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Widerstand

Zehn Aufgaben von AFB I bis III: den Widerstand in Ohm deuten, das umgekehrte Verhalten von R und I bei gleicher Spannung nutzen, Drahtlänge und Querschnitt beurteilen, Quelle und Bauteil auseinanderhalten und Stromstärken abschätzen.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was beschreibt der Widerstand?
AFB I

Frage: Welche Aussagen über den elektrischen Widerstand stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
R und I verhalten sich bei gleicher Spannung umgekehrt: mehr Bremse bedeutet weniger Strom. Volt ist die Einheit der Spannung, Ohm die des Widerstands. Und ein dicker Draht bietet dem Strom mehr Platz, nicht mehr Hindernis — dick und kurz bedeutet kleiner Widerstand.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen zum Widerstand.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Merksatz: Der Widerstand ist kein Verbraucher von Stromstärke, sondern eine Bremse für den ganzen Kreis. Die beiden falschen Aussagen zeigen die typischen Stolperstellen — die Wirkung der Drahtlänge und die Verwechslung von Ω mit A.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Der Widerstand R gibt an, wie stark ein Bauteil den Strom . Seine Einheit heißt und wird mit Ω abgekürzt. Verdoppelt man bei gleicher Spannung den Widerstand, so ist die Stromstärke nur noch so groß wie vorher. Ein langer, Draht hat mehr Widerstand als ein kurzer, dicker — bei gleicher Spannung fließt dann eine Stromstärke.

Coulomb bleibt übrig: Das ist die Einheit der Ladung, nicht die des Widerstands. Merke die Zuordnung Ω zum Widerstand, A zur Stromstärke, V zur Spannung und C zur Ladung — in Klassenarbeiten kostet genau diese Verwechslung die meisten Punkte.
A4
Hängt es an der Quelle, am Bauteil oder an beiden?
AFB I

Sortiere die Karten danach, wovon die genannte Sache abhängt.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Hängt an der Quelle
2Hängt am Bauteil
3Hängt von beiden ab
Das Unterscheidungsmerkmal in einem Satz: Die Quelle bestimmt die Spannung, das Bauteil bestimmt den Widerstand, und erst beide zusammen bestimmen die Stromstärke. Deshalb ist die Frage „Wie viel Strom liefert diese Batterie?“ ohne Angabe des Bauteils nicht zu beantworten.
A5
Blitzrechnung
AFB I

An einem Widerstand von 20 Ω liegen 6,0 V; dabei fließen 0,30 A. Nun baust du bei denselben 6,0 V einen Widerstand von 40 Ω ein. Wie groß ist die Stromstärke jetzt?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Doppelter Widerstand bei gleicher Spannung bedeutet halbe Stromstärke: 0,30 A geteilt durch 2 ergibt 0,15 A. Kopfrechen-Trick: Den Faktor am Widerstand einfach umdrehen — mal 2 beim Widerstand heißt geteilt durch 2 bei der Stromstärke. Wer 0,60 A angibt, hat den Faktor in die falsche Richtung angewendet.
A6
Untersuchen, wie der Widerstand wirkt
AFB II

Bringe die Schritte eines Versuchs zum Widerstand in eine sinnvolle Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Eine Frage festlegen: Wie verändert sich die Stromstärke, wenn nur der Widerstand größer wird?
2Die Spannung der Quelle fest einstellen und während des ganzen Versuchs nicht mehr verändern
3Den ersten Widerstand einbauen und die Stromstärke mit dem Amperemeter messen
4Nur den Widerstand austauschen und erneut messen, alles andere unverändert lassen
5Die Wertepaare vergleichen und den Zusammenhang in einem Satz festhalten
Am häufigsten verrutscht der zweite Schritt. Wer die Spannung zwischen den Messungen mitverändert, kann die kleinere Stromstärke am Ende nicht mehr dem Widerstand zuschreiben — man ändert immer nur eine Größe und hält den Rest fest.
A7
Rechenkette
AFB II

Ausgangsmessung: An einem Widerstand von 20 Ω liegen 6,0 V, es fließen 0,30 A. Verändere jeweils nur eine Größe und überlege mit den Faktoren.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Widerstand 10 Ω, Spannung weiter 6,0 V: Wie groß ist die Stromstärke (in A)? A
  2. Widerstand 60 Ω, Spannung weiter 6,0 V: Wie groß ist die Stromstärke (in A)? A
  3. Widerstand wieder 20 Ω, Spannung nun 12,0 V: Wie groß ist die Stromstärke (in A)? A
  4. Transfer: Bei 0,30 A — wie viel Ladung fließt in 20 s durch den Widerstand (in C)? C
Die Kette zeigt beide Richtungen: Am Widerstand wird der Faktor umgedreht (halber Widerstand, doppelte Stromstärke; dreifacher Widerstand, ein Drittel der Stromstärke), an der Spannung bleibt er erhalten (doppelte Spannung, doppelte Stromstärke). Die letzte Zeile erinnert an Q = I · t = 0,30 A · 20 s = 6 C.
A8
Draht und Widerstand
AFB II

Ordne jedem Draht zu, wie sich sein Widerstand und damit die Stromstärke bei gleicher Spannung verhält.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Denktrick: Länge wirkt wie ein längerer Hindernislauf, Querschnitt wie eine breitere Tür. Länger bedeutet mehr Widerstand, dicker bedeutet weniger. Das Material kommt als eigener Einfluss dazu: Konstantan bremst deutlich stärker als Kupfer, deshalb baut man daraus Widerstandsdrähte.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Zeile 2 ist der häufigste Fehler in Klassenarbeiten: die Richtung des Zusammenhangs wird verdreht. Zeile 6 ist derselbe Denkfehler, nur in einer Rechnung versteckt. Prüfe bei jedem Faktor kurz die Plausibilität: Mehr Bremse kann nie mehr Strom bedeuten.
A10
Wie groß wird die Stromstärke?
AFB III

Ein Draht mit 20 Ω liegt an 6,0 V, es fließen 0,30 A. Schätze für jede Veränderung ein, wie groß die Stromstärke danach im Vergleich zu 0,30 A ist — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = viel kleiner, 2 = kleiner, 3 = gleich groß, 4 = größer, 5 = viel größer. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = viel kleiner5 = viel größer
Der Draht wird gegen einen gleich dicken, doppelt so langen Draht getauscht
Der Draht wird gegen einen gleich langen Draht mit doppelt so großer Querschnittsfläche getauscht
Der Draht wird gegen einen gleich langen, gleich dicken Draht aus demselben Material getauscht
Der Draht wird in der Mitte durchgeschnitten, die Enden bleiben offen
Der Draht wird durch ein sehr kurzes, sehr dickes Kupferstück ersetzt, sein Widerstand ist fast null
Man braucht keine Formel, nur die Richtung: Was den Widerstand vergrößert, verkleinert die Stromstärke — und umgekehrt. Der gleiche Ersatzdraht ändert gar nichts, der offene Draht bedeutet gar keinen Strom, das fast widerstandsfreie Kupferstück ist ein Kurzschluss mit sehr großer Stromstärke. Überlegen ist hier schneller und sicherer als jedes Ausrechnen.