Physik Jahrgang 10 elektrische Energieversorgung

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1 Sicherheit im Labor Fakten wiedergeben und erläutern (UF1) : Elektrische Energieversorgung Magnetismus Elektromagnete, Kräfte auf stromdurchflossene Leiter, Elektromotor den Aufbau und die Funktion von Elektromotor, Generator und Transformator beschreiben und mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stroms bzw. der bei elektrischen Versuchsaufbauten Fehlerquellen systematisch eingrenzen und finden (E3, E5) Wiederholung der Sicherheitsregeln Ergänzung / Anpassung Experimente zur Einführung in den Magnetismus (Prisma Physik 7-10, S. 308f., S. 310, S. 313) Experimente zu stromdurchflossenen Leitern (Prisma Physik 7-10, S. 319) führen zum Elektromagnet, der mit einem Dauermagneten verglichen werden kann Zerlegen eines Elektromotors, ggf. defekte Modellmotoren von SuS mitbringen lassen Bedeutung des Kommutators thematisieren (Graphit als Leiter) (Prisma Physik 7-10, S. 322 f.) Oersted-Versuch als SuS-Versuch (Kurzschluss thematisieren) - Warnhinweise etc. - Laborregeln Grundlagen zum Verständnis des Magnetismus sollen nur kurz gelegt werden: - magnetische Pole und deren Gesetze - Magnetisieren/Entmagnetisieren - Erdmagnetismus - Modell der Elementarmagnete - magnetische Feldlinien Magnetische Wirkung des Stroms Abhängigkeit der magnetischen Kraftwirkung von Stromstärke und Windungszahl Einfluss von Weicheisenkernen Problem des nicht selbstanlaufenden Motors Elektromor als Antrieb am Elektrofahrrad einführen und untersu- 1

2 Elektromagnetische Induktion, Lenz sches Gesetz, Wechselstromgenerator elektromagnetischen Induktion erklären (UF1) bei elektrischen Versuchsaufbauten Fehlerquellen systematisch eingrenzen und finden (E3, E5) SuS-Referate zum geschichtlichen Kontext Bau eines einfachen Elektromotors (Prisma Physik 7-10, S. 324) SuS-Versuche auf den Spuren Faradays (Prisma Physik 7-10, S. 329) SuS-Referate zum Leben und Werk von Faraday Experimente zum Induktionsgesetz: - Relativbewegung zwischen Magnet und Induktionsspule bzw. geradem Leiter (Prisma Physik 7-10, S. 321) - Induktion durch Magnetfeldstärkenänderung - Einfluss der Änderungsgeschwindigkeit auf den Betrag der induzierten Spannung (Prisma Physik 7-10, S. 327f.) Bau eines Mikrogenerators (Prisma Physik 7-10, S. 333) chen Erarbeitung des Induktionsgesetzes Richtung und Wirkung von Induktionsströmen (Lenz sches Gesetz) Einordnung der historischen und gesellschaftlichen Zusammenhänge am Beispiel der Entdeckung der elektromagnetischen Induktion Erarbeitung der Bauteile des Wechselstromgenerators durch den Vergleich mit Elektromotor Transformator und Energietransport Gegenüberstellung von Gleich- und Wechselspannung (Prisma Physik 7-10, S. 332) Planspiel Ein Sendemast auf unserer Schule? (Prisma Physik 7-10, S. 346) Konzeption eines Modells zur Fernübertragung durch Kenntnisse des Transformators Kraftwerke im die Umwandlung aus unterschiedli- SuS-Vorträge zu unterschiedlichen Kraftwerkstypen Beschreibung des prinzipiellen 2

