DOWNLOAD. Physik kompetenzorientiert: Elektrizitätslehre / 8. Klasse

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1 DOWNLOAD Anke Ganzer Physik kompetenzorientiert: Elektrizitätslehre 4 7. / 8. Klasse Anke Ganzer Bergedorfer Unterrichtsideen Downloadauszug aus dem Originaltitel: Physik II kompetenzorientierte Aufgaben Optik, Mechanik, Wärmelehre, Energie, Elektrizitätslehre 7./8. Klasse

2 Das Werk als Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauch und den Einsatz im eigenen Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten Zweck gestattet, nicht jedoch für einen schulweiten Einsatz und Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte (einschließlich aber nicht beschränkt auf Kollegen), für die Veröffentlichung im Internet oder in (Schul-)Intranets oder einen weiteren kommerziellen Gebrauch. Eine über den genannten Zweck hinausgehende Nutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages. Verstöße gegen diese Lizenzbedingungen werden strafrechtlich verfolgt.

3 Das magnetische Feld 1. Entscheide, ob die Aussagen richtig oder falsch sind. Ist die Aussage falsch, dann schreibe dahinter, wie sie richtig heißen müsste. Aussage richtig falsch Die Aussage müsste richtig heißen: Magnetische Felder entstehen im Raum um Dauermagneten. Magnetische Felder entstehen um elektrisch geladene Körper. Magnetische Felder entstehen um stromdurchflossene Leiter. Durch Feldlinienbilder kann man magnetische Felder sehen. Aus Feldlinienbildern kann man die Stelle erkennen, an der die größten Kräfte wirken. Im Vakuum gibt es keine Magnetfelder. 2. Skizziere das Feldlinienbild um a) einen n Hufeisen- b) eine stromdurchmagneteflossenen Spule c) einen stromdurchflossenen Leiter 3. Welche Übereinstimmungen und welche Unterschiede zum Feldlinienbild stellt Sally beim Experimentieren mit einem Stabmagneten und Eisenspänen fest? Feldlinienbild: Beobachtung: Gemeinsamkeiten Unterschiede 1

4 Vergleich elektrisches und magnetisches Feld Nathalie und Paula haben Aussagen zum elektrischen und magnetischen Feld zusammengestellt. Sie müssen nur noch geordnet werden. in der Umgebung von elektrisch geladenen Körpern von Nord nach Süd Elektromotor Ausrichten von Eisenspänen in der Umgebung von Dauermagneten in der Umgebung von stromdurchflossenen Spulen Kondensator Klingel von Plus nach Minus Bewegung von Watte zwischen Kondensatorplatten ten Auslenkung von Magnetnadeln Anziehung von Papierschnipseln in der Umgebung von stromdurchflossenen Leitern Elektrisches Feld Magnetisches Feld Entstehung Nachweisexperimente Feldlinienbilder Verlauf der Feldlinien Anwendungen 2

5 Die elektrische Energie In einer Zeitung fand Max ein Diagramm, in dem die Energieproduktion in Deutschland seit 1930 dargestellt wird und im Geografieunterricht hat er den Bevölkerungswachstum in Deutschland untersucht. Energie in GWh Einwohner in Mio a) Vergleiche den Anstieg der Energieproduktion mit dem Bevölkerungswachstum. b) Schreibe e einen kurzen Bericht für die Schülerzeitung über die in den Darstellungen gefun- denen Zusammenhängen. menh Nutze dazu folgende Wörter: Elektrogeräte, Atomkraftwerke, Stromversorgungsnetz, orgu Industriebetriebe, Wohlstand, Lebenserwartung, Umweltbelastung c) Nenne drei Ratschläge für den sparsamen Umgang mit elektrischer Energie. 3

6 Die elektrische Arbeit 1. Vervollständige. Die elektrische Arbeit gibt an, wie viel in eine andere Energieform wird. Umgangssprachlich wird die elektrische Arbeit als bezeichnet. Eine Kilowattstunde ist die elektrische Energie, die ein elektrisches Gerät mit einer Leistung von in einer Stunde verbraucht. 2. Mit einer Kilowattstunde (1 kwh) kann man a) Minuten die Haare mit einem Fön (2000 W) trocknen. b) Stunden fernsehen (Fernseher 80 W). c) Minuten auf einem Elektroherd (3000 W) kochen. 3. Veröffentlichte Nachricht in einer Zeitung Effiziente Lampen Donnerstag, Helles Licht für Sparsame In den Regalen der Geschäfte werden ab heute keine 60-Watt- - Glühlampen mehr zu finden sein. Für die gleiche Lichtleistung istun reicht nun eine 11-W-Energiesparlampe 1-W-En aus. a) Energiesparlampen haben eine Lebensdauer von Stunden. Wie viel Euro spart man in dieser Zeit gegenüber der Glühlampe, bei Stromkosten von 0,22 /kwh ein. (Der Anschaffungspreis der Energiesparlampe und der Anschaffungspreis bzw. der Ersatz der Glühlampe bleiben unberücksichtigt.) b) Stelle den Sachverhalt in einem geeigneten Diagramm dar. c) Erkläre den großen Unterschied. Tipp: Glühlampen werden sehr heiß. 4

