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Impulse Physik
5 6Lehrerband mit DVD-ROM
Neubearbeitung von Wilhelm Bredthauer Klaus Gerd Bruns Oliver Burmeister Manfred Grote Harald Köhncke Ute Schlobinski-Voigt
Ernst Klett VerlagStuttgart · Leipzig
Probeauszug
Einführung
1
Grundlegende Konzeption von „Impulse Physik“ Physikbücher werden selten im Unterricht herangezogen oder zu Hause von den Schülern zur Nachbereitung verwendet. Viele Lehrkräfte nutzen die Möglichkeiten eines Schulbuches nur wenig, weil es vermeintlich ihre methodische Freiheit einengt. Um diese Vorbehalte zu entkräften, wurde die Konzeption von „Impulse Physik“ vor allem daraufhin ausgelegt, die Einsatzmöglichkeiten zur Vorbereitung (durch die Lehrerinnen und Lehrer), die Einsatzmöglichkeiten im Unterricht und die Einsatzmöglichkeiten zur Nachbereitung (durch die Schülerinnen und Schüler zu Hause) zu verbessern. Ziel ist es, Schülerinnen und Schüler zum selbsttätigen Wissenserwerb anzuregen und Lehrerinnen und Lehrer größtmögliche Freiheit in der Unterrichtsgestaltung zu bieten. Impulse Physik bietet daher für die Unterrichtsvorbereitung (Lehrerinnen und Lehrer):
- Themeneinstiege (Kontextanbindung) - Fundus für Experimente (weitere Versuche und Alternativexperimente in diesem Lehrerband) - Fundus an Beispiel- und Übungsaufgaben - Vorschläge für Lernzirkel und sonstige Unterrichtsmethoden (weitere Vorschläge in diesem Lehrerband) - Hilfe zur Strukturierung der Unterrichtsstunde
den Einsatz im Unterricht: - Themeneinstiege - Fundus für Diagramme, Abbildungen, Lesetexte, Vertiefungen, Unterrichtsmethoden, Schülerversuche, … - Beispielaufgaben mit Musterlösung, Übungsaufgaben, …
die Nachbereitung (Schülerinnen und Schüler): - Wiederholung des Lernstoffes (grafisch aufbereitete Zusammenfassung) - verständliche Lehrtexte, Beispielaufgaben mit Musterlösungen und Kontrollfragen/Arbeitsaufträge - Vorbereitung auf Klassenarbeiten durch Selbsttest und Trainingsaufgaben
Aufbau des Buches Die Kapitel sind einheitlich aufgebaut. Sie bestehen jeweils aus mehreren Bausteinen, die sich bis auf den Kapiteleinstieg und den Rückblick mehrfach wiederholen: > Kapiteleinstieg, allgemeine Problematisierung Eine Einführungsseite greift exemplarisch eine für das Kapitel charakteristische Frage auf und liefert somit eine Diskussionsgrundlage. > Grundwissen, zusammenhängende Problemerläuterung Die Grundwissen-Doppelseiten bilden insbesondere die inhaltsbezogenen Kompetenzen des Kerncurriculums ab. Sie bestehen immer aus sechs Elementen. Auf der linken Seite: 1. Der Einstieg: ein Kontextbezug aus dem Alltag, der die Verbindung zum Thema herstellt. 2. Im Lehrtext werden, ausgehend von experimentellen Befunden, grundlegende Inhalte und Begriffe erarbeitet. Das erforderliche Fachwissen wird unter weitgehendem Verzicht auf mathematische Strukturen dargestellt. 3. Der Merksatzblock fasst die wesentlichen Inhalte in einer Art Abstract zusammen. Auf der rechten Seite: 4. Das Beispiel zeigt exemplarisch die Lösung eines Problems/einer Aufgabe mit Hilfe des Lehrtextes. 5. Arbeitsaufträge regen an, den Lehrtext zu reflektieren und in bereits Gelerntes einzuordnen. Sie sind - wie die Trainingsaufgaben am Kapitelende - nach drei Niveaustufen gekennzeichnet (siehe unten). 6. Die Versuche stellen die grundlegenden Beobachtungen bereit, mit deren Hilfe die Erkenntnisse, die im Lehrtext vermittelt werden, entwickelt werden. Die Beschreibung wird auf Fragestellung und Beobachtung eingeschränkt. Dies schafft eine Basis für eigenständiges Denken und bildet eine experimentelle Grundlage für das Verständnis des Lehrtextes, ohne methodische Richtungen vorzugeben.
Einführung
2
> Ergänzungen Hier wird unterschieden in Methoden und in Exkurse. Diese Bausteine folgen inhaltlich zugeordnet den Grundwissen-Doppelseiten: 1. Die Methodenseiten bilden in besonderer Weise die prozessbezogenen Kompetenzen (Dokumentieren, Argumentieren, Problemlösen, Planen/Experimentieren/Auswerten, Mathematisieren, mit Modellen arbeiten, Kommunizieren, Bewerten) des Kerncurriculums ab. 2. Die Exkurse liefern ergänzende Sachinformationen und sind zum Verständnis späterer Kapitel nicht zwingend notwendig. Sie bieten beispielhafte Einstiege in Schülerreferate, sind als Zusatzinformation zu verstehen und sollen Brücken zu Anwendungen der Physik und Technik schlagen. Sie bieten auch Anknüpfungen für fächerübergreifende Betrachtungen (z. B. Geschichte, Biologie, …). > Rückblick (zusammenfassen, testen, trainieren) Der Rückblick besteht immer aus drei Teilen und schließt jedes Kapitel ab: 1. Eine Seite Zusammenfassung: Diese wiederholt nicht einfach nur die Merksätze aus dem Kapitel, sondern stellt den Inhalt des Kapitels in einem bildhaften Zusammenhang dar. 2. Eine Seite „Teste dich selbst“: Anhand der vier Kompetenzbereiche Fachwissen, Kommunikation, Erkenntnisgewinnung und Bewertung können die Schülerinnen und Schüler ihren Kenntnisstand selbständig überprüfen (Lösung der Fragen im Buchanhang). 3. Das Training schließt das Kapitel mit einem Übungsteil ab. Dieser besteht aus Aufgaben (qualitative und quantitative Fragestellungen), die so auch in einem Test oder einer Klassenarbeit gestellt werden können. Die Aufgaben sind - ebenso wie die Arbeitsaufträge auf den Grundwissenseiten - jeweils einem Anforderungsniveau zugeordnet: N1 Anforderungsniveau I („leicht“) N2 Anforderungsniveau II („mittel“) N3 Anforderungsniveau III („schwer“) Die Anforderungsniveaus korrespondieren mit bestimmten Operatoren mit folgender tendenzieller Zuordnung: Niveau I beschreiben, nennen, aufzählen, einteilen, zeichnen, skizzieren, … Niveau II beschreiben, erläutern, vergleichen, zuordnen, begründen, … Niveau III beschreiben, begründen, erklären, vergleichen, beurteilen, bewerten, recherchieren, … Hinweise zur Arbeit mit dem Buch Der Wissenserwerb wird heute als Einbettungs- und Verankerungsprozess gesehen, bei dem Neues in eine bestehende individuelle Struktur eingeknüpft werden muss. Um dies zu erleichtern ist ein abwechslungsreiches methodisches Vorgehen erforderlich. Impulse bietet dazu vielfältige Möglichkeiten: unterschiedliche Zugangswege, Handlungsorientierung, Aktivierung des Vorwissens, Nachhaltigkeit und Lernerautonomie. Unter Lernerautonomie wird dabei die Möglichkeit der eigenen Auseinandersetzung mit den Lerngegenständen und die Möglichkeit, den eigenen Lernweg zu reflektieren, verstanden. Eine methodische Hilfestellung dazu bietet das Buch in Form der Rückblicke an. Während die Lesetexte auf den Exkurs-Seiten Kontexte herstellen, oft fächerübergreifenden Charakter haben und die Bedeutung der Physik für Mensch und Gesellschaft aufzeigen, bilden die Methoden-Seiten einen weiteren Schwerpunkt des Buches. Hier werden immer wieder typische Vorgehensweisen der Physik, wie z. B. Versuchsprotokoll erstellen, physikalisch argumentieren usw., aber auch allgemeine Kompetenzen, wie z. B. Ergebnisse präsentieren, thematisiert. Darüber hinaus gibt es auf diesen Seiten Anregungen für eigenständiges Handeln der Schülerinnen und Schüler entweder in Form von Lernstationen oder in Form von praktikumsähnlichen Unterrichtssituationen für Einzel- oder Gruppenarbeit. Die Methoden-Seiten müssen keineswegs alle und auch nicht in gleicher Gewichtung im Unterricht behandelt werden. Eine Übersicht über alle Methoden-Seiten finden Sie auf der folgenden Seite. Der Einsatz von Arbeitsblättern und Lernstationen aus diesem Lehrerband sind methodische Alternativen für die Unterrichtspraxis.
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Sicherheitseinrichtungen (1)
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
A1 In einem naturwissenschftlichen Fachraum gibt es viele Sicherheitseinrichtungen und
Schutzausrüstungen.
a) Ordne die folgenden Bezeichnungen den Bildern richtig zu.
Feuerlöscher, Erste-Hilfe-Kasten, Augendusche, Schutzbrille, NOT-AUS-Schalter, Fluchtwegschild,
Löschdecke
b) Übertrage die folgenden Aufgabenbeschreibungen in die Tabelle und setze in die Lücken jeweils die
richtige
Bezeichnungen aus a) ein. Der … kann Brände löschen.
Die … kann die Kleidung von Mitschülerinnen und Mitschülern löschen, wenn sie Feuer gefangen hat.
Das … zeigt den Weg ins Freie.
Die … schützt meine Augen vor Fremdkörpern (z. B. Flüssigkeiten, Splitter).
Der … unterbricht alle Strom- und Gaszuleitungen.
Die … kann Fremdkörper aus dem Auge auswaschen.
Im … gibt es Verbandsmaterial für kleinere Verletzungen.
a) Was ist das? b) Aufgabenbeschreibung
Sicherheitseinrichtungen (1)
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
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Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
A1 In einem naturwissenschftlichen Fachraum gibt es viele Sicherheitseinrichtungen und
Schutzausrüstungen.
a) Ordne die folgenden Bezeichnungen den Bildern richtig zu.
Feuerlöscher, Erste-Hilfe-Kasten, Augendusche, Schutzbrille, NOT-AUS-Schalter, Fluchtwegschild,
Löschdecke
b) Übertrage die folgenden Aufgabenbeschreibungen in die Tabelle und setze in die Lücken jeweils die
richtige
Bezeichnungen aus a) ein. Der … kann Brände löschen.
Die … kann die Kleidung von Mitschülerinnen und Mitschülern löschen, wenn sie Feuer gefangen hat.
Das … zeigt den Weg ins Freie.
Die … schützt meine Augen vor Fremdkörpern (z. B. Flüssigkeiten, Splitter).
