Maxwellsche Gleichungen: Online-Quiz für Physik-Studenten

Question 1

Nach welcher Größe fragt das Gaußsche Gesetz?

Accepted Answer

Elektrische Flussdichte

Answer

Magnetische Flussdichte

Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Magnetische Feldstärke

Question 2

Was besagt die Maxwell-Faraday-Gleichung?

Accepted Answer

Induktion einer elektrischen Spannung in einer Spule

Answer

Entstehung eines Magnetfeldes durch elektrischen Strom

Answer

Erhaltung der elektrischen Ladung

Answer

Erhaltung der Energie im elektromagnetischen Feld

Question 3

In welcher Einheit wird die elektrische Feldstärke angegeben?

Accepted Answer

Volt pro Meter

Answer

Newton pro Coulomb

Answer

Tesla

Answer

Weber

Question 4

Für welche Phänomene sind die Maxwellschen Gleichungen nicht gültig?

Accepted Answer

Quantenphänomene

Answer

Statische Felder

Answer

Zeitabhängige Felder

Answer

Nichtlineare Materialien

Question 5

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Beziehung zwischen elektrischem und magnetischem Feld in elektromagnetischen Wellen im Vakuum zutreffend?

Accepted Answer

Sie sind senkrecht zueinander und zur Ausbreitungsrichtung.

Answer

Sie sind parallel zueinander und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.

Answer

Sie sind parallel zueinander und parallel zur Ausbreitungsrichtung.

Answer

Sie sind senkrecht zueinander und parallel zur Ausbreitungsrichtung.

Question 6

Welche der folgenden Randbedingungen gilt für die elektrische Flussdichte an einer dielektrischen Grenzfläche?

Accepted Answer

Dt = 0

Answer

En = 0

Answer

Hn = J

Answer

Bt = 0

Question 7

In welcher Einheit wird die elektrische Feldstärke im SI-Einheitensystem angegeben?

Accepted Answer

Volt pro Meter

Answer

Tesla

Answer

Coulomb pro Quadratmeter

Answer

Weber

Question 8

Welche Randbedingung gilt für das elektrische Feld an der Grenzfläche zu einem elektrisch leitfähigen Material?

Accepted Answer

$$\mathbf{E} \cdot \hat{n} = 0$$

Answer

$$\mathbf{E} 	imes \hat{n} = 0$$

Answer

$$\mathbf{B} \cdot \hat{n} = 0$$

Answer

$$\mathbf{B} 	imes \hat{n} = 0$$

Question 9

Was beschreibt der Poynting-Vektor?

Accepted Answer

Die Richtung des Energieflusses in elektromagnetischen Feldern

Answer

Die Stärke des elektrischen Feldes

Answer

Die Stärke des magnetischen Feldes

Answer

Die Induktivität

Question 10

Welche Aussage beschreibt das Ampère'sche Durchflutungsgesetz korrekt?

Accepted Answer

Das Linienintegral der magnetischen Feldstärke um einen geschlossenen Weg ist proportional zur Summe der umschlossenen Ströme.

Answer

Die magnetische Flussdichte ist proportional zum magnetischen Vektorpotential.

Answer

Die Divergenz der magnetischen Flussdichte ist null.

Answer

Das magnetische Vektorpotential ist konservativ.

Question 11

Was ist die physikalische Bedeutung des Poynting-Vektors?

Accepted Answer

Energiestromdichte des elektromagnetischen Feldes

Answer

Geschwindigkeitsfeld des elektromagnetischen Feldes

Answer

Feldstärke des elektromagnetischen Feldes

Answer

Impulsstromdichte des elektromagnetischen Feldes

Question 12

Welche Maxwellsche Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen elektrischem Strom und Magnetfeld?

Accepted Answer

Ampèresches Gesetz mit Maxwell-Zusatz

Answer

Gaußsche Gleichung

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Biot-Savart-Gesetz

Question 13

Welche der folgenden Eigenschaften kennzeichnet die Maxwellschen Gleichungen?

Accepted Answer

Sie ermöglichen die Berechnung der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen.

Answer

Sie beschreiben nur das Verhalten statischer elektrischer Felder.

Answer

Sie gelten nicht für bewegte Ladungen und deren elektromagnetisches Verhalten.

Question 14

Nach welchem Physiker sind die Maxwellschen Gleichungen benannt?

Accepted Answer

James Clerk Maxwell

Answer

Albert Einstein

Answer

Isaac Newton

Answer

Michael Faraday

Question 15

In welcher Einheit wird die elektrische Feldstärke angegeben?

Accepted Answer

Volt pro Meter

Answer

Tesla

Answer

Farad

Answer

Siemens

Question 16

Beschreiben die Maxwellschen Gleichungen...

Accepted Answer

das Verhalten elektrischer und magnetischer Felder.

