Imię i nazwisko autora:

Nina Tomaszewska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jakie siły działają na pętlę z przewodnika z prądem w jednorodnym polu magnetycznym?

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:
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;
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.
VIII. Magnetyzm. Uczeń:
2) opisuje jakościowo oddziaływanie pola magnetycznego na przewodniki z prądem i poruszające się cząstki naładowane; omawia rolę pola magnetycznego Ziemi jako osłony przed wiatrem słonecznym;

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;
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.
IX. Magnetyzm. Uczeń:
4) rysuje siły działające na pętlę z przewodnika w jednorodnym polu magnetycznym; na podstawie tego rysunku omawia zasadę działania silnika elektrycznego.

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 zachowanie się pętli z prądem w jednorodnym polu magnetycznym,

2. tłumaczy, co należy zrobić, aby pętla obracała się w jednym kierunku, czyli jak zbudować silnik,

3. stosuje nabytą wiedzę do rozwiązywania jakościowych problemów związanych z pętlą w jednorodnym polu magnetycznym.

Strategie nauczania:

blended‑learning

Metody nauczania:

wykład informacyjny wspomagany pokazem multimedialnym

Formy zajęć:

praca w zespole klasowym

Środki dydaktyczne:

niniejszy e‑materiał + komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel pyta uczniów o rozumienie tytułu e‑materiału. Uczniowie przypominają pojęcie pola magnetycznego jednorodnego. Powinni również przypomnieć sobie pojęcie siły elektrodynamicznej. Na tej podstawie uczniowie przewidują, co powinno stać się z pętlą i rozważyć, czy możliwe jest, aby działanie pary sił elektrodynamicznych było widoczne.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel upraszcza pętlę do ramki z prądem i pokazuje możliwe drgania ramki w polu jednorodnym. Pyta uczniów, co można by zrobić, żeby ruch ramki nie był ruchem zwrotnym, ale obrotowym, zachodzącym cały czas w jednym kierunku. Wnioskiem z dyskusji powinno być to, że należałoby w odpowiednim momencie (gdy ramka jest w położeniu równowagi) zmienić kierunek pola magnetycznego albo kierunek prądu. Następnie nauczyciel omawia zagadnienie podłączenia prądu do ramki poprzez komutator. Podkreśla jego rolę jako elementu zapobiegającego skręceniu kabli oraz zmieniającego kierunek prądu co pół okresu.
Uczniowie samodzielnie zapoznają się z animacją, która pokazuje zachowanie ramki w polu jednorodnym bez zmiany kierunku prądu – czyli drgania zwrotne.

Faza podsumowująca:

W fazie podsumowującej uczniowie z pomocą nauczyciela powinni rozwiązać zadania: 4, 5, 6, 8 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Następujące zadania z zestawu ćwiczeń: 1, 2, 3, 7.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Zagadnienie może być dla uczniów trudne i może wymagać samodzielnego przestudiowania w domu z dostosowaniem do swojego tempa percepcji. Wtedy animacja może zostać potraktowana jako cenna pomoc dydaktyczna do nauki w domu.