=3,0 cmd = 3{,}0\,\mathrm{cm} beschleunigt. Zwischen den Gittern liegt die Spannung U=1,5 kVU = 1{,}5\,\mathrm{kV}. Das elektrische Feld sei homogen und auf den Raum zwischen den Gittern beschränkt. Verwende die Werte der Formelsammlung für Elementarladung und Protonenmasse.

a) Berechne die elektrische Feldstärke zwischen den Gittern und den Betrag der Kraft auf ein Proton. (2 BE)

b) Berechne die Geschwindigkeit, mit der ein Proton das zweite Gitter erreicht. (2 BE)

Aus dem Blatt „Teilchen im elektrischen Feld“. Den Lösungsweg findest du im PDF.

Zwei Übungsblätter: Teilchen in Feldern

Jedes Blatt hat fünf Aufgaben für Teil A und eine zusammenhängende Aufgabe für Teil B. Jede Aufgabe steht auf einer eigenen Seite mit Karofeld. Der Lösungsbogen steht am Ende des PDFs.

BE = Bewertungseinheiten (Punkte pro Aufgabe) · eA = erhöhtes Anforderungsniveau (Leistungskurs) · Taschenrechner und Formelsammlung sind bei allen Aufgaben erlaubt

  • Physik · Teilchen in Feldern

    Teilchen im elektrischen Feld

    Beschleunigung aus der Ruhe, Feldstärke und Kraft, Polung und Kraftrichtung, relativistische Effekte, Ablenkung im Plattenkondensator, Messreihe

    eA · Teil A 20 BE · Teil B 20 BE · 15 Seiten · PDF

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  • Physik · Teilchen in Feldern

    Teilchen im Magnetfeld

    Lorentzkraft und ihre Richtung, Kreisbahn und Umlaufzeit, Geschwindigkeitsfilter, Massenspektrometer, Energie im Magnetfeld

    eA · Teil A 20 BE · Teil B 18 BE · 15 Seiten · PDF

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Das Video zum Blatt

Ein kurzes Video erklärt ein Thema aus dem Blatt „Teilchen im Magnetfeld“, mit Beispiel und typischer Falle. Folien und Sprecherstimme sind mit KI erstellt.

Beim Abspielen lädt dein Browser das Video von YouTube (Google). Erst dann werden Daten an YouTube übertragen. Datenschutz

Kreisbahn im Magnetfeld: Radius und Umlaufzeit

Die Lorentzkraft als Zentripetalkraft, der Bahnradius und die Umlaufzeit, mit der typischen Falle bei doppeltem Magnetfeld. · ca. 3 Min.

Beispielaufgaben aus den Blättern

Eine Aufgabe aus jedem Blatt, so wie dein Kind sie im PDF findet. Den Lösungsweg zu jeder Aufgabe gibt es im Lösungsbogen.

Teilchen im elektrischen Feld · 4 BE

Protonen werden in einer Ionenquelle aus der Ruhe zwischen zwei Gitterelektroden im Abstand d=3,0 cmd = 3{,}0\,\mathrm{cm} beschleunigt. Zwischen den Gittern liegt die Spannung U=1,5 kVU = 1{,}5\,\mathrm{kV}. Das elektrische Feld sei homogen und auf den Raum zwischen den Gittern beschränkt. Verwende die Werte der Formelsammlung für Elementarladung und Protonenmasse.

a) Berechne die elektrische Feldstärke zwischen den Gittern und den Betrag der Kraft auf ein Proton. (2 BE)

b) Berechne die Geschwindigkeit, mit der ein Proton das zweite Gitter erreicht. (2 BE)

Teilchen im Magnetfeld · 4 BE

Ein Elektron bewegt sich in der Zeichenebene mit der Geschwindigkeit v=3,0⋅106 m/sv = 3{,}0 \cdot 10^{6}\,\mathrm{m/s} nach rechts und tritt in ein homogenes Magnetfeld der Flussdichte B=25 mTB = 25\,\mathrm{mT} ein (siehe Abbildung). Das Magnetfeld zeigt in die Zeichenebene hinein.

a) Bestimme mithilfe der Drei-Finger-Regel die Richtung der Lorentzkraft auf das Elektron und begründe deine Angabe. (2 BE)

b) Berechne den Betrag der Lorentzkraft. (2 BE)

Vier typische Fehler

Zu jeder Aufgabe nennt der Lösungsbogen die typischen Fehler. Hier sind vier davon, damit du sie in der Lösung deines Kindes wiedererkennst.