Der … unterbricht alle Strom- und Gaszuleitungen.
Die … kann Fremdkörper aus dem Auge auswaschen.
Im … gibt es Verbandsmaterial für kleinere Verletzungen.
a) Was ist das? b) Aufgabenbeschreibung
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Sicherheitseinrichtungen (2)
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
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Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
A1 In einem naturwissenschftlichen Fachraum gibt es viele Sicherheitseinrichtungen und
Schutzausrüstungen. Fülle die folgende Tabelle aus.
a) Was ist das? b) Aufgabenbeschreibung
A2 In diesen Fällen droht Gefahr. Trage die entsprechenden Maßnahmen in der freien Spalte der Tabelle
ein.
Unfall mit einem Elektrogerät
Der Pulli deines Mitschülers
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Eine Person ist verletzt.
Der Gasbrenner geht aus.
Sicherheitseinrichtungen (2)
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Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
A1 In einem naturwissenschftlichen Fachraum gibt es viele Sicherheitseinrichtungen und
Schutzausrüstungen. Fülle die folgende Tabelle aus.
a) Was ist das? b) Aufgabenbeschreibung
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A2 In diesen Fällen droht Gefahr. Trage die entsprechenden Maßnahmen in der freien Spalte der Tabelle
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Der Gasbrenner geht aus. G a s z u f u h r u n t e r b r e c h e n
1 Magnetismus
3
Das Kapitel behandelt die elementaren Eigenschaften von Permanentmagneten und magnetisierbaren Stoffen. Das Thema eignet sich dabei hervorragend, um in alle wesentlichen physikalischen Arbeitstechniken (systematisches Experimentieren, Dokumentieren usw.) bis hin zur Modellbildung (Modell der Elementarmagnete, Feld als Wirkungsbereich eines Magneten) einzuführen. Alle Inhalte können mit sehr einfachen und anschaulichen Versuchen erarbeitet werden, die kein experimentelles Geschick und keine aufwändigen Vorrichtungen erfordern. Das benötigte Material lässt sich ohne großen Aufwand beschaffen oder ist in der Sammlung vorhanden. Die Experimente eignen sich daher sehr gut für Schülertätigkeit, sei es in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit oder im Rahmen eines Lernzirkels.
1 Magnetismus
4
1.1 Wirkung von Magneten Lernziele: Magnete ziehen nur Gegenstände, die Eisen, Kobalt oder Nickel enthalten an. Die Anziehung kann auch durch Gegenstände hindurch wirken (Magnet wirkt durch Papier auf Kühlschranktür). Die Stellen größter Wirkung heißen Pole des Magneten. Begriffe: Magnete, Pole von Magneten Hinweise/Kommentar: Im Rahmen dieses Kapitels wird die Wirkung von Magneten auf den Ferromagnetismus von Eisen, Kobalt und Nickel beschränkt. Auf eine komplexere Darstellung des Magnetismus wird aus Rücksicht auf die Zielgruppe bewusst verzichtet. Einstieg:
Kühlschrankmagnete bieten einen problem-orientierten Einstieg in das Kapitel Magnetismus, der eng mit der Alltagserfahrung der Schüler verknüpft ist. Der Aufbau vieler Kühlschrankmagnete unterscheidet sich von den typischerweise in der Schule verwendeten Experimentiermagneten. Die Unterschiede in Aufbau und Form bieten Anlass zur Diskussion und experimenteller Untersuchung durch die Schüler.
Versuche im Schulbuch:
V1 Bringe verschiedene Gegenstände (z. B. Eisen-schraube, Alufolie, Münzen, Schere, Büroklammer, …) in die Nähe eines Magneten. Prüfe, welche Gegen-stände vom Magneten angezogen werden. Die Eisenschraube, die Schere und die Büroklammer werden von einem Magneten angezogen.
V2 Hänge möglichst viele Nägel an die lange Seite eines Stabmagneten. Hänge an diese Nägel weitere Nägel. An den Enden des Stabmagneten kannst du mehr Nägel anbringen als in der Mitte.
V3 Teste mit verschiedenen Kühlschrankmagneten, ob beide Seiten Gegenstände, die Eisen enthalten, anziehen. Viele Kühlschrankmagnete ziehen Gegenstände aus Eisen nur auf einer Seite an.
1 Magnetismus
5
V4 Lege einen Eisenstab auf runde Holzstäbe. Bringe einen Magneten in die Nähe des Eisenstabes. Wiederhole den Versuch. Lege nun den Magnet auf die Holzstäbe und bringe den Eisenstab in seine Nähe. In beiden Fällen bewegt sich der Gegenstand auf den Holzstäben.
Weitere Versuche:
V5 Hält man einen Magnet in eine Kiste mit Eisennägeln und Messingschrauben, so werden nur die Eisennägel angezogen.
V6 Ein Nagel wird an einen Stabmagnet gehängt. Man versuche ihn wieder vom Magnet abzuziehen. Man hängt ihn an einen anderen Punkt auf dem Magnet und wiederhole den Versuch. Je näher sich der Nagel an einem der beiden Enden befindet, umso größer ist die benötigte Kraft, ihn wieder abzuziehen.
Material: Kopiervorlagen Arbeitsblätter: - Magnetisierbare und nicht magnetisierbare Stoffe (ma_s1_ab_001) Animationen/Simulationen: - Eigenschaften von Magneten (ma_s1_si_001) - Magnetisierbare Stoffe (ma_s1_si_002) Lösungen der Aufgaben:
A1 Kai bindet einen Magneten der durch das Gullygitter passt an einen Bindfaden und hofft, dass der Schlüssel vom Magneten angezogen wird, sodass er ihn herausziehen kann. Die Idee funktioniert nur, wenn der Schlüssel genug Eisen, Nickel oder Cobalt enthält.
A2 So, wie die Aussage formuliert ist, sind alle Metalle gemeint. Dann ist die Aussage falsch. Nur Eisen, Nickel und Cobalt werden angezogen.
A3 Man nähert den Gegenstand einigen Büroklammern oder Nägeln aus Eisen. Wenn sie von dem Gegenstand angezogen werden, handelt es sich um einen Magneten.
1 Magnetismus
6
1.1.1 Dokumentieren: Das schreibe ich mir auf Lernziele: SuS dokumentieren Experimente in Form eines Versuchsprotokolls. Begriffe: Versuchsaufbau, Durchführung, Beobachtung, Ergebnis Hinweise/Kommentar: An Hand der Frage „Welche Münzen enthalten Eisen, Nickel oder Cobalt?“ wird das Dokumentieren in einem Versuchsprotokoll geübt. Die Seite dient als Referenz für zukünftige Versuchsprotokolle. Die Erläuterungen in der Seitenspalte helfen den SuS. Material: Kopiervorlagen Arbeitsblätter:
- Das Versuchsprotokoll (ma_s1_ab_002a: diff , ma_s1_ab_002b: diff ) 1.1.2 Bewerten: Monstermagnet schnappt zu Lernziele: Festigen erster Inhaltlicher Aussagen über Magnete, Beitrag zur Ausbildung der prozessbezogenen Kompetenz „Bewerten“: als Bewertungskategorien kommen bezüglich der Meldung „richtig“ oder „falsch“ in Frage. Das kann nicht entschieden werden. Bezüglich des Inhalts kommen „möglich“ und „nicht möglich“ in Frage. Aufgrund der bisher erworbenen inhaltsbezogenen Kompetenzen kann das entschieden werden.
Begriffe: Supermagnet, Neodym (Beide Begriffe dienen der ergänzenden Information. Sie begegnen Schülern z.B. im Zusammenhang mit Magnetspielzeug.) Hinweise/Kommentar: Mit kleinen Supermagneten sind interessante Experimente möglich. Bei der Beschaffung müssen die damit verbundenen Gefahren beachtet werden.
Material: Animationen/Simulationen: - Magnete in der Praxis (ma_s1_si_003) Lösungen der Aufgaben:
A1 Ziel des Auftrages ist es, ein Gefühl für die erforderliche Kraft zu gewinnen. Der abgebildete Magnet ist ein in vielen Sammlungen vorhandenes Exemplar. Abziehen des Eisenjochs mit einer Kraft in Richtung der Schenkel des Magneten gelingt häufig nicht, einseitiges „Ankanten“ macht das Ablösen möglich.
A2 Die Zeitungsmeldung ist fingiert, orientiert sich aber an einer Originalmeldung. Das Datum 1.4. könnte auf einen Aprilscherz hinweisen. Kenntnisse, die den Ablauf möglich erscheinen lassen: Anziehung zwischen Eisen (Garagentor, Schutzkappen in Schuhen) ) und Magnet. Anziehung wirkt durch andere Stoffe (z.B. Papier) hindurch. Holz wird nicht angezogen, Holzkeile ermöglichen „Ankanten“ vgl. A1 Bewertung lautet: Der Ablauf ist möglich, der Bewertungsmaßstab ist hier die „fachliche Korrektheit“.
A3 a) Experimentelle Aufgabe: Es geht nicht darum, Nord- und Südpol zu unterscheiden. Lösung gemäß 1.1 „Wirkung von Magneten“. Pole als „Stellen größter Wirkung“ sind wie bei Kühlschrankmagneten je nach Bauart des Schnäpperns nicht immer eindeutig auszumachen. Eisenfeilspäne erlauben eine „feinere“ Lokalisierung der Pole, sind aber experimentell etwas umständlicher. b) Wenn man die Anziehung nur vorübergehend braucht wie beim Schnäpper, muss die hergestellte Verbindung auch wieder mit angemessenem Aufwand lösbar sein. Beim Supermagneten könnte es sein, dass die Tür nicht wieder ohne Schaden geöffnet werden kann. (Bearbeitung setzt Kenntnisse über Supermagnete voraus).
A4 Die knickende Handbewegung führt wie in A1 zum „Ankanten“. Damit wird das Ablösen möglich.
1 Magnetismus
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1.2 Pole von Magneten Lernziele: Ein Magnet hat zwei verschiedenartige Pole. Zwei Magnete ziehen sich an, wenn sich verschiedenartige Pole gegenüber stehen. Begriffe: Nordpol, Südpol, Anziehung, Abstoßung, Magnetnadel Hinweise/Kommentar: Bei der Bestimmung der Pole kann das Planen eines Experimentes in einfachen Kontexten geübt werden.
Einstieg:
Die Spielzeugeisenbahn liefert einen einfachen experimentellen Zugang zur Verschiedenartigkeit der Pole von Magneten. Eine experimentelle Bestimmung der Pole einer Spielzeugeisenbahn mittele Experimentiermagneten bzw. einer Magnetnadel bietet sich an.
Versuche im Schulbuch:
V1 Untersuche mit einem Stabmagneten die Anziehung von Eisennägeln an beiden Polen. Die Anziehung ist an beiden Polen gleich.
