Vorschau - Netzwerk Lernen

Download
Verena Behr, Julia Lämmer
U
A
Physik an Stationen
Spezial Elektrizität
Schaltungen
S
R
Downloadauszug
aus dem Originaltitel:
ich
enbere
rlagen
o Them r als Kopiervo
e
tt
lä
b
s
beit
steil
Lösung
matik
Mathe
tik
sik und
y
h
P
r
thema
fü
und Ma
hrerin
e
ik
ll
s
u
y
h
h
c
P
als
n für
und Re
llehreri
ealschu
- und R
an Stati
onen
AL
d
ichzeitig tionen fördert
üler gle
enta
h
c
b
S
S
a
n
fg
a
re
u
en Ih
lt der A
e Arbeit
a
rt
lf
e
ie
ti
rV
n
te
e
die
ungsori
trotz un
. Durch
Schüler
er
Schülers
en alle
halte d
zelnen
rn
In
le
e
ie
D
gsweg
b.
haltig.
a
h
c
d
a
n
n
r Lösun
e
ers
ndleg
eren!
besond
ität“ gru icht zu integri
ungen
Elektriz
rr
„
te
.
a
n
t
e
m
U
e
n
das Th
r geeig
in Ihren
sinnvoll
de Lehre
nlernen d unterrichten
em
r fachfr
izität –
er Elektr
lagen d
d
n
ru
G
nung –
ngstren
k / Ladu
arstufe
Sekund
I
Behr
Verena mer
m
Julia Lä
k
i
s
y
h
P
n
e
n
o
i
t
a
t
an S
SPEZI
O
V
en –
zielt üb ik erfüllen
hys
nd
plans P
ische u
as
method
H
C
Elektriz
ität
zur Vollversion
Physik an Stationen
Spezial Elektrizität
U
A
H
C
Schaltungen
S
R
O
V
Dieser Download ist ein Auszug aus dem Originaltitel
Physik an Stationen Spezial Elektrizität
Übungsmaterial zu den Kernthemen des Lehrplans
Über diesen Link gelangen Sie zur entsprechenden Produktseite im Web.
http://www.auer-verlag.de/go/dl7155
zur Vollversion
Grundlagen der Elektrizität
Die Schüler erhalten jeweils ein Exemplar des Laufzettels „Grundlagen der Elektrizität“.
Die Stationen 1 bis 10 sind in entsprechender Anzahl zu vervielfältigen und den Schülern bereitzulegen. Als Möglichkeit zur Selbstkontrolle können Lösungsseiten zur Verfügung gestellt
werden.
S. 32
S. 33
S. 34
S. 35
S. 36
S. 37
S. 38
S. 39
S. 40
S. 41
Einfacher Stromkreis: Spannungsquelle (3 V), Glühlampe mit Fassung, 4 Kabel, evtl.
2 Krokodilklemmen
Station 2 Einheiten und Begriffe: Physikbuch
Station 3 Eine Wirkung des Gleichstroms: Klingeldraht ca. 100 cm, Metallstab (Stricknadel),
Spannungsquelle (2 – 3 V), 2 Kabel, 4 Krokodilklemmen, Kompassnadel, Büroklammer
Station 4 Chemische Wirkung des Gleichstroms: Glasgefäß (500 ml), Wasser (400 ml), Kochsalz
(ca. 50 ml), 2 Kohle-Elektroden mit Anschluss, 2 Kabel, Spannungsquelle (2 – 3 V),
2 Stative, 2 Stativklemmen
Station 5 Noch eine Wirkung des Gleichstroms: 2 Stative mit Kabelanschluss, Kupferdraht
(30 cm), Spannungsquelle (2 V), Schüssel mit Wasser
Station 6 Messen der Stromstärke: 3 Glühlampen (4,5 V), Multimeter, Spannungsquelle (4,5 V),
5 Kabel
Station 7 Messen der Spannung: 3 Glühlampen (4,5 V), Multimeter, Spannungsquelle (4,5 V),
6 Kabel
Station 8 Gefahren des Stroms: –
Station 9 Unterschiedlich leitende Materialien: Multimeter, Spannungsquelle (4,5 V), 3 Kabel,
2 Krokodilklemmen, zu testende Materialien: Kupferdraht, Glas mit Leitungswasser, Glas mit
Salzwasser und was sonst noch getestet werden könnte (1 Glühlampe (4,5 V) bei Bedarf)
Station 10 Energiesparlampe und Glühlampe: Internetzugang
Station 1
U
A
H
C
S
R
Schaltungen
Die Schüler erhalten jeweils ein Exemplar des Laufzettels „Schaltungen“. Die Stationen 1 bis
9 sind in entsprechender Anzahl zu vervielfältigen und den Schülern bereitzulegen. Als Möglichkeit zur Selbstkontrolle können Lösungsseiten zur Verfügung gestellt werden.
