Imię i nazwisko autora:

Tomasz Gradowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Pole elektrostatyczne jednorodnie 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.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

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.
VII. Elektrostatyka. Uczeń:
5) opisuje pole na zewnątrz sferycznie symetrycznego układu ładunków.

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. wymienia własności pola elektrostatycznego,

2. opisuje pole wewnątrz i na zewnątrz symetrycznego układu ładunków,

3. stosuje w praktyce interpretację gęstości linii pola elektrostatycznego,

4. podaje prawo Gaussa dla pola elektrostatycznego.

Strategie nauczania:

IBSE

Metody nauczania:

wykład informacyjny, eksperyment

Formy zajęć:

praca w parach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

maszyna elektrostatyczna, zestawy elektrod, spodek z olejem i kaszką manną

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prosi uczniów o przypomnienie, czym jest pole wektorowe oraz na czym polega źródłowość pola elektrostatycznego.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel przeprowadza eksperyment prezentujący linie pola centralnego, w którym dwie elektrody – zewnętrzna kolista i wewnętrzna punktowa - zanurzone w zawiesinie np. kaszy w oleju, są ładowane elektrycznie za pomocą maszyny elektrostatycznej.
Uczniowie przypominają związek między natężeniem pola elektrostatycznego a gęstością linii pola. Nauczyciel, posługując się np. analogią do przepływu nieściśliwej cieczy, omawia pojęcie strumienia i prawa Gaussa. Korzystając z prawa Gaussa, nauczyciel wyprowadza postać natężenia pola elektrycznego na zewnątrz i wewnątrz kuli.
Uczniowie rysują wykres natężenia pola elektrycznego w funkcji odległości od środka kuli.
Uczniowie dyskutują otrzymany wynik obliczeń, porównując postać natężenia pola dla naładowanej jednorodnie kuli z podobnymi układami, takimi jak kula naładowana powierzchniowo i ładunek punktowy.

Faza podsumowująca:

Uczniowie w parach rozwiązują zadania 1‑4. Nauczyciel sprawdza je i ocenia pracę uczniów (wystawia oceny).

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.