V2 Nähere die Pole zweier gleicher Stabmagnete, deren Pole farblich gekennzeichnet sind, aneinander. Du machst folgende Beobachtung: die Magnete stoßen sich ab, wenn sich gleichfarbige Enden gegen-überstehen und sie ziehen sich an, wenn sich ver-schiedenfarbige Enden gegenüberstehen. Überprüfe das Ergebnis mit anders geformten Magneten.
V3 Hänge einen Stabmagneten wie in der Abbildung frei drehbar auf. Notiere deine Beobachtung. Stoße den Magneten an und beobachte erneut. Der Magnet kommt immer in derselben Ausrichtung zur Ruhe.
1 Magnetismus
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Weitere Versuche:
V4 Schwebende Magnete
Material: Kopiervorlagen Arbeitsblätter:
- Magnetpole und Polgesetze (ma_s1_ab_003a: diff , ma_s1_ab_003b: diff ) Kopiervorlagen Lernzirkel: - Geheimnis Magnet (ma_s1_lz_001) Animationen/Simulationen: - Anziehung und Abstoßung (ma_s1_si_004) Lösungen der Aufgaben:
A1 Der Magnet bewegt sich nach rechts. Es stehen sich gleichartige Pole gegenüber und die stoßen sich ab.
A2 Der Magnet könnte sich nach rechts oder nach links bewegen. Nach rechts würde Abstoßung anzeigen, d.h., es müssten sich gleichartige Pole gegenüberstehen. Das rechte Ende des Magneten in der Hand könnte grün markiert werden. Nach links würde Anziehung anzeigen, d.h., es müssten sich ungleichartige Pole gegenüberstehen. Das rechte Ende des Magneten in der Hand könnte rot markiert werden.
A3 Der Magnet könnte sich nach rechts oder nach links bewegen. Nach rechts würde Abstoßung anzeigen, d.h., es müssten sich gleichartige Pole gegenüberstehen. Die beiden einander zugewandten Enden der Magnete könnten also gleichfarbig markiert werden, man wüsste allerdings nicht, ob ein Nord- oder Südpol vorliegt. Nach links würde Anziehung anzeigen, d.h., es müssten sich ungleichartige Pole gegenüberstehen. Die beiden einander zugewandten Enden der Magnete könnten also mit verschiedenen Farben markiert werden, man wüsste allerdings nicht, wo ein Nord- oder wo ein Südpol vorliegt.
A4 Magnete wirken ohne Berührung. Diese beiden Magnete stoßen sich ab, weil sich gleichartige Pole (die Farbe zeigt das an) gegenüberstehen. Wenn nur der untere Scheibenmagnet umgedreht wird, gelingt der Versuch nicht, weil dann sich dann ungleichartige Pole gegenüberstehen.
1 Magnetismus
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1.2.1 Experimentieren: Geheimnis Magnet Lernziele: Die Schülerinnen und Schüler gewinnen Erfahrung im Experimentieren. Sie lernen, Versuche sorgfältig durchzuführen und genau zu beobachten. Dabei untersuchen Sie physikalische Phänomene systematisch und vergleichen die Ergebnisse. Aus den Ergebnissen leiten sie einfache Zusammenhänge ab. Begriffe: Die Begriffe „Stärke“ und „Reichweite“ von Magneten kommen vor, werden aber nicht definiert. Hinweise/Kommentar: Für Station III stehen in der Regel keine ausreichend großen Kobalt- und Nickelplatten zur Verfügung. Auch die Eisenplatten sollten eine große Fläche und eine gewisse Dicke haben. Zudem dürfen sie bei der Versuchsdurchführung den Magneten nicht berühren. Bei Station IV könnte eine unterschiedliche Masse der verwendeten Stabmagnete das Ergebnis verändern. Ein schwacher, massereicher Magnet bewegt sich möglicherweise nahezu nicht. Folgende Ergebnisse könnten die Schüler erhalten: Station I: Magnet A hält mehr Nägel als Magnet B und dieser mehr als Magnet C. Magnet A ist der stärkste der drei Magnete. Station II: Die Reichweite von Magnet A ist am größten, weil sich die Büroklammer schon bei einem Abstand von x cm bewegt. Station III: Die magnetische Wirkung kann Eisen nicht (nur schlecht) durchdringen. Durch alle anderen Stoffe wirkt der Magnet (fast) genauso wie ohne Gegenstand. Station IV: Magnet A hat die größte Abstoßungskraft, weil er auf dem Wagen x cm weit wegrollt. Zum Vergleich von sehr schwachen Abstoßungskräften eignet sich der Versuch nicht. Material: Kopiervorlagen Lernzirkel: - Geheimnis Magnet (ma_s1_lz_001)
1.2.2 Mathematisieren: Magnete vergleichen Lernziele: SuS entwickeln erste Vorstellungen zum Vergleichen und damit zur Definition physikalischer Größen durch ein Messverfahren. SuS üben sich in Je-Desto-Formulierungen. Begriffe: Stärke eines Magneten, Je-desto-Beziehung Hinweise/Kommentar: „In besonderer Weise lernen die Schülerinnen und Schüler (in der Physik) den messenden Zugang zu naturwissenschaftlichen Fragestellungen kennen“. Messen beginnt mit vergleichen. Das geschieht hier an einer Frage, die junge Schüler bei der Beschäftigung mit Magneten stellen. Es geht nicht darum, die „Stärke eines Magneten“ als Fachbegriff oder gar als physikalische Größe einzuführen. Die Fragestellung kann angereichert werden z.B. durch „Wer ist der beste Torwart?“.
Versuche:
V1 Absolut und relativ: Schüler halten in jeder Hand eine Plastiktüte. Diese werden kontinuierlich mit etwa gleich schweren Gegenständen (z.B, Äpfeln) gefüllt. Fall 1: Die Differenz, z.B. rechts einer mehr als links, bleibt erhalten. Der Unterschied ist bei größerer Anzahl kaum mehr spürbar.
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Fall 2: Der Quotient, z.B. rechts doppelt so viel wie links, bleibt erhalten. Der Unterschied bleibt spürbar.
Material: - Lösungen der Aufgaben:
A1 a) Die Anzahl der Eisennägel, die sich als kette an einen Magneten hängen lassen, liefern ein Maß für die Stärke eines Magneten. Je mehr gleiche Eisennägel man untereinander an den Magneten hängen kann, desto stärker ist er. Zwei verschiedene Magnete sind gleich stark, wenn man an beide gleich viele gleiche Eisennägel untereinander hängen kann. b) Man muss immer den gleichen Eisenhaken ohne Zusatzgewicht verwenden und herausfinden, bei wieviel Objektträgern der Eisenhaken gerade noch getragen wird. Dann gilt: Je mehr gleiche Objektträger sich zwischen Magnet und Eisenhaken befinden dürfen, desto stärker ist der Magnet. Zwei verschiedene Magnete sind gleich stark, wenn sich gleich viele gleiche Objektträger zwischen Magnet und Eisenhaken befinden dürfen.
1 Magnetismus
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1.3 Aufbau von Magneten Lernziele: Die SuS deuten die Magnetisierung, z.B. einer Stricknadel, mit Hilfe der Vorstellung, dass Elementarmagnete im Eisen durch einen starken Magneten geordnet werden; sie deuten weitere einfache Phänomene; sie skizzieren für unterschiedlich geformte Magneten Anordnungen von Elementarmagneten, die der Lage der Pole entsprechen und sie erklären mit Hilfe der Vorstellung, dass Elementarmagnete in nicht magnetisiertem Eisen geordnet werden, die Anziehung eines Nagels durch den Nord- wie auch durch den Südpol eines Magneten Begriffe: Modell, Elementarmagnet Hinweise/Kommentar: Physikalische Probleme werden durch Idealisierung und Modellierung einer Behandlung und damit einem Verstehen zugänglich. Das Modell der Elementarmagnet ist ein ikonisches Modell. Es liefern Erklärungen für einzelne Beobachtungen, lässt aber auch schnell Grenzen erkennbar werden.
Einstieg:
Durch den Kontakt mit dem Magneten wird die Schraubenmutter selbst vorübergehend zum Magneten und ist damit in der Lage, wie ein solcher, die Münzen zu halten.
Versuche im Schulbuch:
V1 Hebe mit dem Nordpol eines Stabmagneten Nägel aus einem Haufen hoch. Halte zwei identische Stabmagnete so zusammen, dass sich einmal zwei Nordpole gegenüberstehen und einmal ein Nord- und ein Südpol. Hebe mit diesen Kombinationen Nägel aus dem Haufen hoch. Die Kombination aus Nord- und Südpol hält die wenigsten Nägel.
V2 a) Streiche mehrmals mit einer Seite eines starken Magneten über eine Stricknadel. Prüfe dann die Stricknadel mit einer Magnetnadel. Die Magnetnadel reagiert wie bei einem Magnet. b) Die Stricknadel aus V2a) wird mit einer Zange mehrmals durchgekniffen. Untersuche die Teile mit der Magnetnadel. Jedes Teilstück verhält sich wie ein einzelner Stabmagnet. c) Lege die Stücke der Stricknadel aus V2b) auf eine feste Unterlage und schlage mehrmals mit einem Hammer darauf. Untersuche sie mit der Magnetnadel. Ihre magnetische Wirkung ist verschwunden.
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V3 Fülle ein Plastikröhrchen mit Eisenspänen. Streiche mit dem Nordpol eines Supermagneten mehrmals von links nach rechts daran entlang. Die Eisenspäne bilden jetzt lange Ketten. Eine Magnetnadel zeigt an, dass das linke Ende des Röhrchens zum Nordpol, das rechte zum Südpol geworden ist. Durch Schütteln kannst du die Ordnung der Eisenspäne stören. Das Röhrchen ist kein Magnet mehr.
Material: Kopiervorlagen Arbeitsblätter:
- Magnete herstellen (ma_s1_ab_004a: diff , ma_s1_ab_004b: diff ) Lösungen der Aufgaben:
A1 Die SuS können sich z.B. an dem Beispiel im Schulbuch orientieren, wo der Kopf eines Nagels dem Nordpol eines Dauermagneten zugewandt ist.
A2 Zur Lösung dieser Aufgabe müssen sich die SuS soweit in das Modell hineindenken, dass sie die Elementar-magnete nicht nur an den Polen richtig anordnen, sondern auch in der Biegung des Hufeisenmagneten. Es handelt sich also um eine erste eigenständige Anwendung der gedanklichen Vorstellung in einem vorher noch nicht gewohnten Zusammenhang.
A3 Wenn dem Gegenstand aus Eisen der Nordpol eines Magneten zugewandt ist, richten sich die Elementarmagnete des Eisenstücks so aus, dass ihre Südpole dem Magneten zugewandt sind. Ungleichartige Pole ziehen sich an. Ist dem Eisenstück der Südpol des Magneten zugewandt, richten sich die Elementarmagnete so aus, dass dem Magneten ihre Nordpole zugewandt sind - daher auch in diesem Fall Anziehung.