6
O
V
S. 44
S. 45
Station 1
Station 2
S. 47
S. 48
Station 3
Station 4
S. 49
S. 50
Station 5
Station 6
S. 51
S. 52
Station 7
Station 8
S. 53
Station 9
Schaltzeichen: –
Reihenschaltung: 4 Glühlampen (4,5 V), 7 Kabel, Spannungsquelle (4,5 V), Stromstärkemessgerät (Amperemeter), Spannungsmessgerät (Voltmeter)
Parallelschaltung: 4 Glühlampen, 10 Kabel, Spannungsquelle (4,5 V), 2 Multimeter
Verschiedene Schalter: 2 Wechselschalter, 2 Einfachschalter, 3 Glühlampen, 10 Kabel,
Spannungsquelle
Treppenhausschaltung: 2 Wechselschalter, 1 Glühlampe, Spannungsquelle, 6 Kabel
Ampelschaltung: 3 Glühlampen (markiert mit Rot, Gelb, Grün), 2 Wechselschalter,
1 Einfachschalter, 10 Kabel
Vergleich Reihen- und Parallelschaltung: –
Fahrradbeleuchtung: 2 Glühlampen, Eisenkern, Spannungsquelle, 2 Kabel
(Der Eisenkern soll den Rahmen eines Fahrrads darstellen.)
Schalter: –
zur Vollversion
Name:
Laufzettel
Schaltungen
Arbeitsanweisung
1.
2.
3.
4.
Lies zunächst die komplette Anweisung der Station durch, bevor du sie ausführst.
Verlasse die Station so, wie du sie vorgefunden hast.
Hake eine bearbeitete Station auf dem Laufzettel ab.
Lass dir Zeit. Laufzettel bedeutet nicht, dass du möglichst viel in kurzer Zeit im Dauerlauf
abarbeiten sollst.
5. Notiere die Lösungen wie angegeben entweder in deinem Physikordner oder direkt auf dem
Arbeitsblatt und hefte die Arbeitsblätter ordentlich ab.
6. Arbeitet im Flüsterton.
7. Nicht drängeln!
Laufzettel
für
H
C
S
R
Titel der Station
1
Schaltzeichen
2
Reihenschaltung
3
Parallelschaltung
4
Verschiedene Schalter I
5
Treppenhausschaltung
6
Ampelschaltung
7
Vertiefungsstation 1: Vergleich Reihen- und
Parallelschaltung
8
Vertiefungsstation 2: Fahrradbeleuchtung
9
Vertiefungsstation 3: Schalter
erledigt
kontrolliert
O
V
Schaltungen
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
Stationsnummer
U
A
zur Vollversion
43
Name:
Station 1
Schaltzeichen
Information
Man verwendet festgelegte Symbole für die Darstellung der einzelnen Bauteile eines Stromkreises.
Sie heißen Schaltzeichen.