Answer

die Bewegung geladener Teilchen.

Answer

ausschließlich statische Felder.

Question 17

Welche Aussage zur Gaußschen Gleichung ist korrekt?

Accepted Answer

Sie beschreibt die Quellen elektrischer Felder.

Answer

Sie beschreibt die Induktion magnetischer Felder.

Answer

Sie gilt nur für homogene Felder.

Answer

Sie ist eine vektorielle Gleichung.

Question 18

Wer hat die Maxwellschen Gleichungen entwickelt?

Accepted Answer

James Clerk Maxwell

Answer

Michael Faraday

Answer

Albert Einstein

Answer

Isaac Newton

Question 19

Welches Gesetz beschreibt die elektrostatische Kraft zwischen zwei Punktladungen?

Accepted Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Biot-Savartsches Gesetz

Answer

Gaußsches Gesetz für den elektrischen Fluss

Question 20

Welches Gesetz beschreibt das Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter?

Accepted Answer

Biot-Savartsches Gesetz

Answer

Gaußsches Gesetz für den elektrischen Fluss

Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Question 21

Welche der folgenden Größen ist eine skalare Größe?

Accepted Answer

Elektrische Ladung

Answer

Elektrisches Feld

Answer

Elektrischer Strom

Answer

Magnetisches Feld

Question 22

Welche der folgenden Gleichungen ist eine der Maxwellschen Gleichungen?

Accepted Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Navier-Stokes-Gleichung

Answer

Impulsgleichung

Answer

Schrödingergleichung

Question 23

Welche Aussage beschreibt die Gaußsche Gleichung korrekt?

Accepted Answer

Das elektrische Feld durch eine geschlossene Oberfläche ist proportional zur eingeschlossenen Ladung.

Answer

Die elektrische Flussdichte durch eine geschlossene Oberfläche ist proportional zur eingeschlossenen Stromstärke.

Answer

Das magnetische Feld durch eine geschlossene Oberfläche ist stets gleich Null.

Question 24

Welcher Erhaltungssatz wird durch die Kontinuitätsgleichung beschrieben?

Accepted Answer

Ladungserhaltung

Answer

Drehimpulserhaltung

Answer

Energieerhaltung

Answer

Impulserhaltung

Question 25

Was beschreibt die Faradaysche Induktionsgleichung?

Accepted Answer

Eine zeitliche Änderung eines magnetischen Feldes induziert ein elektrisches Feld.

Answer

Eine zeitliche Änderung eines elektrischen Feldes induziert ein magnetisches Feld.

Answer

Eine Bewegung einer elektrischen Ladung induziert ein elektrisches Feld.

Question 26

Welche Einheit wird für die elektrische Feldstärke verwendet?

Accepted Answer

Volt pro Meter

Answer

Ampere

Answer

Tesla

Answer

Weber

Question 27

Welche Aussage beschreibt die Lorentzkraft korrekt?

Accepted Answer

Kraft, die auf eine elektrische Ladung wirkt, die sich in einem elektrischen und magnetischen Feld bewegt.

Answer

Kraft, die auf eine elektrische Ladung wirkt, die sich nur in einem elektrischen Feld bewegt.

Answer

Kraft, die auf eine elektrische Ladung wirkt, die sich nur in einem magnetischen Feld bewegt.

Question 28

Welche Gleichung beschreibt das Ampèresche Durchflutungsgesetz?

Accepted Answer

Linienintegral des magnetischen Feldes um eine geschlossene Kurve ist proportional zum eingeschlossenen Strom.

Answer

Flächenintegral des elektrischen Feldes durch eine geschlossene Oberfläche ist proportional zur eingeschlossenen Ladung.

Question 29

Welche Größe ist eine skalare Größe?

Accepted Answer

Elektrische Ladung

Answer

Magnetische Flussdichte

Answer

Elektrische Feldstärke

Question 30

Welche der Maxwellschen Gleichungen beschreibt die Änderung der magnetischen Flussdichte in einem Gebiet, wenn sich dort ein elektrisches Feld zeitlich ändert?

Accepted Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Ampèresches Gesetz

Answer

Gaußsches Gesetz für den elektrischen Fluss

Answer

Gaußsches Gesetz für den magnetischen Fluss

Question 31

Die Aussage 'Die Gesamtladung innerhalb einer geschlossenen Oberfläche ist proportional zum elektrischen Fluss durch die Oberfläche' beschreibt welches Gesetz?

Accepted Answer

Gaußsches Gesetz für den elektrischen Fluss

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Ampèresches Gesetz

Answer

Gaußsches Gesetz für den magnetischen Fluss

Question 32

Welches Gesetz besagt, dass der Linienintegral der magnetischen Feldstärke um eine geschlossene Kurve proportional zum Strom ist, der durch die von der Kurve umschlossene Fläche fließt?