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1.3.1 Präsentieren: Magnete um uns herum Lernziele: Die Schülerinnen und Schüler bereiten ein Referat/Plakat vor und präsentieren dies ihrer Klasse. Sie reflektieren den Prozess und das Produkt (auch von anderen Schülern) kritisch. Sie prägen sich die Abkürzung AIDA ein, um sich an die wichtigsten Richtlinien für eine Präsentation zu erinnern. Die Schülerinnen und Schüler wiederholen bestimmte Inhalte zum Magnetismus und/oder verschaffen sich zu einem Thema Spezialkenntnisse. Begriffe: AIDA steht hier für die Begriffe „Anfang“, „Inhalt“, „Darstellung“ und „Abschluss“. Hinweise/Kommentar: Die Verwendung der Abkürzung AIDA ist nicht als Festlegung auf das Marketingprinzip AIDA zu verstehen. Die Buchstaben wurden hier hinsichtlich Schülerpräsentationen umgedeutet und sollen lediglich als Schlagwort dazu verhelfen, dass die grundlegenden Regeln leichter zurückerinnert werden. Die Doppelseite Präsentieren nimmt an, dass die Schülerinnen und Schüler bisher keine oder wenig Erfahrung mit Referaten und Plakaten haben. Deswegen werden nur sehr grundlegende Anweisungen und Hilfen formuliert. Die beiden Beispiele können entweder nur gelesen werden oder als Hilfe für ein tatsächliches Kurzreferat und ein Plakat genutzt werden. Die Entscheidung dazu könnte von der Vorerfahrung der Schüler mit Präsentationen abhängen. Beide Beispiele beinhalten konkrete Hilfen zu den Themen. Trotzdem könnten sie dem Schüler auch bei späteren Referaten/Plakaten als Vorlage dienen. Das Plakat „Auf die Pole kommt es an!“ setzt die fachlichen Inhalte der Abschnitte 1.1 bis 1.2 voraus. Der Kurzvortrag „Magnete überall“ bezieht sich auf die Seite 9. Da das „Magnetfeld“ im Curriculum nicht vorkommt, kann das im Arbeitsauftrag geforderte Plakat schon an dieser Stelle als Zusammenfassung und Wiederholung aller Inhalte genutzt werden. Soll das Magnetfeld unterrichtet werden, so ist die Bearbeitung der Doppelseite und das Erstellen des Plakats auch danach (bzw. ganz am Ende des Themas) möglich.
Material: - Lösungen der Aufgaben:
A1 Folgendes sollte vorkommen: – Magnete ziehen Gegenstände an, die Eisen, Kobalt oder Nickel enthalten. – Die magnetische Wirkung eines Magneten ist an seinen Polen am größten. – Jeder Magnet hat zwei Pole, einen Nordpol und einen Südpol. – Gleichartige Magnetpole stoßen sich ab, verschiedene Magnetpole ziehen sich an. – Der Nordpol eines drehbar gelagerten Magneten zeigt nach Norden, der Südpol nach Süden. – Nord- und Südpol eines Magneten lassen sich nicht trennen. – Jeden magnetisierbaren Gegenstand kann man sich aus winzig kleinen Magneten zusammengesetzt vorstellen (Elementarmagnete). Gegebenenfalls: – Im Raum um einen Magneten besteht ein magnetisches Feld.
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1.4 Das Magnetfeld Lernziele: Schülerinnen und Schüler erfahren das Magnetfeld als Hilfe zur Erklärung magnetischer Erscheinungen. Sie nutzen das Bild magnetischer Feldlinien zur Beschreibung von Richtung und Stärke der magnetischen Wirkung. Begriffe: Magnetfeld, Magnetfeldlinie, Richtung einer Magnetfeldlinie Hinweise/Kommentar: Das Magnetfeld ist ein Begriff, der in die Alltagssprache Eingang gefunden hat. Er wird hier eingeführt und benutzt ohne Bezug auf die didaktischen Probleme der Modellbildung und ohne die fachwissenschaftliche Diskussion zur physikalischen Struktur des Magnetfeldes einzubeziehen. Der Lehrtext bietet Grundlagen für die Behandlung des Erdmagnetfeldes und das Benutzen eines Kompasses. Einstieg:
Die abgebildete Briefwaage enthält zwei Magnete, die sich gegenseitig abstoßen. Der obere Zylinder mit einem Magneten ist beweglich. Auf ihm sind Markierungen mit Gewichtsangaben angebracht. Der Strich zum Ablesen des Gewichtes befindet sich auf dem Plexiglasgehäuse. Nach dem gleichen Prinzip funktionieren magnetische Federsysteme z. B. beim Fahrradsattel.
Versuche im Schulbuch:
V1 Lege eine Pappe auf einen Stabmagneten. Zeichne an verschiedenen Positionen die Ausrichtung einer beweglichen Magnetnadel als Pfeil auf der Pappe ein. Gleiche Positionen ergeben immer die gleiche Pfeilrichtung. Bei vielen Pfeilen lassen sich Muster in der Anordnung erkennen.
V2 Streue auf die Pappe in Versuch V1 vorsichtig Eisenspäne. Klopfe währenddessen leicht gegen die Pappe. Es entsteht ein Muster wie in folgender Abbildung. V3 Wiederhole Versuch V2. Verwende anstelle des Stabmagneten einen Hufeisenmagneten. Es entsteht ein anderes Muster.
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V4 Eine Büroklammer wird mit einem dünnen Faden an einer Unterlage befestigt. Ein Magnet zieht die Klammer an, ohne sie zu berühren. Bringe zwischen die schwebende Klammer und den Magneten eine Eisenplatte. Die Klammer fällt herunter. Bei einer Kunststofffolie anstelle der Eisenplatte wird die Büroklammer weiterhin angezogen.
Weitere Versuche:
V5 Man lege einen Stabmagnet und einen Kompass nebeneinander auf den Tisch. Der Kompass wird auf der Tischplatte um den Stabmagnet herum bewegt. Man beobachte die Kompassnadel. Bestimme die Orte, an denen die Kompassnadel parallel zur Richtung der Längsachse des Stabmagneten steht.
V6 Streut man die Eisenspäne auf eine Glasplatte, so kann man die Feldlinienbilder mit dem Tageslicht-projektor zeigen. Die räumliche Anordnung ist dabei nicht zu erkennen. Eine direkte Beobachtung mit kleinen im Raum angeordneten Kompassnadeln ist eine sinnvolle Ergänzung.
VORSICHT! Es dürfen keine Späne ins Innere des Projektors gelangen! Es empfiehlt sich, den Projektor mit Folie abzudecken.
Material: Arbeitsblätter:
- Erdmagnetfeld und Kompass (ma_s1_ab_005a: diff , ma_s1_ab_005b: diff ) Animationen/Simulationen: - Magnetfeld-Experiment (ma_s1_si_005) Lösungen der Aufgaben:
A1 Mögliche Gründe können z. B. Baustahl im Beton, Eisenkonstruktionen bei Treppen oder Türen usw. sein. Die Magnetnadel ist selber ein Magnet und würde sich in Richtung der Eisenteile ausrichten. Der Kompass wurde früher auf Holzschiffen verwandt. Im Inneren von Schiffen aus Eisen gäbe es ein Problem.
A2
1 Magnetismus
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1.4.1 Exkurs: Unsere Erde hat ein Magnetfeld Lernziele: Schülerinnen und Schüler kennen den Verlauf der Magnetfeldlinien des Erdmagnetfeldes und die Lage der magnetischen Pole der Erde. Sie erfahren den Kompass als Hilfe zur Richtungsbestimmung und Navigation. Begriffe: Erdmagnetfeld, Magnetnadel, geografischer Südpol, geografischer Nordpol, magnetischer Südpol, magnetischer Nordpol Hinweise/Kommentar: Das Magnetfeld der Erde ist ein Alltagsbegriff. Es bildet hier die Grundlage zur Behandlung und zum Verständnis des Kompasses als Navigationshilfe. Seit dem Mittelalter diente die Magnetnadel entweder frei aufgehängt oder schwimmend oder drehbar gelagert als Navigationshilfe in der Seefahrt. Die Problematik der Änderung des Erdmagnetfeldes wird aufgezeigt. Material: Arbeitsblätter:
- Erdmagnetfeld und Kompass (ma_s1_ab_005a: diff , ma_s1_ab_005b: diff ) Lösungen der Aufgaben:
A1 Der Pol ist in 100 Jahren ca. 10 Breitengrade von ca. 70 °N bis ca. 80 °N und ca. 15 Längengrade von ca. 65 °W bis ca. 80 °W gewandert. Damit ergibt sich eine Strecke von ca. 1400 km. Er durchquerte dabei die Queen-Elisabeth-Islands.
A2 Der Neigungswinkel des Erdmagnetfeldes beträgt in Deutschland zwischen 62° im Süden und ca. 70° im Norden, gemessen gegenüber der Horizontalen. Die Neigung kann mit einer Inklinationsnadel gemessen werden oder mit einem magnetisierten Nagel, der an einem Faden hängt (zuerst ausbalancieren, dann magnetisieren). 1.4.2 Exkurs: Den richtigen Weg finden Lernziele: Schülerinnen und Schüler erfahren den Kompass als Hilfe zur Orientierung im Gelände. Sie können eine Karte mit Hilfe eines Kompasses einnorden. Begriffe: Kompass, Orientierung, Navigation, Einnorden einer Karte Hinweise/Kommentar: Im Text wird der Bogen gespannt von der Sternnavigation über die Kompassnavigation bis zur heutigen Navigation mittels GPS. Schon vor mehr als 2000 Jahren wurde ein drehbar gelagerter Löffel aus magnetischem Material zur Richtungsbestimmung genutzt. Der Löffel war so gestaltet, dass sein Griff die Südrichtung angab. Bis ca. 1500 n. Chr. Navigierte man in Europa vorwiegend nach den Gestirnen. Erst im 15. Jahrhundert entwickelt sich der Schwimmkompass als Navigationshilfe. Material: Arbeitsblätter:
- Erdmagnetfeld und Kompass (ma_s1_ab_005a: diff , ma_s1_ab_005b: diff ) Lösungen der Aufgaben:
A1 200 n.Chr. in China: Löffel aus Magnetstein zur Anzeige der Südrichtung; ca. 1500 n.Chr. (Columbus): auf Wasser schwimmende Magnetnadel zur Bestimmung der Nordrichtung; ca. 1600 n.Chr. : beweglich aufgehängte Magnetnadel, die sich über einer Winkelskala dreht (Kompass); ca. 2000 n.Chr. : Magnetsensoren in Handys
A2 Auf der Karte ist Norden oben. D.h. Selbstbau-Kompass auf die Karte stellen und dann die Karte unter dem Kompass drehen bis die Kompassnadel genau zum oberen Kartenrand zeigt.
