MODUŁ 08 · SPRAWDZIAN WIEDZY II

Sprawdzian II: przewodniki, oddziaływanie i pole (moduły 05–07)

PPrezentacja dla nauczyciela

Drugi sprawdzian zbiera trzy tematy: gdzie ładunki mogą się przemieszczać, jak ciała na siebie działają (także gdy jedno jest obojętne) oraz jak opisujemy działanie na odległość.

Trzy poziomy zadań: A (rozumienie) — Część 2; B (zastosowanie) — Część 1; C (transfer) — Część 1b.
Co obejmuje ten zestaw: rozumienie pojęć, przewidywanie skutków, interpretację rysunku z liniami pola, samodzielny dobór wyjaśnienia oraz wykrywanie błędów w rozumowaniu.

Podsumowanie: trzy tematy w jednej tabeli

Zagadnienie	Najważniejsze zdanie	Przykład
Przewodnik	Ładunki mogą się przemieszczać łatwo, więc ładunek rozchodzi się po powierzchni — zgodnie z kształtem przedmiotu	Metalowa klamka „kopie”, łyżka trzymana w dłoni traci ładunek
Izolator	Ruch ładunków jest mocno ograniczony, więc ładunek zostaje w miejscu i trzyma się długo	Balon z gumy przyciąga papier długo po potarciu
Oddziaływanie ładunków	Jednoimienne się odpychają, różnoimienne się przyciągają	Dwa balony potarte tym samym swetrem odskakują od siebie
Ciało obojętne	Może być przyciągane przez naładowane ciało, bo ładunki w nim się przesuwają	Obojętny papier przyciągany przez balon
Pole elektryczne	Opisuje działanie na odległość; kierunek linii = siła na ładunek dodatni	Strzałki wychodzą z ładunku dodatniego, wchodzą do ujemnego

Dwie pomyłki, na które uważamy w tym sprawdzianie:
1. „Przyciąganie dowodzi przeciwnych ładunków.” Nie — obojętne ciało też bywa przyciągane.
2. „Kierunek linii pola to kierunek ruchu elektronu.” Nie — to kierunek siły na ładunek dodatni.

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

Zadanie 1. Balon z gumy i metalowa łyżka trzymana w dłoni zostały tak samo potarte. Dlaczego tylko balon długo przyciąga papier? Zadanie 1. Balon z gumy i metalowa łyżka trzymana w dłoni zostały tak samo potarte. Dlaczego tylko balon długo przyciąga papier?

Wskazówka 1 — z jakiego materiału są oba przedmioty

Guma to izolator, metal to przewodnik. Czym różni się w nich ruch ładunków?

Wskazówka 2 — dokąd może odpłynąć ładunek z łyżki

Trzymasz łyżkę w dłoni. Czy Twoje ciało może być dla ładunku drogą do Ziemi?

Bo guma przyciąga papier silniej niż metal Bo z łyżki ładunek odpływa przez dłoń do Ziemi — metal jest przewodnikiem Bo łyżka nie da się naelektryzować

Zadanie 2. Na rysunku linia pola ma strzałkę skierowaną w górę. W którą stronę działa siła na umieszczony tam elektron? Zadanie 2. Na rysunku linia pola ma strzałkę skierowaną w górę. W którą stronę działa siła na umieszczony tam elektron?

Wskazówka 1 — na jakim ładunku opiera się umowa

Strzałki pokazują siłę działającą na ładunek dodatni.

Wskazówka 2 — znak elektronu

Elektron jest ujemny. Jaki zwrot ma siła w porównaniu z kierunkiem pola?

W górę, tak jak strzałka W prawo W dół — przeciwnie do strzałki

Zadanie 3. Uczniowie chcą sprawdzić, czy siła oddziaływania zależy od odległości. Jak powinni zaplanować próbę? Zadanie 3. Uczniowie chcą sprawdzić, czy siła oddziaływania zależy od odległości. Jak powinni zaplanować próbę?

Wskazówka 1 — co jest zmienną badaną

Badają wpływ odległości. Czyli odległość ma się zmieniać.

