Imię i nazwisko autora:

Tomasz Gradowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Pole elektrostatyczne powierzchniowo naładowanej kuli

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
7) wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; przedstawia te informacje w różnych postaciach.
VII. Elektrostatyka. Uczeń:
5) opisuje pole na zewnątrz sferycznie symetrycznego układu ładunków.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenia 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. opisuje symetrię pola elektrycznego wytwarzanego przez naładowaną powierzchniowo kulę;

2. podaje najważniejszą własność elektryczną przewodników;

3. stosuje prawo Gaussa do wyznaczenia wartość pola elektrycznego pochodzącego od naładowanej kuli;

4. analizuje zależność natężenia pola elektrycznego kuli od odległości i porównuje ją z analogiczną zależnością dla ładunku punktowego.

Strategie nauczania:

IBSE

Metody nauczania:

wykład informacyjny, pokaz multimedialny

Formy zajęć:

praca w parach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

monitor lub tablica interaktywna albo komputer z rzutnikiem

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel zwraca uwagę na różnicę między dyskretnym a ciągłym rozkładem ładunków, czyli pomiędzy ładunkami punktowymi, a ładunkami rozłożonymi na długości, powierzchni lub w objętości. Następnie skupia się na przewodniku o kulistym kształcie.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie, na czym polega źródłowy charakter pola elektrycznego i jak można je zwizualizować za pomocą linii pola, na przykładzie ładunku punktowego. Uczniowie powinni sami opisać w sposób jakościowy charakter pola sferycznego, dojść do wniosków na temat symetrii pola pochodzącego od sferycznego układu ładunków (na przykład na podstawie podobieństw między kulą a punktem) oraz gęstości linii pola w zależności od odległości od powierzchni kuli.
Następnie nauczyciel przedstawia opis ilościowy sferycznego pola elektrycznego, z wykorzystaniem prawa Gaussa zgodnie z częścią „Warto przeczytać”. Uczniowie oglądają i wspólnie komentują animację przedstawiającą model 3D naładowanej sfery. Następnie w parach rozwiązują zadania 1‑3.

Faza podsumowująca:

Jako podsumowanie lekcji uczniowie analizują zadanie 4. Nauczyciel omawia z uczniami rozwiązywane w czasie lekcji zadania. Poprzez analizę wypowiedzi uczniów nauczyciel określa w jakim stopniu osiągnięte zostały wyznaczone cele.

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Animacja może być wykorzystana, jako praca domowa, która ma wprowadzić uczniów do tematu lekcji.