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1.5 Rückblick Lösungen der Teste-dich-selbst-Aufgaben:
Fachwissen: wahr: 1, 2, 4, 6, 8 falsch: 3, 5, 7, 9, 10
Kommunikation: NICKEL, POLE, MAGNETFELD, NORDPOL, MAGNETNADEL, ABSTOSSUNG, SUEDPOL Lösungswort: KOMPASS
Erkenntnisgewinnung: 1: a) b) c) d) 2: a) c) 3: a) b) 4: b) d) 5: a) b) 6: b) c) d)
Bewerten: 1: a) 2: a) d)
Lösungen der Trainingsaufgaben:
A1 Der Magnet kann herausziehen: Nagel, Schere, Nickelohrstecker. Begründung: Magneten ziehen nur Gegenstände aus Eisen, Kobalt oder Nickel an. Nägel und Scheren enthalten üblicherweise Eisen. Bei der Schere steht in der Aufgabe, dass sie „rostig“ ist, was auf Eisen hindeutet. Der Nagel könnte theoretisch auch aus Messing oder einem ähnlichen Metall, das nicht vom Magneten angezogen wird, bestehen.
A2 a) Man könnte einen zweiten Magneten, mit gekennzeichneten Polen, nähern. Aufgrund der Abstoßung gleichnamiger Pole und der Anziehung ungleichnamiger Pole kann man damit die beiden Pole des nicht gekennzeichneten Magneten identifizieren. b) Es wird eine Kompassnadel neben den Magneten gestellt. Der Kompass zeigt zum geographischen Nordpol oder magnetischen Südpol. Nahe am Magneten gibt er also an, wo der Südpol des Magneten liegt. c) Wird der Magnet beweglich aufgehängt, so wirkt er selbst als Kompassnadel. Bei Kenntnis der geographischen Nord - und Südrichtung kann man so ebenfalls die Pole erkennen: der Nordpol des Magneten zeigt auf den geographischen Nordpol.
A3 Der bewegliche Magnet wird sich drehen, so dass schließlich sein Südpol dem Nordpol des zweiten Magneten gegenüber steht. Beim Annähern des Südpols dreht der bewegliche Magnet seinen Nordpol zum zweiten Magneten.
A4 Auf dem Bild ist zu sehen, dass sehr viele Eisenfeilspäne an den Enden des Metallstabs hängen. In der Mitte hängen keine Späne. Daraus lässt sich folgern, dass der Eisenstab ein Magnet ist und an den Enden seine Pole liegen, denn die magnetische Wirkung ist an den Polen am größten.
A5 Man nimmt einen Magneten und streicht mit einem seiner Pole immer in der gleichen Richtung an dem Eisenstab entlang. Dies wird mehrmals wiederholt.
1 Magnetismus
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A6
A7 Die Elementarmagnete im Magneten sind geordnet, so dass alle Nordpole zum Beispiel nach oben zeigen und alle Südpole nach unten. Wird der Magnet durchgebrochen, so bleibt die Ordnung erhalten. In jeder Hälfte zeigen wieder die Nord- bzw. Südpole in die gleiche Richtung. Deswegen sind die Hälften wieder Magnete mit beiden Polen.
A8 Bei deutlicher Krafteinwirkung auf einen Magneten geraten die Elementarmagnete im Inneren in Unordnung. Deswegen wird die Magnetwirkung bei Erschütterungen schwächer.
A9 Bei der „schwebenden Büroklammer“ wirkt der Magnet durch die Luft. Das liegt daran, dass er vom Magnetfeld umgeben ist. Das Magnetfeld sieht man nicht und es wird mit größerem Abstand schwächer, so dass die Kraft nur bei geringem Abstand zwischen Büroklammer und Magnet reicht, um den Faden an der Büroklammer stramm zuhalten.
A10 Die Wirkung eines Magneten auf einen Gegenstand wird von dazwischen gehaltenem Eisen, Kobalt oder Nickel abgeschwächt. Der Kompass funktioniert jedoch nur, wenn der kleine Magnet im Inneren vom Erdmagnetfeld beeinflusst werden kann. Deswegen darf das Gehäuse des Kompasses nicht aus Eisen, Kobalt oder Nickel sein. Es bietet sich also ein anderes Metall an, zum Beispiel Messing, Kupfer oder Aluminium.
A11
A12 Der Hufeisenmagnet wird flach auf den Tisch gelegt. Darauf wird eine dünne aber stabile Pappe (oder dünne Plexiglasplatte) gelegt. Darauf werden nun die Eisenfeilspäne gestreut.
Magnetisierbare und nicht magnetisierbare Stoffe
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
Autoren: Bredthauer, Wilhelm u.a.
Grafik: Jörg Mair, Herrsching; Alfred Marzell, Schwäbisch-Gmünd
A1 Welche der abgebildeten Gegenstände werden von Magneten angezogen? Fülle die Tabelle aus.
Gegenstand Anziehung?
ja oder nein
Stoff, aus dem der Gegenstand
besteht
Ergebnis: Nur Gegenstände aus bestimmten Stoffen werden von Magneten angezogen. Was hast du
festgestellt?
Auch Gegenstände, die aus den Metallen Nickel und Cobalt bestehen, und der Magnet ziehen sich gegenseitig
an.
A2 Prüfe dieses Ergebnis, indem du weitere Gegenstände in die Nähe eines Magneten bringst.
A3 Prüfe, welche Münzen Stoffe enthalten, die von Magneten angezogen werden. Es sind:
A4 Bernd, Christina und Giovanni haben diese Tabelle erstellt: Anziehung keine Anziehung
Büroklammer
Reißzwecke
Anspitzer
Münze
Schraube
Holzwürfel
Stecknadel
Schlüssel
Deutschheft
Münze
Reagenzglas
Eisendraht
Schraube
Schwamm
a) Haben die drei Fehler gemacht? Wenn ja, streiche die entsprechenden Begriffe durch.
b) Ein Gegenstand steht in beiden Spalten. Finde eine Erklärung.
A5 Schlage im Lexikon unter Cobalt nach; entweder unter C oder K.
Magnetisierbare und nicht magnetisierbare Stoffe
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
Autoren: Bredthauer, Wilhelm u.a.
Grafik: Jörg Mair, Herrsching; Alfred Marzell, Schwäbisch-Gmünd
A1 Welche der abgebildeten Gegenstände werden von Magneten angezogen? Fülle die Tabelle aus.
Gegenstand Anziehung?
ja oder nein
Stoff, aus dem der Gegenstand
besteht
Schere ja Eisen (Stahl)
Nagel ja Eisen
Büroklammer ja Eisen
Nadel ja Eisen (Stahl)
Reagenzglas nein Glas
Ring nein Silber, Gold, Platin
Kreise nein Gips
Lineal nein Holz, Plastik
Ergebnis: Nur Gegenstände aus bestimmten Stoffen werden von Magneten angezogen. Was hast du
festgestellt?
Gegenstände aus Eisen oder Stahl werden angezogen.
Auch Gegenstände, die aus den Metallen Nickel und Cobalt bestehen, und der Magnet ziehen sich gegenseitig
an.
A2 Prüfe dieses Ergebnis, indem du weitere Gegenstände in die Nähe eines Magneten bringst.
A3 Prüfe, welche Münzen Stoffe enthalten, die von Magneten angezogen werden. Es sind:
1-Cent-, 2-Cent-, 5-Cent-, 1-Euro- und 2-Euro-Münzen
A4 Bernd, Christina und Giovanni haben diese Tabelle erstellt: Anziehung keine Anziehung
Büroklammer
Reißzwecke
Anspitzer
Münze
Schraube
Holzwürfel
Stecknadel
Schlüssel
Deutschheft
Münze
Reagenzglas
Eisendraht
Schraube
Schwamm
a) Haben die drei Fehler gemacht? Wenn ja, streiche die entsprechenden Begriffe durch.
b) Ein Gegenstand steht in beiden Spalten. Finde eine Erklärung.
Manche Gegenstände können aus verschiedenen Stoffen hergestellt werden.
A5 Schlage im Lexikon unter Cobalt nach; entweder unter C oder K.
Grau glänzendes, hartes, schmiedbares Schwermatall.
Das Versuchsprotokoll (1)
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Laura Muster geht in die 5. Klasse und führt ein Lerntagebuch. Heute schreibt sie:
A1 Laura hat die wichtigen Informationen schon unterstrichen. Schreibe für Laura das Versuchsprotokoll. Benutze dazu die folgende Vorlage:
Versuchsprotokoll Name: Datum:
Thema:
Material: Versuchsaufbau:
Durchführung:
Beobachtung:
Münze 1 Cent 2 Cent 5 Cent 10 Cent 20 Cent 50 Cent 1 Euro 2 Euro
wird angezogen
wird nicht angezogen
Ergebnis:
Neulich ist mir eine 1-Euro-Münze in den engen Spalt zwischen Schreibtisch und Wand gefallen. Heute haben wir
im Physikunterricht einen interessanten Versuch dazu gemacht. Unsere Lehrerin hat uns einen Stabmagneten
gegeben. Wir sollten überprüfen, welche Euro-Münzen und welche Cent-Münzen von einem Magneten angezogen
werden. Ich hatte alle acht Münzen mitgebracht und habe den Stabmagneten an jede Münze gehalten. An meine
Beobachtungen erinnere ich mich noch genau: Die 2-Euro-Münze, die 1-Euro-Münze, die 5-Cent-Münze, die
2-Cent-Münze und die 1-Cent-Münze blieben an meinem Magneten hängen. Bei den anderen drei Münzen gab es
keine Anziehung. Als ich die Münzen genauer betrachtet habe, fiel mir auf, dass die Münzen aus verschiedenen
Materialien bestehen. Deshalb war mein Ergebnis: Ob eine Münze angezogen wird oder nicht, hängt davon ab, aus
welchem Material sie besteht. Dann hat unsere Lehrerin uns erklärt, warum man ein Versuchsprotokoll macht und
was alles dazu gehört. Jeder soll zu diesem Versuch ein Versuchsprotokoll machen. Den Versuchsaufbau sollen wir
zeichnen, die Beobachtungen in einer Tabelle festhalten. Ich glaube das ist gar nicht so schwer.
Das Versuchsprotokoll (1)
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Laura Muster geht in die 5. Klasse und führt ein Lerntagebuch. Heute schreibt sie:
A1 Laura hat die wichtigen Informationen schon unterstrichen. Schreibe für Laura das Versuchsprotokoll. Benutze dazu die folgende Vorlage:
Versuchsprotokoll Name: M e l a n i e M u s t e r Datum: 2 9 . 0 2 . 2 0 1 6
Thema: W e l c h e M ü n z e n w e r d e n v o n M a g n e t e n a n g e z o g e n ?
Material: J e e i n e 1 - u n d 2 - Versuchsaufbau:
E u r o - M ü n z e ; j e e i n e 1 - ,
2 - , 5 - , 1 0 - , 2 0 - u n d 5 0 -
C e n t - M ü n z e
Durchführung: D e r M a g n e t w i r d a n j e d e M ü n z e g e h a l t e n ,
u m z u p r ü f e n , o b e r s i e a n z i e h t .