Fragen / Aufgaben
1. Benenne die folgenden Bauteile, die man in einen Stromkreis einbauen kann.
2. Ordne den Bauteilen das jeweils passende Schaltzeichen zu und zeichne die Schaltzeichen in die
Kästen unter den Bauteilen.
1.
H
C
U
A
2.
3.
4.
S
R
Schaltungen
6.
7.
8.
Schaltzeichen
–
+
A
Spannungsquelle
Glühlampe
Einfachschalter
Stromstärkemessgerät
Kabel
V
Spannungsmessgerät
M
Elektromotor
Wechselschalter
44
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
O
V
5.
zur Vollversion
Name:
Station 2
Reihenschaltung
Material
4 Glühlampen (4,5 V), 7 Kabel, Spannungsquelle (4,5 V), Stromstärkemessgerät (Amperemeter),
Spannungsmessgerät (Voltmeter)
Versuchsaufbau / Versuchsdurchführung
1. Baue nacheinander vier Schaltungen auf.
2. Beginne mit nur einer Glühlampe. Dann baust du eine zweite dazu, dann eine dritte und schließlich
eine vierte.
3. Schalte jeweils das Amperemeter in Reihe und miss die Stromstärke.
4. Miss jeweils die Spannung über der ersten Glühlampe.
V
H
C
jeweils eine Glühlampe mehr
1.
1.
–
A
U
A
V
+
O
V
S
R
–
+
A
Trage deine Messergebnisse in die Tabelle ein.
1
Helligkeit
Stromstärke
(mA)
Spannung
(V)
2
Schaltungen
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
Anzahl
Lampen
3
4
zur Vollversion
45
Name:
Station 2
Reihenschaltung
Beobachtung
Notiere deine Beobachtungen.
1. Was kannst du über die Helligkeit der Lampen sagen?
2. Wie verhält sich gleichzeitig die Stromstärke?
U
A
3. Überlege, wie viel Spannung jeweils pro Glühlampe abfällt. Die Gesamtspannung bleibt unverändert 4,5 V.
H
C
1 Lampe:
2 Lampen:
3 Lampen:
4 Lampen:
S
R
Dokumentation
Vervollständige die folgenden Sätze.
O
V
Je mehr Lampen in Reihe geschaltet sind, desto
ist
die Stromstärke, obwohl die Spannung insgesamt gleich bleibt.
Die Spannung an jeder einzelnen Lampe wird immer
,
Teilt man die Gesamtspannung durch die Anzahl der Lampen, so erhält
Schaltungen
man
46
.
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
je mehr Lampen in der Schaltung in Reihe sind.
zur Vollversion
Name:
Station 3
Parallelschaltung
Material
4 Glühlampen, 10 Kabel, Spannungsquelle (4,5 V), 2 Multimeter
Versuchsaufbau / Versuchsdurchführung
1.
2.
3.
4.
Schalte zwei Glühlampen parallel (siehe Skizze).
Miss die Stromstärke (A) und die Spannung (V) an den in der Skizze vorgegebenen Stellen.
Notiere die Ergebnisse in der Tabelle.
Baue nun eine dritte, dann eine vierte Glühlampe, die ebenfalls parallel geschaltet sind, ein und
wiederhole 1. bis 3.
U
A
jeweils eine Glühlampe mehr
A
+
H
C
V
–
S
R
Trage deine Messergebnisse in die Tabelle ein.
O
V
Anzahl der Lampen
2
Stromstärke (mA)
Spannung (V)
4
Beobachtung
1. Wie verändert sich die Stromstärke bei zwei, drei und vier Lampen?
2. Wie verändert sich die Spannung?
zur Vollversion
47
Schaltungen
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
3
Name:
Station 4
Verschiedene Schalter
Material
2 Wechselschalter, 2 Einfachschalter, 3 Glühlampen, 10 Kabel, Spannungsquelle
Versuchsaufbau / Versuchsdurchführung
Baue die im Folgenden beschriebenen Schaltungen nacheinander auf.
