MODUŁ 04 · SPRAWDZIAN WIEDZY I

Sprawdzian I: ładunki i elektryzowanie (moduły 01–03)

PPrezentacja dla nauczyciela

Trzy pierwsze moduły wprowadziły fundament: ładunki, ciało obojętne i trzy sposoby elektryzowania — przez tarcie, przez dotyk i przez wpływ. Ten sprawdzian pozwoli Ci sprawdzić, czy swobodnie rozpoznajesz je w nowych sytuacjach.

Trzy poziomy zadań:
• Poziom A (rozumienie) — rozpoznaj pojęcie lub zjawisko (Część 2).
• Poziom B (zastosowanie) — przewidź, co się stanie (Część 1).
• Poziom C (transfer) — oceń cudze rozumowanie i wykryj błąd (Część 1b).
Co obejmuje ten zestaw: rozumienie pojęć, przewidywanie skutków, wykrywanie błędów w rozumowaniu oraz samodzielny dobór właściwego sposobu wyjaśnienia.

Podsumowanie: co trzeba rozróżniać

Sposób elektryzowania	Co się dzieje z ładunkami	Znaki ładunków po zabiegu	Przykład z życia
Przez tarcie	Elektrony przechodzą z jednego ciała na drugie	Przeciwne — jedno dodatnie, drugie ujemne	Balon potarty o sweter
Przez dotyk	Ładunek przepływa i dzieli się między ciała	Ten sam znak — oba dodatnie albo oba ujemne	Pałeczka dotknięta do metalowej kulki
Przez wpływ (indukcja)	Ładunki rozdzielają się bez dotykania	Kula spolaryzowana, ale jej ładunek całkowity = 0 (chyba że użyto uziemienia)	Pręt zbliżony do metalowej kuli

Najczęstsza pomyłka w tym dziale: mylenie tarcia (znaki przeciwne) z dotykiem (znaki takie same). Zanim odpowiesz, sprawdź w zadaniu, czy ciała pocierano, czy tylko zetknięto.

Część 1 — zadania ze wskazówkami (poziom B: zastosowanie)

Zadanie 1. Obojętną metalową kulkę zetknięto z naładowaną ujemnie pałeczką (nie pocierano ich o siebie). Jakie ładunki mają teraz oba ciała? Zadanie 1. Obojętną metalową kulkę zetknięto z naładowaną ujemnie pałeczką (nie pocierano ich o siebie). Jakie ładunki mają teraz oba ciała?

Wskazówka 1 — dotyk czy tarcie?

Pałeczki nie pocierano o kulkę — tylko ją dotknięto. To zmienia regułę.

Wskazówka 2 — co dzieje się z ładunkiem

Przy dotyku ładunek przepływa i dzieli się. Znak ładunku się nie odwraca.

Kulka dodatnia, pałeczka ujemna Oba ciała ujemne Oba ciała obojętne

Zadanie 2. Do metalowej kuli zbliżono naładowany pręt, nie dotykając jej i nie uziemiając niczego. Co można powiedzieć o ładunku kuli? Zadanie 2. Do metalowej kuli zbliżono naładowany pręt, nie dotykając jej i nie uziemiając niczego. Co można powiedzieć o ładunku kuli?

Wskazówka 1 — co się stało z ładunkami

Ładunki w kuli przesunęły się na różne strony — bliższa strona jest względnie dodatnia, dalsza względnie ujemna.

Wskazówka 2 — bilans

Nic nie dopłynęło i nic nie odpłynęło. Ile wynosi suma wszystkich ładunków w kuli?

Kula ma ładunek dodatni Kula ma ładunek ujemny Ładunek całkowity kuli wynosi zero — jest tylko spolaryzowana

Zadanie 3. Dwa obojętne ciała potarto o siebie. Ładunek pierwszego wynosi +4 (w umownych jednostkach). Jaki jest ładunek drugiego i ile wynosi suma? Zadanie 3. Dwa obojętne ciała potarto o siebie. Ładunek pierwszego wynosi +4 (w umownych jednostkach). Jaki jest ładunek drugiego i ile wynosi suma?