Beobachtung:
Münze 1 Cent 2 Cent 5 Cent 10 Cent 20 Cent 50 Cent 1 Euro 2 Euro
wird angezogen
wird nicht angezogen
Ergebnis: D i e 1 - , 2 - u n d 5 - C e n t - M ü n z e n u n d d i e 1 - u n d
2 - E u r o - M ü n z e n w e r d e n a n g e z o g e n . O b e i n e M ü n z e
a n g e z o g e n w i r d o d e r n i c h t h ä n g t d a v o n a b , a u s
w e l c h e m M a t e r i a l s i e b e s t e h t .
Neulich ist mir eine 1-Euro-Münze in den engen Spalt zwischen Schreibtisch und Wand gefallen. Heute haben wir
im Physikunterricht einen interessanten Versuch dazu gemacht. Unsere Lehrerin hat uns einen Stabmagneten
gegeben. Wir sollten überprüfen, welche Euro-Münzen und welche Cent-Münzen von einem Magneten angezogen
werden. Ich hatte alle acht Münzen mitgebracht und habe den Stabmagneten an jede Münze gehalten. An meine
Beobachtungen erinnere ich mich noch genau: Die 2-Euro-Münze, die 1-Euro-Münze, die 5-Cent-Münze, die
2-Cent-Münze und die 1-Cent-Münze blieben an meinem Magneten hängen. Bei den anderen drei Münzen gab es
keine Anziehung. Als ich die Münzen genauer betrachtet habe, fiel mir auf, dass die Münzen aus verschiedenen
Materialien bestehen. Deshalb war mein Ergebnis: Ob eine Münze angezogen wird oder nicht, hängt davon ab, aus
welchem Material sie besteht. Dann hat unsere Lehrerin uns erklärt, warum man ein Versuchsprotokoll macht und
was alles dazu gehört. Jeder soll zu diesem Versuch ein Versuchsprotokoll machen. Den Versuchsaufbau sollen wir
zeichnen, die Beobachtungen in einer Tabelle festhalten. Ich glaube das ist gar nicht so schwer.
Das Versuchsprotokoll (2)
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Laura Muster geht in die 5. Klasse und führt ein Lerntagebuch. Heute schreibt sie:
A1 Schreibe für Laura das Versuchsprotokoll. Benutze dazu die folgende Vorlage:
Versuchsprotokoll Name: Datum:
Thema:
Material: Versuchsaufbau:
Durchführung:
Beobachtung:
Ergebnis:
Neulich ist mir eine 1-Euro-Münze in den engen Spalt zwischen Schreibtisch und Wand gefallen. Heute haben wir
im Physikunterricht einen interessanten Versuch dazu gemacht. Unsere Lehrerin hat uns einen Stabmagneten
gegeben. Wir sollten überprüfen, welche Euro-Münzen und welche Cent-Münzen von einem Magneten angezogen
werden. Ich hatte alle acht Münzen mitgebracht und habe den Stabmagneten an jede Münze gehalten. An meine
Beobachtungen erinnere ich mich noch genau: Die 2-Euro-Münze, die 1-Euro-Münze, die 5-Cent-Münze, die
2-Cent-Münze und die 1-Cent-Münze blieben an meinem Magneten hängen. Bei den anderen drei Münzen gab es
keine Anziehung. Als ich die Münzen genauer betrachtet habe, fiel mir auf, dass die Münzen aus verschiedenen
Materialien bestehen. Deshalb war mein Ergebnis: Ob eine Münze angezogen wird oder nicht, hängt davon ab, aus
welchem Material sie besteht. Dann hat unsere Lehrerin uns erklärt, warum man ein Versuchsprotokoll macht und
was alles dazu gehört. Jeder soll zu diesem Versuch ein Versuchsprotokoll machen. Den Versuchsaufbau sollen wir
zeichnen, die Beobachtungen in einer Tabelle festhalten. Ich glaube das ist gar nicht so schwer.
Das Versuchsprotokoll (2)
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Laura Muster geht in die 5. Klasse und führt ein Lerntagebuch. Heute schreibt sie:
A1 Schreibe für Laura das Versuchsprotokoll. Benutze dazu die folgende Vorlage:
Neulich ist mir eine 1-Euro-Münze in den engen Spalt zwischen Schreibtisch und Wand gefallen. Heute haben wir
im Physikunterricht einen interessanten Versuch dazu gemacht. Unsere Lehrerin hat uns einen Stabmagneten
gegeben. Wir sollten überprüfen, welche Euro-Münzen und welche Cent-Münzen von einem Magneten angezogen
werden. Ich hatte alle acht Münzen mitgebracht und habe den Stabmagneten an jede Münze gehalten. An meine
Beobachtungen erinnere ich mich noch genau: Die 2-Euro-Münze, die 1-Euro-Münze, die 5-Cent-Münze, die
2-Cent-Münze und die 1-Cent-Münze blieben an meinem Magneten hängen. Bei den anderen drei Münzen gab es
keine Anziehung. Als ich die Münzen genauer betrachtet habe, fiel mir auf, dass die Münzen aus verschiedenen
Materialien bestehen. Deshalb war mein Ergebnis: Ob eine Münze angezogen wird oder nicht, hängt davon ab, aus
welchem Material sie besteht. Dann hat unsere Lehrerin uns erklärt, warum man ein Versuchsprotokoll macht und
was alles dazu gehört. Jeder soll zu diesem Versuch ein Versuchsprotokoll machen. Den Versuchsaufbau sollen wir
zeichnen, die Beobachtungen in einer Tabelle festhalten. Ich glaube das ist gar nicht so schwer.
Versuchsprotokoll Name: M e l a n i e M u s t e r Datum: 2 9 . 0 2 . 2 0 1 6
Thema: W e l c h e M ü n z e n w e r d e n v o n M a g n e t e n a n g e z o g e n ?
Material: J e e i n e 1 - u n d 2 - Versuchsaufbau:
E u r o - M ü n z e ; j e e i n e 1 - ,
2 - , 5 - , 1 0 - , 2 0 - u n d 5 0 -
C e n t - M ü n z e
Durchführung: D e r M a g n e t w i r d a n j e d e M ü n z e g e h a l t e n ,
u m z u p r ü f e n , o b e r s i e a n z i e h t .
Beobachtung:
Münze 1 Cent 2 Cent 5 Cent 10 Cent 20 Cent 50 Cent 1 Euro 2 Euro
wird angezogen
wird nicht angezogen
Ergebnis: D i e 1 - , 2 - u n d 5 - C e n t - M ü n z e n u n d d i e 1 - u n d
2 - E u r o - M ü n z e n w e r d e n a n g e z o g e n . O b e i n e M ü n z e
a n g e z o g e n w i r d o d e r n i c h t h ä n g t d a v o n a b , a u s
w e l c h e m M a t e r i a l s i e b e s t e h t .
Magnetpole und Polgesetze (1)
Name: Klasse: Datum:
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Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
A1 Schaue dir das Bild rechts an. Bewege einen Stabmagneten einmal
mit dem einen Ende und anschließend mit dem anderen Ende dicht
über einen zweiten Stabmagneten. Beschreibe, was du spüren
kannst.
A2 Hänge einen Stabmagneten frei beweglich in einer Papptasche auf
(s. Bild rechts). Bewege einen zweiten Stabmagneten langsam auf
ihn zu, so dass entweder gleiche oder verschiedene Magnetpole
zueinander zeigen. Kreuze in der Tabelle die richtigen Antworten an.
Die Magnetpole stoßen sich ab. Die Magnetpole ziehen sich an.
A3 Lege einen Stabmagneten auf die Ladefläche eines Spielzeugautos. Ein zweiter Stabmagnet wird als
„Fernsteuerung“ für dieses Spielzeugauto eingesetzt. Beschreibe, wie du erreichen kannst, dass sich das
Auto von dir weg bzw. auf dich zu bewegt.
Magnetpole und Polgesetze (1)
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Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
A1 Schaue dir das Bild rechts an. Bewege einen Stabmagneten einmal
mit dem einen Ende und anschließend mit dem anderen Ende dicht
über einen zweiten Stabmagneten. Beschreibe, was du spüren
kannst.
M a n s p ü r t e i n m a l e i n e a b s t o ß e n d e
u n d e i n m a l e i n e a n z i e h e n d e K r a f t .
A2 Hänge einen Stabmagneten frei beweglich in einer Papptasche auf
(s. Bild rechts). Bewege einen zweiten Stabmagneten langsam auf
ihn zu, so dass entweder gleiche oder verschiedene Magnetpole
zueinander zeigen. Kreuze in der Tabelle die richtigen Antworten an.
Die Magnetpole stoßen sich ab. Die Magnetpole ziehen sich an.
A3 Lege einen Stabmagneten auf die Ladefläche eines Spielzeugautos. Ein zweiter Stabmagnet wird als
„Fernsteuerung“ für dieses Spielzeugauto eingesetzt. Beschreibe, wie du erreichen kannst, dass sich das
Auto von dir weg bzw. auf dich zu bewegt.
W e n n s i c h z w e i g l e i c h e M a g n e t p o l e n ä h e r n , f ä h r t
d a s S p i e l z e u g a u t o v o n m i r w e g . W e n n s i c h a b e r z w e i
u n g l e i c h e M a g n e t p o l e n ä h e r n , r o l l t d a s A u t o a u f
m i c h z u .
Magnetpole und Polgesetze (2)
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Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
A1 Hänge einen Stabmagneten frei beweglich in einer Papptasche auf
(s. Bild rechts). Bewege einen zweiten Stabmagneten langsam auf
ihn zu, so dass entweder gleiche oder verschiedene Magnetpole
zueinander zeigen. Trage in der Tabelle die Polung der Magnete
ein und kreuze das passende Ergebnis an.
Die Magnetpole stoßen sich ab. Die Magnetpole ziehen sich an.
A2 Formuliere mithilfe des Experiments in Aufgabe 1 ein physikalisches Gesetz.
A3 Anna findet in der Spielzeugabteilung „schwebende Magnete“. Erkläre,
wie das möglich ist und beschrifte im Bild die Pole der Magnete korrekt.
(Tipp: Scheibenmagnete haben ihre Pole oben und unten an der
Scheibe.)
Magnetpole und Polgesetze (2)
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Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
A1 Hänge einen Stabmagneten frei beweglich in einer Papptasche auf
(s. Bild rechts). Bewege einen zweiten Stabmagneten langsam auf
ihn zu, so dass entweder gleiche oder verschiedene Magnetpole
zueinander zeigen. Trage in der Tabelle die Polung der Magnete
ein und kreuze das passende Ergebnis an.
Die Magnetpole stoßen sich ab. Die Magnetpole ziehen sich an.
