Arbeitsblätter für Physik: Lenz'sche Regel
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Anhand der vorliegenden Lernstationen erweitern die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen zu Kraftumformungen. Sie befassen sich dabei mit dem Hebel, mit festen und losen Rollen, mit der schiefen Ebene sowie mit dem Flaschenzug. Ein Abschlusstest dient der Überprüfung des Gelernten.
Die Induktionsspannung ist so gepolt, dass sie durch einen von ihr erzeugten Strom der Ursache des Induktionsvorgangs entgegenwirkt – dieses „Lenz’sche Regel“ genannte –Gesetz entdecken Ihre Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag. Sie begeben sich zunächst gedanklich in das Laboratorium von Ernst Werner Siemens und lernen die von ihm entwickelte Dynamomaschine kennen. Die Funktionsweise eines Generators und Elektromotors wird anhand dieser Maschine klar. Da die Schüler die Gedanken des Erfinders nachvollziehen und seine Entdeckungen experimentell erhärten können, ist der Beitrag besonders motivierend.
Wenn sich innerhalb einer geschlossenen Leiterschleife ein Magnetfeld ändert, fließt ein Strom in der Schleife. Das Wort „ändert“ ist hier entscheidend – es macht das Phänomen so einzigartig wie seltsam und ist ein wesentlicher Grund dafür, warum es erst relativ spät (1831) gefunden wurde: Wer käme schon auf die Idee, dass z. B. nur im kurzen Moment des Ein- oder Ausschaltens etwas geschieht?
Im Folgenden wollen wir zunächst skizzieren, wie sich die heutige Erklärung des Magnetismus historisch entwickelt hat. Anschließend fassen wir zusammen, mit welchen vorunterrichtlichen Vorstellungen der SuS zu rechnen ist, und schließen mit der Diskussion einer Reihe von Aspekten, die beim Unterricht besonderer Aufmerksamkeit bedürfen.
Optische Abbildungen spielen eine wichtige Rolle, sowohl im täglichen Leben (z. B. Auge, Brille) als auch in der Wissenschaft (z. B. Mikroskop, Teleskop). Alle Schülerinnen und Schüler sollten daher die Grundlagen zum Verständnis der optischen Abbildungen kennen. In diesem Material werden daher Übungs- und Klausuraufgaben zum Thema „Optische Abbildungen“ zur Verfügung gestellt.
Die hier vorgestellte Elementarisierung des Themas Induktion für den Unterricht in einer 9. oder 10. Klasse darf als Versuch verstanden werden, ein brauchbares Beispiel einer Elementarisierung zu bieten. Das Konzept kann auch als Grundlage für einen ausführlichen Unterrichtsentwurf dienen, wie ihn Lehramtsanwärter regelmäßig zu schreiben haben.
In dem hier vorgestellten Unterrichtsweg zum Transformator liegt der Schwerpunkt auf der Energieübertragung, die von elektrischen Systemen vorgenommen wird. Anschließend an Basiskenntnisse über Generatoren wird der Energiebedarf von Haushaltsgeräten, Haushalten und größeren Einrichtungen sowie deren Energieversorgung erläutert. Dabei wird vornehmlich die Rolle der Transformatoren beleuchtet. Versuche zur Lenzschen Regel, zur Induktion im Motorbetrieb sowie zur Drosselwirkung einer Spule im Wechselstromkreis ergänzen die Erklärungen zu den Vorgängen im elektrischen Versorgungsnetz.
Zeig mir deine Ohren und ich sag dir, wo du wohnst - Ökogeografische Regeln, ihre physikalischen Ursachen und technische Anwendungen