Imię i nazwisko autora:

Tomasz Gradowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak działa klatka Faradaya?

Grupa docelowa:

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

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
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:

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. tłumaczy, na jakiej zasadzie działa klatka Faradaya,

2. wskazuje przykładowe zastosowania klatki Faradaya,

3. opisuje, jaką konstrukcję może mieć klatka Faradaya,

4. przeprowadza symulację numeryczną modelu klatki Faradaya.

Strategie nauczania:

IBSE

Metody nauczania:

wykład informacyjny, eksperyment

Formy zajęć:

praca w parach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

puszka aluminiowa (np. po napoju), pałeczka ebonitowa, tkanina wełniana, piłeczka ping‑pongowa na nici

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel zaciekawia uczniów tematem zgodnie z treścią części “Czy to nie ciekawe?”
Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie podstawowych własności przewodników w polu elektrycznym.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel demonstruje oddziaływanie naelektryzowanej laski ebonitowej z piłeczką ping‑pongową zawieszoną na nici, następnie powtarza eksperyment, zawieszając piłeczkę wewnątrz puszki z wyciętym wieczkiem.
Uczniowie próbują w sposób jakościowy opisać obserwowane zjawisko.
Uczniowie przeprowadzają symulację numeryczną modelu klatki Faradaya. Posiłkując się interaktywną symulacją przypominają zjawisko indukcji elektrostatycznej.
Nauczyciel omawia przykładowe konstrukcje oraz zastosowania puszki Faradaya.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w parach rozwiązują zadania 1‑4 Poprzez analizę wypowiedzi uczniów nauczyciel określa w jakim stopniu osiągnięte zostały wyznaczone cele.

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Medium może być wstępem i zaciekawieniem przed lekcją.