A2 Formuliere mithilfe des Experiments in Aufgabe 1 ein physikalisches Gesetz.
G l e i c h n a m i g e M a g n e t p o l e s t o ß e n s i c h g e g e n s e i t i g
a b . U n g l e i c h n a m i g e M a g n e t p o l e z i e h e n s i c h g e g e n -
s e i t i g a n .
A3 Anna findet in der Spielzeugabteilung „schwebende Magnete“. Erkläre,
wie das möglich ist und beschrifte im Bild die Pole der Magnete korrekt.
(Tipp: Scheibenmagnete haben ihre Pole oben und unten an der
Scheibe.)
J e d e r M a g n e t h a t e i n e n N o r d p o l
u n d e i n e n S ü d p o l . W e i l s i c h
g l e i c h n a m i g e M a g n e t p o l e g e g e n -
s e i t i g a b s t o ß e n , m ü s s e n s i c h h i e r
z w e i N o r d p o l e o d e r z w e i S ü d p o l e g e g e n ü b e r s t e h e n .
N
S
Magnete herstellen (1)
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ISBN: 978-3-12-068898-3
Die Vorgänge in einem Stück Eisen, wenn man es magnetisiert, kann
man mit dem Modell der Elementarmagnete erklären. Nach diesem
Modell besteht das Stück Eisen aus vielen kleinen sogenannten Ele-
mentarmagneten. Jeder dieser Elementarmagnete hat einen Nordpol
und einen Südpol. Nur wenn diese Elementarmagnete in eine Richtung
ausgerichtet sind, ist der Gegenstand ein Magnet.
A1 Überstreiche einen Eisennagel mehrmals mit einem Stabmagne–
ten von einem Ende zum anderen Ende. Achte unbedingt darauf,
dass du immer in dieselbe Richtung streichst und dass du immer
denselben Pol des Magneten verwendest. Beschreibe, was bei
diesem Vorgang passiert.
A2 Magnetisiere eine Stricknadel aus Eisen und finde mithilfe eines Kompasses den Nordpol und den
Südpol dieser Stricknadel heraus. Kneife nun mit einer Zange die Stricknadel genau in der Mitte durch.
Überprüfe mit dem Kompass erneut Nordpol und Südpol bei den Stücken der Stricknadel. Beschreibe,
was die Überprüfung ergibt.
A3 Yvonne hat vor dem Zusammenbau eines Schranks die Spitze
eines Schraubendrehers magnetisiert. Beschreibe deine
Vermutungen, weshalb sie dies getan hat.
Magnete herstellen (1)
Name: Klasse: Datum:
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Die Kopiergebühren sind abgegolten.
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Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Die Vorgänge in einem Stück Eisen, wenn man es magnetisiert, kann
man mit dem Modell der Elementarmagnete erklären. Nach diesem
Modell besteht das Stück Eisen aus vielen kleinen sogenannten Ele-
mentarmagneten. Jeder dieser Elementarmagnete hat einen Nordpol
und einen Südpol. Nur wenn diese Elementarmagnete in eine Richtung
ausgerichtet sind, ist der Gegenstand ein Magnet.
A1 Überstreiche einen Eisennagel mehrmals mit einem Stabmagne-
ten von einem Ende zum anderen Ende. Achte unbedingt darauf,
dass du immer in dieselbe Richtung streichst und dass du immer
denselben Pol des Magneten verwendest. Beschreibe, was bei
diesem Vorgang passiert.
D i e e i n z e l n e n E l e m e n t a r m a g n e t e
w e r d e n i n n e r h a l b d e s N a g e l s a l l e
i n e i n e R i c h t u n g a u s g e r i c h t e t .
D e r N a g e l w i r d m a g n e t i s i e r t . E r w i r d s e l b s t z u
e i n e m M a g n e t e n .
A2 Magnetisiere eine Stricknadel aus Eisen und finde mithilfe eines Kompasses den Nordpol und den
Südpol dieser Stricknadel heraus. Kneife nun mit einer Zange die Stricknadel genau in der Mitte durch.
Überprüfe mit dem Kompass erneut Nordpol und Südpol bei den Stücken der Stricknadel. Beschreibe,
was die Überprüfung ergibt.
D i e b e i d e n S t r i c k n a d e l s t ü c k e h a b e n j e w e i l s w i e d e r
e i n e n N o r d p o l u n d e i n e n S ü d p o l . J e d e s T e i l s t ü c k i s t
n u n e i n e i g e n e r M a g n e t .
A3 Yvonne hat vor dem Zusammenbau eines Schranks die Spitze
eines Schraubendrehers magnetisiert. Beschreibe deine
Vermutungen, weshalb sie dies getan hat.
D u r c h d a s M a g n e t i s i e r e n d e s
S c h r a u b e n d r e h e r s w i r d d i e
S c h r a u b e a u s E i s e n a n g e z o g e n
u n d f ä l l t n i c h t m e h r a u f d e n B o d e n .
Magnete herstellen (2)
Name: Klasse: Datum:
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Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Die Vorgänge in einem Stück Eisen, wenn man es magnetisiert, kann
man mit dem Modell der Elementarmagnete erklären. Nach diesem
Modell besteht das Stück Eisen aus vielen kleinen sogenannten Ele-
mentarmagneten. Jeder dieser Elementarmagnete hat einen Nordpol
und einen Südpol. Nur wenn diese Elementarmagnete in eine Richtung
ausgerichtet sind, ist der Gegenstand ein Magnet.
A1 Überstreiche einen Eisennagel mehrmals mit einem Stabmagne–
ten von einem Ende zum anderen Ende. Achte unbedingt darauf,
dass du immer in dieselbe Richtung streichst und dass du immer
denselben Pol des Magneten verwendest. Beschreibe, was bei
diesem Vorgang passiert.
A2 Welche Magnetpole erhälst du, wenn du eine magnetisierte Stricknadel (aus Eisen) teilst?
Plane und führe einen entsprechenden Versuch durch. Beschreibe die Planung und deine Ergebnisse.
A3 Manchmal wird davor gewarnt, einen Magneten nicht (stark) zu erhitzen. Begründe, warum dies so ist.
Magnete herstellen (2)
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Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Die Vorgänge in einem Stück Eisen, wenn man es magnetisiert, kann
man mit dem Modell der Elementarmagnete erklären. Nach diesem
Modell besteht das Stück Eisen aus vielen kleinen sogenannten Ele-
mentarmagneten. Jeder dieser Elementarmagnete hat einen Nordpol
und einen Südpol. Nur wenn diese Elementarmagnete in eine Richtung
ausgerichtet sind, ist der Gegenstand ein Magnet.
A1 Überstreiche einen Eisennagel mehrmals mit einem Stabmagne–
ten von einem Ende zum anderen Ende. Achte unbedingt darauf,
dass du immer in dieselbe Richtung streichst und dass du immer
denselben Pol des Magneten verwendest. Beschreibe, was bei
diesem Vorgang passiert.
D i e e i n z e l n e n E l e m e n t a r m a g n e t e
w e r d e n i n n e r h a l b d e s N a g e l s a l l e
i n e i n e R i c h t u n g a u s g e r i c h t e t .
D e r N a g e l w i r d m a g n e t i s i e r t . E r w i r d s e l b s t z u
e i n e m M a g n e t e n .
A2 Welche Magnetpole erhälst du, wenn du eine magnetisierte Stricknadel (aus Eisen) teilst?
Plane und führe einen entsprechenden Versuch durch. Beschreibe die Planung und deine Ergebnisse.
Z u e r s t w i r d d i e S t r i c k n a d e l m a g n e t i s i e r t . D i e M a g -
n e t p o l e w e r d e n m i t e i n e m K o m p a s s e r m i t t e l t . D a n n
w i r d d i e S t r i c k n a d e l g e t e i l t u n d b e i d e n z w e i H ä l f -
t e n w i e d e r d i e M a g n e t p o l e b e s t i m m t . D i e b e i d e n
S t r i c k n a d e l s t ü c k e h a b e n j e w e i l s w i e d e r e i n e n N o r d -
p o l u n d e i n e n S ü d p o l .
A3 Manchmal wird davor gewarnt, einen Magneten nicht (stark) zu erhitzen. Begründe, warum dies so ist.
W i r d e i n M a g n e t ( s t a r k ) e r h i t z t , g e h t d i e O r d n u n g
d e r v i e l e n E l e m e n t a r m a g n e t e v e r l o r e n . D e r M a g n e t
w i r d s o e n t m a g n e t i s i e r t .
Erdmagnetfeld und Kompass (1)
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ISBN: 978-3-12-068898-3
Die Erde ist ein großer Magnet. In
dem magnetischen Feld der Erde
richtet sich eine Kompassnadel in
Nord-Süd-Richtung aus. Dabei richtet
sich der Nordpol der Kompassnadel
nach oben aus, deshalb heißt dieser
obere Pol der Erde (geographischer)
Nordpol. In der Nähe des
geographischen Nordpols liegt der
magnetische Südpol der Erde.
A1 Eine Kompassnadel stellt sich immer so ein, dass ihr Nordpol zum geographischen Nordpol zeigt und ihr
Südpol zum geographischen Südpol. Das erscheint unlogisch. Erkläre, wie das möglich ist.
A2 Erkläre, wie ein Kompass funktioniert.
A3 In U-Booten, bei großen Schiffen, in Flugzeugen und auch im Auto zeigt ein normaler Kompass die Nord-
Süd-Richtung nicht immer richtig an. Stelle Vermutungen auf, warum dies so ist.
Erdmagnetfeld und Kompass (1)
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Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Die Erde ist ein großer Magnet. In
dem magnetischen Feld der Erde
richtet sich eine Kompassnadel in
Nord-Süd-Richtung aus. Dabei richtet
sich der Nordpol der Kompassnadel
nach oben aus, deshalb heißt dieser
obere Pol der Erde (geographischer)
Nordpol. In der Nähe des
geographischen Nordpols liegt der
magnetische Südpol der Erde.
A1 Eine Kompassnadel stellt sich immer so ein, dass ihr Nordpol zum geographischen Nordpol zeigt und ihr
Südpol zum geographischen Südpol. Das erscheint unlogisch. Erkläre, wie das möglich ist.
D i e E r d e s e l b s t h a t e i n e n m a g n e t i s c h e n N o r d p o l
u n d e i n e n m a g n e t i s c h e n S ü d p o l . D e r N o r d p o l d e r
K o m p a s s n a d e l w i r d v o m m a g n e t i s c h e n S ü d p o l d e r
E r d e a n g e z o g e n . D i e s i s t d e r g e o g r a p h i s c h e N o r d -
p o l . B e i m S ü d p o l i s t e s g e n a u u m g e k e h r t .
A2 Erkläre, wie ein Kompass funktioniert.
