Imię i nazwisko autora:

Nina Tomaszewska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak oddziałuje pole magnetyczne na poruszającą się cząstkę naładowaną?

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.

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;
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;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu.
IX. Magnetyzm. Uczeń:
2) posługuje się pojęciem wektora indukcji magnetycznej wraz z jego jednostką, analizuje oddziaływanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem oraz na poruszającą się cząstkę naładowaną (siła Lorentza, siła elektrodynamiczna); opisuje rolę pola magnetycznego Ziemi jako osłony przed wiatrem słonecznym.

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. wymienia właściwości siły działającej na poruszający się ładunek,

2. oblicza wartość siły Lorentza,

3. wyznacza kierunek i zwrot tej siły,

4. tłumaczy, dlaczego siła Lorentza nie wykonuje pracy,

5. analizuje ruch naładowanych cząstek w 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 to, jakie siły działają na cząstkę naładowaną. W razie potrzeby tak steruje dyskusją, aby uczniowie przypomnieli sobie, że na znajdującą się w polu elektrycznym cząstkę działa siła Coulomba i że cząstki mogą między sobą oddziaływać również grawitacyjnie (warto przypomnieć uczniom o tym, które z tych oddziaływań dominuje).

Następnie nauczyciel prosi uczniów, aby powiedzieli, czym jest pole magnetyczne i czy wydaje im się, że ono również wpływa na ruch cząstek. Tłumaczy, że w polu magnetycznym na poruszające się cząstki działa siła w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu. Rysuje na tablicy kilka przykładów cząstek o różnym ładunku, poruszających się w płaszczyźnie prostopadłej do pola magnetycznego, i prosi uczniów, aby spróbowali jakościowo określić tory tych cząstek.

Nauczyciel podkreśla, że jeśli cząstka się nie porusza, to siła magnetyczna wynosi zero i że ważną konsekwencją takiego właśnie kierunku działania siły jest niemożność zmiany przez nią wartości prędkości. Siła Lorentza może zmienić jedynie kierunek wektora prędkości – zakrzywić tor ruchu - i nie wykonuje pracy.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel mówi o właściwościach siły Lorentza – o wartości, kierunku i zwrocie - oraz o metodach wyznaczania jej kierunku i zwrotu. Uczniowie, dyskutując na forum klasy, sami formułują wniosek dotyczący toru ruchu w przypadku równoległości wektora prędkości cząstki do linii pola magnetycznego. Zapoznają się w parach z symulacją i odpowiadają na zawarte w niej pytania.

Faza podsumowująca:

Uczniowie, wykorzystując zdobytą wiedzę, rozwiązują zadania: 2, 3, 7 i 8 z zestawu ćwiczeń. Nauczyciel pełni rolę doradcy, obserwuje i kontroluje pracę uczniów.

Praca domowa:

Uczniowie powtarzają i utrwalają wiedzę i zdobyte umiejętności przez rozwiązanie w domu zadań, których nie rozwiązali na lekcji: 1, 4, 5 i 6.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Symulacja będzie bardzo przydatna przy okazji realizacji tematu „Analizujemy tor cząstki naładowanej w jednorodnym polu magnetycznym”.