Achtung! Überprüfe bei jeder Schaltung, ob sie die Bedingungen erfüllt, bevor du weitermachst.
U
A
Schaltung 1: Schalte zwei Glühlampen in Reihe. Schalte einen Einfachschalter davor, sodass
beide Glühlampen gleichzeitig an- und ausgeschaltet werden können.
Schaltung 2: Schalte zwei Glühlampen parallel. Schalte einen Wechselschalter so, dass immer
eine Glühlampe leuchtet.
H
C
Schaltung 3: Baue eine Schaltung mit drei Glühlampen so, dass entweder zwei Glühlampen
hintereinander leuchten oder aber nur eine Glühlampe leuchtet.
Schaltung 4: Baue eine Schaltung aus drei Glühlampen so, dass man mit einem Schalter alle drei
Glühlampen ein- und ausschalten kann. Zudem soll, wenn alle drei Glühlampen leuchten, eine
Lampe einzeln ausgeschaltet werden können. Die beiden anderen Glühlampen werden gleichzeitig
entweder an- oder ausgeschaltet.
S
R
Notiere, welche Bauteile du jeweils verwendet hast.
Nr. 1
Nr. 2
Nr. 3
Anzahl
Lampen
O
V
Anzahl
Kabel
Anzahl
Einfachschalter
Anzahl
Wechselschalter
Schaltungen
Nr. 4
Dokumentation
Zeichne auf einem Extrablatt zwei der vier Schaltungen und notiere deren Eigenschaften.
48
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
Schaltung
zur Vollversion
Name:
Station 5
Treppenhausschaltung
Material
2 Wechselschalter, 1 Glühlampe, Spannungsquelle, 6 Kabel
Fragen / Aufgaben
1. Zeichne in die folgende Skizze Kabel und zwei Wechselschalter (S1 und S2:
) ein.
Die Lampe soll jeweils von beiden Schaltern (S1 und S2) an- und ausgeschaltet werden können.
2. Zeichne den Schaltplan der Treppenhausschaltung.
U
A
3. Baue anschließend die Schaltung nach.
Skizze Treppenhaus
H
C
S
R
O
V
+
S2
Schaltplan
Schaltungen
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
S1
–
zur Vollversion
49
Name:
Station 6
Ampelschaltung
Material
3 Glühlampen (markiert mit Rot, Gelb, Grün), 2 Wechselschalter, 1 Einfachschalter, 10 Kabel
Versuchsaufbau / Versuchsdurchführung
1. Baue eine Schaltung so auf, dass drei Lampen (Rot, Gelb und Grün) jeweils alleine leuchten,
aber auch Rot und Gelb gleichzeitig leuchten können – wie bei einer Ampel.
2. Ist dir der Aufbau der Schaltung gelungen, zeichne die Schalter und die Kabel in die folgende
Skizze ein.
U
A
Skizze der Ampelschaltung
H
C
O
V
Rot
Gelb
Schaltungen
Grün
50
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
S
R
zur Vollversion
Name:
Station 7
Vergleich Reihen- und Parallelschaltung (Vertiefungsstation)
Information
Diese Station baut auf den Stationen 2 und 3 auf.
Fragen / Aufgaben
Stelle dir vor, du möchtest mehrere elektrische Geräte in deinem Zimmer anschließen: eine PlayStation®, einen Laptop und einen Drucker.
1. Jedes Gerät benötigt 230 Volt. Würdest du eine Parallel- oder eine Reihenschaltung wählen?
U
A
Begründe deine Antwort.
H
C
2. Schließe die Geräte in der folgenden Skizze an die Spannungsquelle (rechts unten) an.
3. Überprüfe deine Schaltung gegebenenfalls mit drei Glühlampen als Beispiel.
O
V
Schaltungen
V. Behr / J. Lämmer: Physik an Stationen Spezial: Elektrizität
© Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth
S
R
zur Vollversion
51