E i n K o m p a s s e n t h ä l t e i n e f r e i b e w e g l i c h e
M a g n e t i s i e r t e N a d e l m i t e i n e m N o r d p o l u n d e i n e m
S ü d p o l . D i e s e N a d e l r i c h t e t s i c h i n n e r h a l b d e s
M a g n e t f e l d s d e r E r d e i n N o r d - S ü d - R i c h t u n g a u s .
A3 In U-Booten, bei großen Schiffen, in Flugzeugen und auch im Auto zeigt ein normaler Kompass die Nord-
Süd-Richtung nicht immer richtig an. Stelle Vermutungen auf, warum dies so ist.
D a s m e t a l l i s c h e G e h ä u s e k a n n d a s E r d m a g n e t f e l d
t e i l w e i s e a b s c h i r m e n b z w . a b l e n k e n , s o d a s s d e r
K o m p a s s d i e H i m m e l s r i c h t u n g e n f a l s c h a n z e i g t .
Erdmagnetfeld und Kompass (2)
Name: Klasse: Datum:
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Die Erde ist ein großer Magnet. In dem
magnetischen Feld der Erde richtet sich
eine Kompassnadel in Nord-Süd-
Richtung aus. Dabei gibt
es Unterschiede zwischen den mag-
netischen und den geographischen
Polen der Erde.
A1 Eine Kompassnadel stellt sich immer so ein, dass ihr Nordpol zum geographischen Nordpol zeigt und ihr
Südpol zum geographischen Südpol. Das erscheint unlogisch. Erkläre, wie das möglich ist.
A2 Kompasse zeigen nicht immer die korrekten Himmelsrichtungen an.
a) In U-Booten, bei großen Schiffen, in Flugzeugen und auch im Auto zeigt ein normaler Kompass die Nord-
Süd-Richtung nicht immer richtig an. Stelle Vermutungen auf, warum dies so ist.
b) Der Kompass selbst kann beeinflusst werden. Stelle Vermutungen auf, wie dies geschehen könnte.
Erdmagnetfeld und Kompass (2)
Name: Klasse: Datum:
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Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
entnommen aus:
Arbeitsblätter Plus Physik 1 - Differenzierend unterrichten
ISBN: 978-3-12-068898-3
Die Erde ist ein großer Magnet. In dem
magnetischen Feld der Erde richtet sich
eine Kompassnadel in Nord-Süd-
Richtung aus. Dabei gibt
es Unterschiede zwischen den mag-
netischen und den geographischen
Polen der Erde.
A1 Eine Kompassnadel stellt sich immer so ein, dass ihr Nordpol zum geographischen Nordpol zeigt und ihr
Südpol zum geographischen Südpol. Das erscheint unlogisch. Erkläre, wie das möglich ist.
D i e E r d e s e l b s t h a t e i n e n m a g n e t i s c h e n N o r d p o l
u n d e i n e n m a g n e t i s c h e n S ü d p o l . D e r N o r d p o l d e r
K o m p a s s n a d e l w i r d v o m m a g n e t i s c h e n S ü d p o l d e r
E r d e a n g e z o g e n . D i e s i s t d e r g e o g r a p h i s c h e N o r d -
p o l . B e i m S ü d p o l i s t e s g e n a u u m g e k e h r t .
A2 Kompasse zeigen nicht immer die korrekten Himmelsrichtungen an.
a) In U-Booten, bei großen Schiffen, in Flugzeugen und auch im Auto zeigt ein normaler Kompass die Nord-
Süd-Richtung nicht immer richtig an. Stelle Vermutungen auf, warum dies so ist.
D a s m e t a l l i s c h e G e h ä u s e k a n n d a s E r d m a g n e t f e l d
t e i l w e i s e a b s c h i r m e n b z w . a b l e n k e n , s o d a s s d e r
K o m p a s s d i e H i m m e l s r i c h t u n g e n f a l s c h a n z e i g t .
b) Der Kompass selbst kann beeinflusst werden. Stelle Vermutungen auf, wie dies geschehen könnte.
D i e K o m p a s s n a d e l k a n n d u r c h a n d e r e M a g n e t f e l d e r
i n i h r e r N ä h e a b g e l e n k t w e r d e n . D i e K o m p a s s n a d e l
k a n n a b e r a u c h z . B . d u r c h E r h i t z e n e n t m a g n e t i s i e r t
w e r d e n .
Lernzirkel: Geheimnis Magnet
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Die Kopiergebühren sind abgegolten.
Autoren: Bredthauer, Wilhelm u.a.
Grafik: Jörg Mair, Herrsching; Alfred Marzell, Schwäbisch-Gmünd
Laufzettel Beim Lernen an den Stationen arbeitet ihr selbstständig in kleinen Gruppen an einzelnen Experimenten.
Station Thema der Station Station bearbeitet? J/N
Zusatzaufgabe bearbeitet? J/N
1 Stärke von Magneten ––––––––––––––––
2 Reichweite von Magneten ––––––––––––––––
3 Magnetwirkung durch Hindernisse
4 Abstoßung von Magneten
5 Magnetische Wirkung oder nicht
6 Anziehung und Abstoßung ––––––––––––––––
7 Nord- und Südpol der Stabmagnete
8 Zusammenfügen von Magneten ––––––––––––––––
„Spielregeln“ 1. Ihr sollt mindestens die Versuche 1 bis 4 bearbeiten. 2. Lest den Text sorgfältig durch und baut die Versuche nach Anweisungen/Abbildungen des Arbeitsblattes auf. 3. Bearbeitet alle Aufgabenstellungen. Hilfen findet ihr im Buch. 4. Experimentiert vorsichtig mit den Geräten, sie sind empfindlich. 5. Wenn ihr die Versuche durchgeführt habt, müsst ihr sie so abbauen, dass die nachfolgende Gruppe von vorne
beginnen kann. 6. Kreuzt auf diesem Zettel die bearbeitete Station an und versucht, die zugehörige, unten stehende Zusatzaufgabe
zu bearbeiten (oben ankreuzen).
Zusatzaufgaben zu den einzelnen Stationen: 1: – 2: – 3: Aus welchem Material sollte das Gehäuse eines Kompasses bestehen? 4: 5: Auf welche(n) Stoff(e) wirken Magnete? 6: – 7: Was für ein magnetischer Pol befindet sich auf der Erde am geografischen Nordpol? 8: Erkläre das Verhalten der neu entstandenen Magnetmitte mit dem Modell der Elementarmagnete.
Lernzirkel: Geheimnis Magnet
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2014 | www.klett.de | Alle Rechte vorbehalten.
Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet.
Die Kopiergebühren sind abgegolten.
Autoren: Bredthauer, Wilhelm u.a.
Grafik: Jörg Mair, Herrsching; Alfred Marzell, Schwäbisch-Gmünd
Station 1 Stärke von Magneten
Material: drei verschiedene Magnete, mehrere Eisennägel 1 Vergleiche die Stärke der Magnete, indem du prüfst, welcher Magnet die längste Nagelkette halten kann. 2 Hänge dazu immer einen Nagel nach dem nächsten untereinander. 3 Notiere jeweils die Länge der gehaltenen Nagelkette
Lehrbuch Seite
Zusatzaufgabe
Station 2 Reichweite von Magneten
Material: drei verschiedene Magnete wie in Station I, Büro- klammer, Faden, Stativ, Lineal 1 Überprüfe für drei Magnete, wie weit ihre Wirkung erkennbar ist. Nähere dazu die Magnete langsam der Büroklammer. 2 Miss mit dem Lineal aus, bei welcher Entfernung die Büro- klammer beginnt, sich auf den Magnet zuzubewegen. 3 Halte die Ergebnisse in einer Tabelle fest und vergleiche sie mit denen von Station I.
Lehrbuch Seite
Zusatzaufgabe
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Station 3 Magnetwirkung durch Hindernisse
Material: Magnet, Büroklammer, Bindfaden, flache Gegenstände aus unterschiedlichem Material, z. B. Heft, Blech, Eisenplatte, Holzplatte, Kupferplatte, Geodreieck, CD … 1 Schiebe verschiedene Stoffe zwischen Magnet und Nagel. 2 Liste auf, welche Stoffe die Magnetwirkung verändern. 3 Vergleiche das Ergebnis mit der Liste der Stoffe, die von Magneten angezogen werden
Lehrbuch Seite
Zusatzaufgabe Aus welchem Material sollte das Gehäuse eines Kompasses bestehen?
Station 4 Abstoßung von Magneten
Material: verschiedene Stabmagnete, Wagen, Holzklotz, Lineal 1 Befestige einen Stabmagneten auf dem Klotz und den anderen auf dem Wagen. Die gleichfarbigen Seiten der Magnete sollen sich gegenüber stehen. 2 Der Wagen wird am Lineal entlang auf den Klotz zugeschoben. Halte dabei den Klotz fest. Wenn sich beide Magnete fast berühren, wird der Wagen losgelassen. 3 Miss die Entfernung, in der der Wagen stehen bleibt. Wiederhole das Experiment mit anderen Stabmagneten auf dem Klotz. Überlege, was die Ergebnisse aussagen.
Lehrbuch Seite
Zusatzaufgabe
Lernzirkel: Geheimnis Magnet
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Station 5 Magnetische Wirkung oder nicht
Material: Magnet, verschiedene Gegenstände (Münzen, Büroklammern, Radiergummi, …) Untersuche welche Gegenstände von dem Magneten angezogen werden. Halte das Ergebnis in einer Tabelle fest.
untersuchter Stoff magnetische Wirkung
Reißbrettstifte
10-Cent-Münze
1-Euro-Münze
Büroklammern
Radiergummi
Lehrbuch
Seite 8
Zusatzaufgabe
Auf welche(n) Stoff(e) wirken Magnete?
Station 6 Anziehung oder Abstoßung
Material: 2 Stabmagnete, mehrere Rundhölzer. Prüfe die Anziehung, bzw. Abstoßung zwischen zwei Stabmagneten. Halte das Ergebnis in einer Tabelle fest.
Lehrbuch Seite
Zusatzaufgabe
Lernzirkel: Geheimnis Magnet
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Station 7 Nord- und Südpol der Stabmagnete
Material: Stabmagnet, Schnur Hänge den Stabmagnet frei drehbar auf. Versetze ihn in eine leichte Drehbewegung und notiere, in welcher Position er zum Stillstand kommt. Vergleiche diese Position mit der Himmelsrichtung.
Lehrbuch Seite
Zusatzaufgabe Was für ein Pol befindet sich auf der Erde am geografischen Nordpol?
Station 8 Zusammenfügen von Magneten
Material: 2 Stabmagnete, kleine Eisennägel 1 Hänge einige Nägel an den Nordpol des ersten Magneten. 2 Nähere nun den Südpol des zweiten Magneten dem Nordpol des ersten, bis die Pole sich berühren. 3 Untersuche, welche Stellen des doppelten Stabmagneten die Nägel besonders gut anziehen.
Lehrbuch Seite
Zusatzaufgabe Erkläre das Verhalten der neu entstandenen Magnetmitte mit dem Modell der Elementarmagnete.