Imię i nazwisko autora:

Tomasz Gradowski

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Jak definiuje się potencjał pola i jaka jest jego jednostka?

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:
1) przedstawia jednostki wielkości fizycznych, opisuje ich związki z jednostkami podstawowymi; przelicza wielokrotności i podwielokrotności;
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:
8) analizuje pracę jako zmianę energii potencjalnej podczas przemieszczenia ładunku w polu elektrycznym; posługuje się pojęciem potencjału pola i jego jednostką.

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. definiuje potencjał elektryczny i jego jednostkę;

2. określa, co to jest powierzchnia ekwipotencjalna;

3. analizuje związek między potencjałem elektrycznym, pracą i energią potencjalną;

4. stosuje zasadę zachowania energii do wyznaczenia prędkości cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym.

Strategie nauczania:

IBSE

Metody nauczania:

obserwacja, wykład informacyjny

Formy zajęć:

praca w parach, praca indywidualna

Środki dydaktyczne:

Generator Van de Graaffa

Materiały pomocnicze:

dwie metalowe płytki, komora wykonana ze szkła akrylowego, kulki zwinięte z folii aluminiowej

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel prowadzi dyskusję naprowadzającą, następnie pyta uczniów o przypomnienie definicji energii potencjalnej i siły zachowawczej.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel demonstruje eksperyment: w przejrzystej komorze umieszczone są przewodzące płytki (dolna i górna ścianka) oraz zwinięte z aluminiowej folii kuleczki. Płytki ładowane są przeciwnym znakiem za pomocą zasilacza prądu stałego, w wyniku czego kulki zaczynają podskakiwać między ściankami.
Uczniowie próbują wyjaśnić zaobserwowane zachowanie kulek (ładunki elektryczne w metalu – elektrony, mogą się swobodnie przemieszczać w obrębie całego ciała).
Zapoznają się ze szczegółami, omawianego przez nauczyciela, związku między energią kinetyczną i potencjalną w obserwowanym układzie, poprzez przyrównanie układu eksperymentalnego do swobodnie spadających ciał w polu grawitacyjnym.
Uczniowie dowiadują się dlaczego istnieje potrzeba odróżnienia potencjału elektrycznego od energii potencjalnej (napięcie jest zmianą energii potencjalnej przypadającej na jednostkę ładunku.).
Nauczyciel wprowadza jednostkę potencjału wolt, pomocne może być również wprowadzenie pojęcia elektronowolta jako alternatywnej jednostki pracy.

Faza podsumowująca:

Uczniowie dyskutują, w jakich sytuacjach może występować jednostka wolt (np. napięcie baterii).
Uczniowie utrwalają wiedzę rozwiązując w parach zadania 1‑4 z zestawu ćwiczeń.

Praca domowa:

Uczniowie poszerzają zdobytą na lekcji wiedzę oglądając film samouczek oraz rozwiązując zadania 5‑8 z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film samouczek może być wykorzystany przez uczniów w domu w celu powtórzenia i utrwalenia wiadomości.