Wskazówka 1 — zasada zachowania ładunku

Ładunek nie powstaje i nie znika. Jeśli jedno ciało ma +4, to skąd wzięły się te ładunki dodatnie?

Wskazówka 2 — policz sumę

Drugie ciało oddało elektrony, czyli… a suma ma być taka jak przed tarciem, czyli zero.

Ładunek drugiego ciała: −4, suma: 0 Ładunek drugiego ciała: +4, suma: +8 Ładunek drugiego ciała: 0, suma: +4

Część 1b — zadania transferowe (poziom C: nowa sytuacja)

Nie liczą się do paska postępu. Rozwiązania pojawią się po sprawdzeniu.

Zadanie transferowe 1 — wykryj błąd w rozumowaniu

Polecenie: Kolega napisał: „Potarłem balon o sweter. Balon ma teraz ładunek ujemny, a sweter też ujemny, bo oba były potarte”. Wskaż błąd i popraw zdanie.

Rozwiązanie

Błąd polega na tym, że przy tarciu ciała naelektryzowują się przeciwnie. Balon zyskał elektrony (jest ujemny), więc sweter musiał je oddać — ma ładunek dodatni. Poprawne zdanie: „Balon ma ładunek ujemny, a sweter dodatni, bo elektrony przeszły z swetra na balon”. „Oba były potarte” nie jest powodem, żeby miały ten sam znak — wręcz odwrotnie.

Zadanie transferowe 2 — wybierz właściwy sposób wyjaśnienia

Polecenie: Ktoś twierdzi: „Metalowa kula po zbliżeniu naładowanego pręta jest naładowana dodatnio, bo pręt przyciągnął elektrony na jedną stronę”. Co jest nieprecyzyjne w tym zdaniu?

Rozwiązanie

Nieprecyzyjne jest słowo „naładowana”. Ładunki w kuli rzeczywiście się przesunęły (elektrony na jedną stronę, dodatnie na drugą), ale ładunek całkowity kuli nadal wynosi zero. Kula jest spolaryzowana, a nie naładowana. Żeby stała się trwale naładowana, trzeba wykonać procedurę z uziemieniem i właściwą kolejnością czynności.

Zadanie otwarte — odpowiedz własnymi słowami

Napisz 2–3 zdania. Nie wybierasz odpowiedzi — sam budujesz wyjaśnienie.

Pytanie: Wyjaśnij własnymi słowami, dlaczego po potarciu dwóch początkowo obojętnych przedmiotów jeden ma ładunek dodatni, a drugi ujemny.

Kryterium oceny — sprawdź po napisaniu

W odpowiedzi muszą pojawić się trzy elementy: (1) elektrony przechodzą z jednego ciała na drugie (a nie „powstają"), (2) zasada zachowania ładunku — jedno ciało oddaje dokładnie tyle, ile drugie zyskuje, (3) wniosek, że znaki ładunków są przeciwne. Samo „bo się pocierają" nie wystarcza.

Część 2 — sprawdzian wiedzy (poziom A: rozumienie)

Podsumowanie modułu

Zapamiętaj

Tarcie → znaki ładunków przeciwne.
Dotyk → znaki ładunków takie same.
Wpływ → ładunki rozdzielone, ale ładunek całkowity ciała nadal zero (bez uziemienia).

Uważaj na błąd

Z samego przyciągania nie wolno wnioskować, że oba ciała mają ładunki przeciwne. Naładowany przedmiot przyciąga także obojętny papier, włosy czy strumień wody.

Sprawdź, czy rozumiesz

W jednym zdaniu wyjaśnij różnicę między elektryzowaniem przez tarcie a przez dotyk.

Odpowiedź

Przy tarciu elektrony przechodzą z jednego ciała na drugie, więc ciała mają ładunki przeciwne. Przy dotyku naładowanym przedmiotem ładunek przepływa i dzieli się, więc oba ciała mają ładunek tego samego znaku.