Accepted Answer

Ampèresches Gesetz

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Gaußsches Gesetz für den magnetischen Fluss

Answer

Gaußsches Gesetz für den elektrischen Fluss

Question 33

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

Accepted Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Elektrische Ladung

Answer

Elektrische Spannung

Answer

Elektrische Leistung

Question 34

Wie lautet die SI-Einheit der elektrischen Feldstärke?

Accepted Answer

Volt pro Meter (V/m)

Answer

Coulomb (C)

Answer

Ampere (A)

Answer

Tesla (T)

Question 35

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

Accepted Answer

Elektrische Ladung

Answer

Elektrische Stromstärke

Answer

Elektrische Feldstärke

Question 36

Wie lautet die SI-Einheit der elektrischen Spannung?

Accepted Answer

Volt (V)

Answer

Tesla (T)

Answer

Ampere (A)

Answer

Coulomb (C)

Question 37

Welche Aussage beschreibt die Lorentz-Kraft korrekt?

Accepted Answer

Die Kraft, die ein Magnetfeld auf eine sich bewegende elektrische Ladung ausübt.

Answer

Die Kraft, die ein elektrisches Feld auf eine elektrische Ladung ausübt.

Answer

Die Kraft, die ein elektrisches Feld auf einen Magneten ausübt.

Question 38

Welche Aussage beschreibt die Gaußsche Gleichung?

Accepted Answer

Der elektrische Fluss durch eine geschlossene Oberfläche ist proportional zur eingeschlossenen Ladung.

Answer

Die Divergenz des elektrischen Feldes ist proportional zur Ladungsdichte.

Answer

Der elektrische Fluss durch eine Oberfläche ist proportional zur Spannung zwischen den beiden Seiten der Oberfläche.

Question 39

Was besagt das Faradaysche Induktionsgesetz?

Accepted Answer

Eine zeitliche Änderung des magnetischen Flusses durch eine Leiterschleife induziert eine Spannung in der Schleife.

Answer

Der elektrische Strom in einem Leiter ist proportional zur angelegten Spannung.

Answer

Eine bewegte Ladung erfährt eine Kraft in einem Magnetfeld.

Question 40

Was beschreibt die Ampèresche Durchflutungsregel?

Accepted Answer

Die Summe der Ströme durch eine beliebige geschlossene Oberfläche ist gleich dem vom eingeschlossenen Volumen umschlossenen Strom.

Answer

Die magnetische Flussdichte ist proportional zur Stromstärke.

Answer

Die Richtung der Lorentzkraft auf eine bewegte Ladung in einem Magnetfeld.

Question 41

Welchen Wert hat die Permittivität des Vakuums?

Accepted Answer

8,85 · 10^-12 F/m

Answer

1,256 · 10^-6 H/m

Answer

9,11 · 10^-31 kg m^3 s^-2 A^-2

Answer

3 · 10^8 m/s

Question 42

Welche Aussage über die Maxwellschen Gleichungen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie sind ein System von vier gekoppelten partiellen Differentialgleichungen.

Answer

Sie können nur analytisch gelöst werden.

Answer

Sie beschreiben nur statische elektrische und magnetische Felder.

Question 43

Was beschreibt der Poynting-Vektor?

Accepted Answer

Die Richtung und Größe des Energieflusses elektromagnetischer Wellen.

Answer

Die Lorentzkraft auf eine bewegte Ladung in einem Magnetfeld.

Answer

Die Richtung des elektrischen Feldes.

Question 44

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen elektrischem und magnetischem Feld?

Accepted Answer

Elektrische Felder werden durch Ladungen erzeugt, während magnetische Felder durch bewegte Ladungen oder Ströme entstehen.

Answer

Elektrische Felder sind skalare Größen, während magnetische Felder vektorielle Größen sind.

Question 45

Welche Aussage beschreibt das Gaußsche Gesetz für elektrische Felder korrekt?

Accepted Answer

Der elektrische Fluss durch eine geschlossene Oberfläche ist proportional zur eingeschlossenen Ladung.

Answer

Die Stärke des elektrischen Feldes ist umgekehrt proportional zur Entfernung von einer Punktladung.

Question 46

Was besagt das Gaußsche Gesetz für Magnetismus?

Accepted Answer

Magnetische Monopole existieren in der Natur nicht.

Answer

Die Kraft zwischen zwei Magneten ist proportional zum Quadrat der Entfernung.

Answer

Magnetische Feldlinien verlaufen stets geschlossen.

Answer

Die Stärke des Magnetfeldes nimmt mit der Entfernung von einem stromdurchflossenen Leiter ab.

Question 47

Welches Gesetz beschreibt die Erzeugung eines Magnetfeldes durch einen elektrischen Strom?

