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Spannungsmodell
Einführung eines geometrischen Modells der Spannung (Ebenenmodell) zur Behandlung der Maschenregel
Zeitbedarf:
Für die Einführung des geometrischen Modells werden ca. 5 Schulstunden benötigt.
Zielsetzung des Unterrichtsbaustein:
Im dargestellten Unterrichtsbaustein soll ein geometrisches Modell als Grundlage für die Behandlung der Maschenregel eingeführt werden.
In diesem Modell wird die Spannung an der Quelle und zwischen zwei Leiterstellen anschaulich als Energiedifferenz dargestellt (vergleichbar mit dem Höhenunterschied im Gravitationsmodell). So lässt sich über die Maschenregel die Energiezufuhr durch die Quelle mit der schrittweisen Energieabnahme an den Widerständen in einer Masche zusammenfassend darstellen.
Das Modell lässt sich auch zur Definition des Widerstandswertes nutzen und kann in der Kursstufe den Blick auf die elektrische Feldstärke öffnen.
Inhaltliche Übersicht:
1. Stunde: |
- Einstiegsexperiment mit der Reihenschaltung zweier unterschiedlicher Lampen |
2. Stunde: |
- Auswertung der Schülerexperimente zum Bleistiftstrich |
3. Stunde: |
- Anwendung des geometrischen Modells |
4. Stunde: |
- Auswertung der Schülerexperimente zu unterschiedlichen Längen |
5. Stunde: |
- Auswertung der Schülerexperimente zu Verbindung von Bleistiftstrichen |
KURT GEHRMANN, 2014
Quelle
Diese Handreichungen wurden zur Verfügung gestellt von Kurt Gehrmann
Material für Lehrer:
Einführung des geometrischen Modells zur Spannung
Material für Lernende
- Folie zur Einführung des geometrischen Modells (PDF)
- Arbeitsblatt 1 – Untersuchung eines Bleistiftstrichs (PDF)
- Arbeitsblatt 2 – Überlegungen zum geometrischen Modell zur Spannung (PDF)
- Arbeitsblatt 3 – Untersuchungen unterschiedlicher Bleistiftstrichlängen (PDF)
- Arbeitsblatt 4 – Verbindungen unterschiedlicher Bleistiftstriche (PDF)
- Geogebra-Datei zur Veranschaulichung der Maschenregel
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