7 Die elektrische Leistung 1. Vervollständige. Die elektrische Leistung gibt an, wie viel Energie in jeder umgewandelt wird. Sie wird in der Einheit angegeben, hat das Formelzeichen und kann mit der Formel berechnet werden. 2. Das Foto zeigt das Typenschild eines Ladekabels. Gib die Spannung, die Stromstärke und die Leistung des Ladegerätes an. 3. Franziska vergleicht die Angaben verschiedener Toaster. Die Stromstärke ist beim ersten Toaster mit 4,5 A angegeben, geben beim zweiten Toaster mit 3,8 A. a) Welcher Toaster hat bei einer Betriebsspannung von 230 V die größere elektrische Leistung? Begründe. b) Welche e Auswirkungen hat das auf die Nutzungseigenschaften? 4. Berechne in deinem Heft. a) Ein Elektroherd ist an eine Sicherung mit 20 A Nennstrom angeschlossen. Wie groß ist die maximale elektrische Leistung bei einer Spannung von 230 V und voller Ausnutzung des Nennstroms? b) Eine Waschmaschine mit einer elektrischen Leistung von 2 kw soll an eine Steckdose mit einer Spannung von 230 V angeschlossen werden. Reicht die Sicherung mit 16 A Nennstrom aus? Begründe deine Entscheidung durch eine Rechnung. Berechne den elektrischen Widerstand der Waschmaschine für den angegebenen Lastfall. 5

8 Lernzielkontrolle 1. Ordne zu. Elektrische Energie Elektrische Arbeit Elektrische Leistung ist die Fähigkeit des elektrischen Stroms, mechanische Arbeit zu verrichten, Licht auszusenden oder Wärme abzugeben. gibt an, wie viel elektrische Energie in andere Energieformen umgewandelt wird. gibt an, wie viel elektrische Energie in einer bestimmten Zeit umgewandelt wird. E el in J oder Ws W el in Ws P el in W oder kw 2. Elektrische Energie ist die wichtigste a) Primärenergie b) Sekundärenergie energ c) Nutzenergie? e? 3. Berechne die Leistung jeder Glühlampe. An der Spannungsquelle wurden 12 V gemessen, es fließt ein Strom von 0,5 A. Alle Glühlampen sind identisch. 4. Auf der IAA in Frankfurt wurde ein Elektroauto vorgestellt, dessen Elektromotor eine Maximalleistung von 85 kw besitzt. a) Gib die Energieumwandlung eines Elektroautos an. b) Wie viel kostet eine Stunde Autofahrt bei einer Dauerleistung von 50 kw und einem Strompreis von 0,22 pro kwh? 5. Wie viel Strom fließt durch einen Wasserkocher mit einer Leistung von 2400 W der an eine 230 V Steckdose angeschlossen wird? 6

9 Lösungen/Physik Elektrizitätslehre II Das magnetische Feld S Aussage richtig falsch Die Aussage müsste richtig heißen: Magnetische Felder entstehen im Raum um Dauermagneten. Magnetische Felder entstehen um elektrisch geladene Körper. Magnetische Felder entstehen um stromdurchflossene Leiter. Durch Feldlinienbilder kann man magnetische Felder sehen. Aus Feldlinienbildern kann man die Stelle erkennen, an der die größten Kräfte wirken. X X X X X Um elektrisch geladene Körper entstehen elektrische Felder Feldlinien sind ein Modell, die die Struktur des magnetischen Feldes veranschaulichen. Im Vakuum gibt es keine Magnetfelder. X X Auch im Vakuum können Magnetfelder auftreten. 2. a) einen Hufeisenmagneten b) einer stromdurchflossenen Spule c) einen stromdurchflossenen Leiter 3. Gemeinsamkeiten Unterschiede e Verlauf von Nord nach Süd Magnetfeld befindet sich im ganzen Raum. Stärke des Feldes an den Enden des Stabmagneten ist am größten. Magnetfeld ist auch zwischen den Feldlinien. Vergleich elektrisches und magnetisches Feld S. 2 Entstehung Nachweisexperimente Elektrisches Feld in der Umgebung von elektrisch geladenen Körpern Anziehung von Papierschnipseln, Bewegung von Watte zwischen Kondensatorplatten Magnetisches Feld in der Umgebung von stromdurchflossenen Leitern und Spulen, in der Umgebung von Dauermagneten Ausrichten von Eisenspänen, Auslenkung von Magnetnadeln Feldlinienbilder Bilder: Plattenkondensator, Punktladungen, Punktladungen Bilder: Hufeisenmagnet, stromdurchflossene Spule, stromdurchflossener Leiter entgegengesetzt ngese Verlauf der Feldlinien von Plus nach Minus von Nord nach Süd Anwendungen ngen Kondensator Klingel, Elektromotor Die elektrische Energie S. 3 a) In der Zeit von 1950 bis 1970 stiegen die Energieproduktion und die Bevölkerung in Deutschland außergewöhnlich stark an. In den darauffolgenden 20 Jahren verlangsamte sich das Bevölkerungswachstum, jedoch die Energieproduktion verdoppelte sich. Erst seit 1990 bis heute steigt die Energieproduktion deutlich weniger. b) Individuelle Antworten c) Individuelle Antworten Die elektrische Arbeit S Die elektrische Arbeit gibt an, wie viel elektrische Energie in eine andere Energieform umgewandelt wird. Umgangssprachlich wird die elektrische Arbeit als Stromverbrauch bezeichnet. Eine Kilowattstunde ist die elektrische Energie, die ein elektrisches Gerät mit einer Leistung von 1 kw in einer Stunde verbraucht. 7