Wskazówka 2 — co musi pozostać bez zmian

Ładunki obu ciał powinny być w każdej próbie takie same — inaczej nie wiadomo, czy wynik pochodzi od odległości, czy od zmiany ładunku.

Zmieniać tylko odległość, a ładunki utrzymywać takie same Zmieniać odległość i ładunki jednocześnie, żeby zaoszczędzić czas Wykonać jedną próbę i przyjąć jej wynik

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

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

Zadanie transferowe 1 — wykryj błąd

Polecenie: Uczennica napisała: „Metalowy suwak od kurtki przyciągnął skrawek papieru. To znaczy, że papier był naładowany przeciwnie do suwaka”. Wskaż błąd i popraw rozumowanie.

Rozwiązanie

Błąd: z przyciągania nie wynika, że papier był naładowany. Papier mógł być obojętny — naładowany suwak odpycha w nim elektrony od swojej strony, bliższa strona staje się względnie dodatnia i jest przyciągana silniej, niż dalsza jest odpychana. Poprawne rozumowanie: „Suwak przyciągnął papier. Żeby stwierdzić, czy papier jest naładowany, trzeba by sprawdzić, czy suwak przyciąga również znany obojętny przedmiot — jeśli tak, to przyciąganie nic nie dowodzi o ładunku papieru. Jednoznaczne byłoby dopiero odpychanie”.

Zadanie transferowe 2 — dobierz właściwe wyjaśnienie

Polecenie: Trzy obserwacje: (1) balon potarty o sweter przyciąga włosy, (2) dwa balony potarte o ten sam sweter odpychają się, (3) po przejściu po dywanie iskra przeskakuje z palca na klamkę. Do każdej dobierz wyjaśnienie: polaryzacja ciała obojętnego, ładunki jednoimienne, wyładowanie elektryczne.

Rozwiązanie

(1) → polaryzacja ciała obojętnego. Włosy są obojętne; ładunki w nich się przesuwają, więc bliższa strona jest przyciągana.
(2) → ładunki jednoimienne. Oba balony mają ładunek tego samego znaku, więc się odpychają.
(3) → wyładowanie elektryczne. Nagromadzony ładunek przeskakuje przez szczelinę jako iskra, gdy pole jest dość silne. Wyładowania omówimy dokładnie w module 09.

Zadanie otwarte — odpowiedz własnymi słowami

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

Pytanie: Wyjaśnij, dlaczego naładowany balon przyciąga obojętny skrawek papieru, choć papier nie ma ładunku netto.

Kryterium oceny — sprawdź po napisaniu

W odpowiedzi muszą pojawić się trzy elementy: (1) papier pozostaje obojętny — jego ładunek całkowity nadal wynosi zero, (2) ładunki w papierze nieznacznie się przesuwają (polaryzacja), (3) bliższa strona jest przyciągana silniej, niż dalsza jest odpychana. Odpowiedź „papier ma ładunek przeciwny" jest błędna.

Część 2 — sprawdzian wiedzy (poziom A: rozumienie)

Podsumowanie modułu

Zapamiętaj

Przewodnik rozprowadza ładunek; izolator go zatrzymuje.
Odpychanie jest jednoznaczne, przyciąganie — nie (bo obojętne ciało też bywa przyciągane).
Kierunek linii pola = siła na ładunek dodatni; na elektron działa przeciwnie.

Uważaj na błąd

Mylenie kierunku pola z kierunkiem ruchu elektronu. To dwa przeciwne kierunki. Warto za każdym razem zapytać: „na jakim ładunku opiera się umowa?” — odpowiedź brzmi: na dodatnim.

Sprawdź, czy rozumiesz

Dlaczego balon z gumy trzyma ładunek dłużej niż metalowa łyżka trzymana w dłoni?

Odpowiedź

Bo guma jest izolatorem — ładunek nie może się w niej swobodnie przemieszczać, więc zostaje na powierzchni. Metalowa łyżka jest przewodnikiem, a dłoń łączy ją z Ziemią, więc ładunek odpływa niemal natychmiast.