Imię i nazwisko autora:

Tomasz Gradowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Gęstość powierzchniowa ładunku

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość;
15) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
VI. Elektrostatyka. Uczeń:
4) opisuje jakościowo rozkład ładunków w przewodnikach i znikanie pola elektrycznego wewnątrz przewodnika (klatka Faradaya).

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
11) opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
VII. Elektrostatyka. Uczeń:
6) opisuje jakościowo rozkład ładunków w przewodnikach, zerowe natężenie pola elektrycznego wewnątrz przewodnika (klatka Faradaya), duże natężenie pola wokół ostrzy na powierzchni przewodnika.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. definiuje gęstość powierzchniową ładunku i określa jej jednostkę;

2. oblicza gęstość powierzchniową ładunku na powierzchni metalowej kuli;

3. opisuje rozkład ładunków na przewodnikach o różnym kształcie;

4. omawia przebieg doświadczenia ilustrującego duże natężenie pola elektrycznego wokół ostrzy na powierzchni przewodnika.

Strategie nauczania:

IBSE

Metody nauczania:

wykład informacyjny, eksperyment

Formy zajęć:

praca w parach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

laska ebonitowa, tkanina, elektroskop, metalowa kulka na izolowanym uchwycie, przewodnik o zróżnicowanym kształcie; przewodząca kula z ostrzem

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie własności przewodników.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel przeprowadza eksperyment: za pomocą laski ebonitowej ładuje duży przewodnik o złożonym kształcie, a następnie za pomocą kulki metalowej na izolowanej rączce pobiera ładunek z różnych fragmentów powierzchni i mierzy jego wartość elektroskopem.
Nauczyciel elektryzuje kulę z ostrzem i pokazuje własności jonizujące tego ostrza. Interpretacja wymaga zdefiniowania nowej wielkości, jaką jest gęstość powierzchniowa ładunku.
Nauczyciel definiuje gęstość powierzchniową ładunku i omawia związek między gęstością ładunku a krzywizną naładowanego przewodnika.
Uczniowie opisują doświadczenia w zeszycie i formułują wnioski. Nauczyciel sprawdza poprawność notatek.
Uczniowie oglądają animację i odpowiadają na zawarte w niej pytania.
Nauczyciel proponuje temat do dyskusji: Jak mierząc gęstość ładunku na dwóch przewodzących płytkach można wyznaczyć kierunek, zwrot i wartość pola elektrycznego.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w parach rozwiązują zadania 1‑4, a następnie nauczyciel sprawdza jakość rozwiązań. Nauczyciel zadaje pytania odnośnie tematu lekcji i ocenia pracę uczniów.

Praca domowa:

W ramach powtórzenia i utrwalenia wiadomości uczniowie rozwiązują zadania 5‑8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Multimedium może być wykorzystane przez uczniów jako praca domowa przed lekcją i być wprowadzeniem do tematu.