Beim Elektron die Ladung vergessen

Bei der Drei-Finger-Regel zeigt die technische Stromrichtung entgegen der Bewegung des Elektrons. Wer das übersieht, erhält die Lorentzkraft in die falsche Richtung.

Den Faktor 2 in der Energiebilanz verlieren

Aus eU=12mv2eU = \tfrac12 m v^2 folgt v=2eU/mv = \sqrt{2eU/m}. Ohne den Faktor 2 ist die Geschwindigkeit um den Faktor 2\sqrt{2} zu klein.

Radius und Flussdichte verwechseln

Aus r=mveBr = \frac{mv}{eB} folgt r∼1Br \sim \frac{1}{B}. Bei doppelter Flussdichte wird der Radius halb so groß, nicht doppelt so groß.

Beim Geschwindigkeitsfilter die Masse ins Spiel bringen

Im Gleichgewicht qE=qvBqE = qvB kürzen sich Ladung und Masse. Ein Proton fliegt bei derselben Geschwindigkeit geradeaus durch, auch wenn es viel schwerer ist.

Die Lösung deines Kindes prüfen lassen

Fotografiere die Lösung deines Kindes. Lernaido bewertet jede Aufgabe, erklärt, wo ein Fehler steckt, und erstellt neue Übungen zum gleichen Thema. Das gilt für jedes Fach.

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Häufige Fragen

Welche Themen kommen in den Blättern vor?

Das erste Blatt behandelt Teilchen im elektrischen Feld: Beschleunigung aus der Ruhe, Feldstärke und Kraft, Polung, Ablenkung im Plattenkondensator und eine Messreihe. Das zweite Blatt behandelt Teilchen im Magnetfeld: Lorentzkraft und ihre Richtung, Kreisbahn, Umlaufzeit, Geschwindigkeitsfilter und Massenspektrometer.

Gibt es Abbildungen zu den Aufgaben?

Ja. Auf jedem Blatt gehört zu mehreren Aufgaben eine Abbildung, zur Kontextaufgabe in Teil B immer. Alle Zahlen und Richtungen stehen auch im Aufgabentext. Skizzen zeichnet dein Kind selbst in das Karofeld.

Wird relativistisch gerechnet?

Nein. Die Blätter rechnen klassisch. In einer Teilaufgabe weist dein Kind nach, dass relativistische Effekte bei der gegebenen Geschwindigkeit vernachlässigt werden dürfen.

Welche Themen deckt Lernaido ab?

Aktuell gibt es zwei Übungsblätter zu einem Bereich: Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern. Für alle anderen Themen kannst du in der Lernaido-App ein Foto von der Lösung deines Kindes machen. Lernaido bewertet jede Aufgabe und erklärt, wo ein Fehler steckt.

Sind das Originalaufgaben aus dem Abitur?

Nein. Lernaido hat alle Aufgaben für die Abiturvorbereitung neu erstellt. Lernaido ist nicht mit einem Kultusministerium oder dem Institut zur Qualitätsentwicklung im Bildungswesen (IQB) verbunden.

Für welches Bundesland sind die Blätter?

Die Blätter sind für kein bestimmtes Bundesland geschrieben. Was in der Prüfung vorkommt, sagt die Lehrkraft deines Kindes.

Was bedeutet BE?

BE steht für Bewertungseinheit. Eine BE ist ein Punkt. Jede Aufgabe nennt, wie viele BE sie wert ist, und der Lösungsbogen zeigt, wofür es sie gibt.

Was bedeutet eA?

eA steht für erhöhtes Anforderungsniveau, das ist das Niveau von Leistungskurs oder Leistungsfach. In manchen Ländern heißt es anders. Die Blätter sind auf dieses Niveau ausgerichtet.

Wie arbeitet mein Kind mit den Blättern?

Es druckt das PDF aus. Taschenrechner und Formelsammlung sind bei allen Aufgaben erlaubt. Jede Aufgabe hat eine eigene Seite mit Karofeld, die Abbildungen sind im PDF. Danach vergleicht es mit dem Lösungsbogen am Ende des PDFs. Ihr könnt gemeinsam nachsehen, wo Punkte fehlen und welcher Fehler dahintersteckt.

Wer hat die Aufgaben erstellt und geprüft?

Lernaido hat die Aufgaben mit KI-Unterstützung erstellt. Jedes Ergebnis wurde mit einem Programm nachgerechnet, und die Abbildungen sind aus den Zahlen der Aufgaben gezeichnet. Wenn dir trotzdem ein Fehler auffällt, schreib uns über das Impressum.

Kostet das etwas?

Die Übungsblätter sind kostenlos. Du brauchst dafür kein Konto und keine E-Mail-Adresse.

Stand: November 2026