3 Vergleich Erneuerbare und nicht erneuerbare Energieträger, Treibhauseffekt der Energieformen von einem Kraftwerk bis zu den Haushalten unter Berücksichtigung der Energieentwertung beschreiben (UF1) die in elektrischen Stromkreisen umgesetzte Energie und Leistung bestimmen (E8) Beispiele für nicht erneuerbare und regenerative Energiequellen beschreiben und die wesentlichen Unterschiede erläutern (UF2, chen Quellen Informationen zur effektiven Übertragung und Bereitstellung von Energie zusammenfassend darstellen (K5) Energiebedarf und Leistung von elektrischen Haushaltsgeräten ermitteln und ihre Energiekosten berechnen (E8, UF4) Vor- und Nachteile nicht erneuerbarer und regenertiver Energiequellen an je einem Beispiel im Hinblick auf eine physikalisch- Bestimmung der jeweiligen Wirkungsgrade Vom Kraftwerk zum Verbundnetz (Prisma Physik 7-10, S. 345) Projekt zur Fragestellung der lokalen Energieversorgung in eigener Verantwortung bearbeiten und Ergebnisse zusammentragen Einladung von Verantwortlichen der Stadtwerke Mitbringen und Analyse von Energiebedarf von elektrischen Haushaltsgeräten Betrachtung von Stromrechnungen, Produktinformationen und Energieeffizienz und Auswertung SuS-Vorträge zu verschiedenen erneuerbaren und nicht erneuerbaren Energieträgern Eigenständige Recherche (in Bibliotheken und im Internet oder durch Bereitstellung von zusätzlicher Literatur) Anfertigen eines sachlich formulierten und strukturiert naturwissenschaftlichen Textes zur Energie- Aufbau von Kraftwerken Energieumwandlungsketten in Kraftwerken Lokale Energieversorgung recherchieren Berechnung von Energiekosten und Leistung von elektrischen Haushaltegeräten Beschreibung erneuerbarer und nicht erneuerbarer Energieträger Unterschiede der erneuerbaren und nicht erneuerbaren Energieträger Grundlagen zum Treibhaueffekt Bewertung der unterschiedlichen 3

4 UF3) technise, wirtschaftliche und ökologische Nutzung auch mit Bezug zum Klimawandel begründet gegeneinander abwägen und bewerten (B1, B3) nutzung und Klimaveränderung Energieträger hinsichtlich des Klimawandels Sicherheit im Labor Fakten wiedergeben und erläutern (UF1) : Elektrizität und ihre Wirkung Stromkreise Notwenige Elemente eines elektrischen Stromkreises nennen (UF1) Bei Versuchen in Kleingruppen Initiative und Verantwortung überneh- Wiederholung der Sicherheitsregeln Ergänzung / Anpassung Experimente zur elektrischen Stromkreisen (Prisma Physik 7-10, S. 259) - Warnhinweise etc. - Laborregeln Elektrischer Strom fließt nur, wenn ein Gerät an eine Spannungsquelle angeschlossen und der Stromkreis geschlossen ist. 4

5 Leiter und Nichtleiter Verschiedene Materialien in die Gruppe der Leiter oder der Nichtleiter einordnen. (UF3) men, Aufgaben fair verteilen und diese im verabredeten Zeitrahmen sorgfältig erfüllen. (K9, E5) Bei Versuchen in Kleingruppen Initiative und Verantwortung übernehmen, Aufgaben fair verteilen und diese im verabredeten Zeitrahmen sorgfältig erfüllen. (K9, E5) Schaltungen Einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen. (E4) Stromkreise durch Schalt- Durch Experimente Stoffe unterscheiden, die Strom leiten bzw. nicht leiten. (Prisma Physik 7-10, S. 261) Regeln für das Zeichnen von Schaltplänen kennen und anwenden. (Prisma Physik 7-10, S ) Merkmale von Parallel- und Reihenschaltungen anhand von Experimenten erarbeiten. 5

6 Wirkung des Stroms Aufbau und Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte beschreiben und dabei die symbole und Schaltpläne darstellen und einfache Schaltungen nach Schaltplänen aufbauen. (K4) Bei Versuchen in Kleingruppen Initiative und Verantwortung übernehmen, Aufgaben fair verteilen und diese im verabredeten Zeitrahmen sorgfältig erfüllen. (K9, E5) Mit einem einfachen Analogmodell fließender Elektrizität Phänomene in Stromkreisen Experimente zu Schaltern. (Prisma Physik 7-10, S ) Elektrische Geräte als Energiewandler begreifen (Prisma Physik 7-10, S. 268ff) Regeln für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom erarbeiten. Plakat zu Schaltungen mit 2 Schaltern erstellen. 6

7 relevanten Stromwirkungen (Wärme, Licht, Magnetismus) und Energieumwandlungen benennen. (UF2, UF1) veranschaulichen. (E7) Sachbezogene Erklärungen zur Funktion einfacher elektrischer Geräte erfragen. (K8) Mit Hilfe von Funktionsund Sicherheitshnweisen in Gebrauchsanweisungen elektrische Geräte sachgerecht bedienen. (K6, B3) 7