Die Schüler erweitern und vertiefen ihre Kenntnisse zur Elektrizitätslehre.
Dabei werden Vorkenntnisse aus der Mechanik genutzt und Vorleistungen für
die Behandlung der Optik und Atomphysik bereitgestellt. Die Schüler lernen
Gemeinsamkeiten und Unterschiede elektrischer und magnetischer Felder, auch
im Vergleich mit den Gravitationsfeldern, kennen.
Eine Vertiefung erfolgt durch die Einführung feldbeschreibender Größen
des elektrischen und magnetischen Feldes sowie durch die quantitative Behandlung
des Induktionsgesetzes, der Selbstinduktion und der Wechselstromwiderstände.
Den Schülern wird bewusst, dass elektrische und magnetische Felder Träger
von Energie sind. Gemeinsamkeiten, Analogien und Unterschiede dieser Felder
werden deutlich gekennzeichnet; dabei wird dem Feldlinienbild als Modell der
Felder besondere Aufmerksamkeit geschenkt.
Bei der Untersuchung der elektromagnetischen Induktion wird den Schülern
die enge Verknüpfung von elektrischen und magnetischen Feldern bewusst
gemacht. Zur mathematischen Formulierung des Induktionsgesetzes werden Elemente
der Differentialrechnung genutzt.
Ausgehend von ihren Erkenntnissen aus dem Mechanikkurs lernen die Schüler
an weiteren Beispielen den Zusammenhang von Beobachtung, Experiment, Hypothese
und Theorie kennen. Die Behandlung der technischen Anwendung der elektromagnetischen
Induktion und der Hertz’schen Wellen lässt die Schüler erkennen, zu
welchen tiefgreifenden Veränderungen diese im Leben der Menschen geführt
haben.
Die Schüler werden weiter angeregt und befähigt, technische Prozesse
mit ihren physikalischen Kenntnissen zu analysieren sowie ausgehend von ihren
Kenntnissen technische Lösungen vorzuschlagen. Sie lernen die elektrische
Energie als hochwertige Energieform schätzen und ziehen daraus Schlussfolgerungen
für eine angemessene persönliche Nutzung.
Inhalt |
Hinweis |
Links |
---|---|---|
Ladungen Eigenschaften von Ladungen |
Physik
9, Lernbereich Elektrizitätslehre |
|
Coulomb’sches Gesetz
|
Analogie zum Gravitationsgesetz |
|
Elektrisches Feld Nachweis des elektrischen Feldes |
Feldlinienbilder als Modelle |
|
Elektrische Feldstärke
|
Historische Entwicklung des Feldbegriffes |
|
Arbeit im homogenen elektrischen Feld
|
|
|
Elementarladung |
|
|
Millikanexperiment |
|
|
Kapazität eines Kondensators
|
SE Entladungskurve eines Kondensators |
|
Beschleunigung geladener Teilchen im elektrischen Feld
|
Berechnungen zur Bewegung der Teilchen im homogenen elektrischen
Feld mit einer Anfangsgeschwindigkeit parallel oder senkrecht zu
den Feldlinien |
|
Inhalt |
Hinweis |
Links |
---|---|---|
Magnetismus bei Dauermagneten und stromdurchflossenen Spulen Nachweis des magnetischen Feldes |
|
|
Feldlinienbilder |
Feldlinienbilder als Modelle |
|
Z: Magnetfeld der Erde |
|
|
Kraft auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld
|
Richtung und Betrag der Kraft |
|
Magnetische Flussdichte
|
Drehspulenmessinstrument |
|
Lorentzkraft
|
Richtung und Betrag der Kraft |
|
Ablenkung bewegter Elektronen im homogenen magnetischen Feld Bewegung geladener Teilchen auf einer Kreisbahn |
|
|
Spezifische Ladung des Elektrons |
Projekt Bestimmung von Naturkonstanten |
|
Inhalt |
Hinweis |
Links |
---|---|---|
Induktion einer Spannung im zeitlich konstanten Magnetfeld
|
Herleiten der Gleichung |
|
Induktion einer Spannung im zeitlich veränderlichen Magnetfeld
|
|
|
Z: Magnetischer Fluss
|
|
|
Induktionsgesetz Z: |
|
|
Lenz’sches Gesetz |
Ableiten aus dem Energieerhaltungssatz |
|
Wirbelströme |
|
|
Selbstinduktion
|
|
|
Würdigung M. Faradays |
|
|
Anwendung der Induktion in Generator und Transformator Bedeutung der Induktion für die Energiewirtschaft |
Bedeutung des Transformators bei der |
|
Inhalt |
Hinweis |
Links |
---|---|---|
Leitungsvorgänge in Metallen |
Temperaturabhängigkeit des Widerstandes |
|
Leitungsvorgänge in Halbleitern |
|
|
Aufbau und Wirkungsweise eines Transistors |
SE Eigenschaften elektronischer Bauelemente |
|
Einfluss der Elektronik auf das Leben der Menschen |
Anwendungen des Transistors |
|