Physik Arbeitsblätter zum downloaden
Unterrichsmaterial, 11.- 13. Klasse
29 Seiten (2,1 MB)

In dieser Unterrichtseinheit untersuchen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern das Verhalten von geladenen Teilchen in elektrischen und homogenen Magnetfeldern. Diese Thematik ist für viele physikalische und chemische Anwendungen in Technik und Industrie von enormer Bedeutung. So verwendet man Teilchenbeschleuniger nicht nur zur Erforschung der Grundbausteine des Universums, sondern auch im Gesundheitswesen oder in der Energie- und Umwelttechnik.

Führen Sie die Lernenden zunächst durch einige Theoriekapitel, um ein Grundverständnis für elektrische und magnetische Felder zu bekommen. Anschließend haben Ihre Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, ihr Wissen anhand einer Reihe von Beispielaufgaben einzuüben und in einer Lernerfolgskontrolle zu testen.

• Hinweise
• Bewegung in homogenen elektrischen Feldern
• Beschleunigte Ladungsträger in Wissenschaft und Technik
• Bewegung in homogenen magnetischen Querfeldern
• Der Hall-Effekt
• Praktische Anwendungen
• Aufgaben
• Klassenarbeit
• Lösungen

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Unterrichsmaterial, 11.-13. Schuljahr
39 Seiten (0,9 MB)

Mit dieser reichhaltigen Aufgabensammlung erhalten die Schülerinnen und Schüler einen tiefschürfenden Einblick in die weitreichende Wirkung der Gravitation. Durch Anwendung grundlegender Gesetzmäßigkeiten und physikalischer Grundprinzipien lösen die Lernenden entsprechende Fragestellungen. Darüber hinaus erklären die Jugendlichen den Einfluss der Gravitation durch bekannte physikalische Modelle und Theorien anhand von Übungsaufgaben.

• Hinweise
• Massenbestimmung von Himmelskörpern
• Gravitation und ihre Folgen
• Doppelsterne
• Extrasolarer Planet
• Lösungen

Die Schülerinnen und Schüler lernen:

welche mathematischen Möglichkeiten zur Verfügung stehen, um die Masse von Himmelskörpern zu bestimmen. Darüber hinaus erfahren sie, welche Folgen der Einfluss der Gravitation haben kann. Durch Einbeziehen des Kometeneinschlags von Shoemaker-Levy 9 auf dem Jupiter steht hierfür ein entsprechender Kontext zur Verfügung, wodurch den Lernenden ermöglicht wird, einen Bezug herzustellen und ein entsprechendes Verständnis aufzubauen. Des Weiteren wird die Besonderheit von Doppelsternsystemen betrachtet, wobei innerhalb dieses Aufgabenkomplexes verschiedene Parameter im Detail beleuchtet und berechnet werden. Im vorliegenden Unterrichtsmaterial werden die Schülerinnen und Schüler wichtige Gesetzmäßigkeiten wie das Gravitationsgesetz oder die Keplerschen Gesetze benutzen. Darüber hinaus finden speziellere Gesetze, wie der Schwarzschild-Radius oder der Zusammenhang zwischen Radialkraft und Gravitationskraft, Anwendung.

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Unterrichsmaterial, 10.-13. Schuljahr
27 Seiten (2,1 MB)

Die Schülerinnen und Schüler lernen die verschiedenen Arten von Magnetfeldern sowie die Modellvorstellungen kennen, die uns helfen den Magnetismus, für den wir keinen menschlichen Sinn besitzen, zu verstehen. Dauermagnete, das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters und schließlich auch einer stromdurchflossenen Spule werden ausführlich behandelt. All diese Erscheinungsformen des Magnetismus haben die gleiche Ursache. Die Lernenden erfahren, wie man – aufgrund der Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter – eine Möglichkeit gefunden hat, die Stärke des Magnetfelds auch formelmäßig zu beschreiben. Am Schluss des Beitrags steht eine Reihe von Aufgaben mit entsprechenden Lösungen, um den gelernten Stoff zu vertiefen.

• Hinweise
• M 1 Magnetfelder von Dauermagneten
• M 2 Magnetfelder von stromdurchflossenen Leitern
• M 3 Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld
• M 4 Die magnetische Feldstärke
• M 5 Magnetische Flussdichte in einer lang gestreckten Spule
• M 6 Aufgaben
• Lösungen

Die Schüler lernen: den Magnetismus in seinen auf den ersten Blick verschiedenen Formen seines Auftretens anhand von Modellvorstellungen zu verstehen und zu beschreiben. Ihre Schüler lernen auch, wie man die Stärke eines Magnetfelds berechnen kann. Durch eine Reihe von Aufgaben können Ihre Schüler den erarbeiteten Stoff vertiefen und festigen.

• Inhalt: Verschiedene Formen des Magnetismus, Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld, der Begriff der magnetischen Flussdichte, Übungsaufgaben
• Medien: GTR/CAS, physikalische Formelsammlung
• Kompetenzen: Probleme lösen (F3); Wissen kontextbezogen anwenden (F4); Formeln anwenden (E4)

• Klassenstufe: 11 (G8)/12 (G9)
• Dauer: 3–4 Unterrichtsstunden
• Kompetenzen:
  • 1. Aufbau einer Hallsonde beschreiben;
  • 2. Funktionsweise einer Hallsonde erklären;
  • 3. Formel für die Hallspannung herleiten und Hallspannung berechnen;
  • 4. Spannungsverlauf eines Generators zeichnen;
  • 5. Formel für die Induktionsspannung herleiten und anwenden;
  • 6. Funktionsweise einer Wirbelstrombremse erklären
• Thematische Bereiche: Elektrodynamik, Generator, elektromagnetische Induktion
• Medien: Texte, Tabellen, grafische Darstellung