Accepted Answer

Ampèresches Gesetz

Answer

Coulombsches Gesetz

Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Lenzsche Regel

Question 48

Ein veränderliches Magnetfeld induziert ...

Accepted Answer

ein elektrisches Feld.

Answer

eine konstante Spannung.

Answer

einen konstanten Strom.

Answer

ein Gravitationsfeld.

Question 49

Die Lenzsche Regel besagt, dass ...

Accepted Answer

die Richtung des induzierten Stroms der Ursache seiner Entstehung entgegenwirkt.

Answer

die Stärke des induzierten Stroms proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses ist.

Answer

die Induktivität einer Spule proportional zur Anzahl ihrer Windungen ist.

Question 50

In welcher Einheit wird die magnetische Flussdichte gemessen?

Accepted Answer

Tesla

Answer

Weber

Answer

Volt

Answer

Ampere

Question 51

Welche Aussage ist KEINE Folgerung aus den Maxwellschen Gleichungen?

Accepted Answer

Die Lichtgeschwindigkeit ist vom Bewegungszustand des Beobachters abhängig.

Answer

Elektromagnetische Wellen breiten sich mit der Lichtgeschwindigkeit aus.

Answer

Licht ist eine elektromagnetische Welle.

Question 52

In einem ladungsfreien Raum vereinfachen sich die Maxwellschen Gleichungen zu ...

Accepted Answer

den Wellengleichungen für das elektrische und magnetische Feld.

Answer

dem Ampèreschen Gesetz.

Answer

dem Coulombschen Gesetz.

Question 53

Welche Anwendung nutzt die Maxwellschen Gleichungen NICHT?

Accepted Answer

Funktionsweise eines Verbrennungsmotors

Answer

Funktionsweise eines Elektromotors

Answer

Funktionsweise einer Funkantenne

Answer

Funktionsweise eines Generators

Question 54

Welcher Term in den Maxwellschen Gleichungen beschreibt die Verschiebungsstromdichte?

Accepted Answer

∂D/∂t

Answer

J

Answer

∇ × E

Answer

∇ ⋅ B

Question 55

Welche der Maxwellschen Gleichungen beschreibt die Abwesenheit magnetischer Monopole?

Accepted Answer

∇ ⋅ B = 0

Answer

∇ × E = -∂B/∂t

Answer

∇ × B = μ₀(J + ε₀∂E/∂t)

Answer

∇ ⋅ E = ρ/ε₀

Question 56

Welches Gesetz beschreibt die Entstehung eines elektrischen Feldes durch eine zeitlich veränderliche magnetische Flussdichte?

Accepted Answer

Faradaysches Induktionsgesetz

Answer

Ampèresches Gesetz

Answer

Gauss'sches Gesetz für elektrische Felder

Answer

Gauss'sches Gesetz für Magnetfelder

Question 57

Welche der folgenden Größen taucht **nicht** in den Maxwellschen Gleichungen auf?

Accepted Answer

Impuls

Answer

Elektrische Feldstärke

Answer

Stromdichte

Answer

Magnetische Flussdichte

Question 58

Welche Gleichung stellt die Differentialform des Gauss'schen Gesetzes für elektrische Felder dar?

Accepted Answer

∇ ⋅ E = ρ/ε₀

Answer

∇ × E = -∂B/∂t

Answer

∇ ⋅ B = 0

Answer

∇ × B = μ₀(J + ε₀∂E/∂t)

Question 59

Ein Kondensator ist an eine Gleichstromquelle angeschlossen. Was passiert mit dem elektrischen Feld im Kondensator, wenn die Spannung an der Quelle erhöht wird?

Accepted Answer

Die Feldstärke erhöht sich.

Answer

Die Feldstärke verringert sich.

Answer

Die Feldstärke bleibt gleich.

Question 60

Welche Gleichung beschreibt das Phänomen der elektromagnetischen Induktion?

Accepted Answer

∇ × E = -∂B/∂t

Answer

∇ × B = μ₀(J + ε₀∂E/∂t)

Answer

∇ ⋅ E = ρ/ε₀

Answer

∇ ⋅ B = 0

Question 61

Welche der folgenden Aussagen über die Maxwellschen Gleichungen ist **falsch**?

Accepted Answer

Sie beschreiben die Gravitation.

Answer

Sie beschreiben die Erhaltung der elektrischen Ladung.

Answer

Sie beschreiben die Wechselwirkung zwischen Ladungen und Feldern.

Answer

Sie beschreiben das Verhalten von elektromagnetischen Wellen.

Question 62

Welche Maxwellsche Gleichung beschreibt die Bildung eines elektrischen Feldes um eine bewegte Ladung?

Accepted Answer

∇ × B = μ₀(J + ε₀∂E/∂t)

Answer

∇ ⋅ E = ρ/ε₀

Answer

∇ ⋅ B = 0

Answer

∇ × E = -∂B/∂t