10 Lösungen/Physik Elektrizitätslehre II 2. a) 30 Minuten b) 12,5 Stunden c) 20 Minuten 3. a) W Energiesparlampe = 11 W h; W Energiesparlampe = 110 kwh; Preis = 110 kwh 0,22 /kwh = 24,20 W Lampe = 60 W h; W Lampe = 600 kwh; Preis = 600 kwh 0,22 /kwh = 132 Preiseinsparung: ,20 = 107,80 b) Glühlampe 132 Energiesparlampe 24,2 c) Eine Glühlampe wandelt nur ca. 5 % der elektrischen Energie in Lichtenergie um, 95 % der elektrischen Energie werden in Wärmeenergie umgewandelt. Eine Energiesparlampe wandelt bis zu 30 % der elektrischen Energie in Lichtenergie um, der Wirkungsgrad ist größer. Die elektrische Leistung S Die elektrische Leistung gibt an, wie viel elektrische Energie in jeder Sekunde umgewandelt wird. Sie wird in der Einheit Watt angegeben, hat das Formelzeichen P und kann mit der Formel P = U I berechnet werden. 2. a) Spannung: V b) Stromstärke: 1,5 A c) Leistung: 90 W 3. a) P = U I, Toaster 1: P = 230 V 4,5 A, P = W Toaster 2 : P = 230 V 3,8 A, P = 874 W Der erste Toaster hat eine größere Leistung. b) Der Toaster mit der größeren Leistung wandelt in gleicher Zeit mehr elektrische Energie in Wärmeenergie um. Der Stromverbrauch ist größer. Der Toast wird schneller ler braun. 4. a) P = U I, P = 230 V 20 A, P = W b) I = P ; I = W ; I = 8,7 A. R = U = 230 V : 8,7 A = 26,44 Ω. Die 16 A Absicherung ist ausreichend. U 230 V I Lernzielkontrolle olle S Elektrische Energie Elektrische Arbeit Elektrische Leistung 2. b) Sekundärenergieergie 3. An jeder er Glühlampe liegt eine Spannung von U = 4 V an. P = U I; P = 4 V 0,5 A; P = 2 W 4. a) E el E kin b) Preis = 50 kw 1 h 0,22 kwh 5. P = U I; I = P ; I = 2400 W U 230 V ist die Fähigkeit des elektrischen Stromes, mechanische Arbeit zu verrichten, Licht auszusenden oder Wärme abzugeben. gibt an, wie viel elektrische Energie in andere Energieformen umgewandelt wird. gibt an, wie viel elektrische Energie in einer bestimmten Zeit umgewandelt wird. E el in J oder Ws W el in Ws P el in W oder kw 8

11 Bergedorfer Weitere Downloads, E-Books und Print-Titel des umfangreichen Persen-Verlagsprogramms finden Sie unter Hat Ihnen dieser Download gefallen? Dann geben Sie jetzt auf direkt bei dem Produkt Ihre Bewertung ab und teilen Sie anderen Kunden Ihre Erfahrungen mit Persen Verlag, Hamburg AAP Lehrerfachverlage hverlage GmbH Alle Rechte vorbehalten. Das Werk als Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauch und den Einsatz im eigenen Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten Zweck gestattet, nicht jedoch für einen weiteren kommerziellen Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte oder für die Veröffentlichung im Internet oder in Intranets. Eine über den genannten Zweck hinausgehende Nutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages. Die AAP Lehrerfachverlage GmbH kann für die Inhalte externer Sites, die Sie mittels eines Links oder sonstiger Hinweise erreichen, keine Verantwortung übernehmen. Ferner haftet die AAP Lehrerfachverlage GmbH nicht für direkte oder indirekte Schäden (inkl. entgangener Gewinne), die auf Informationen zurückgeführt werden können, die auf diesen externen Websites stehen. Illustrationen: Illustrationen (S. 2): Roman Lechner; Herd (S. 5) Julia Flasche; Magnet (S. 1): Anke Ganzer Satz: Satzpunkt Ursula Ewert GmbH, Bayreuth Bestellnr.: 23111DA11