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| (142 dazwischenliegende Versionen des gleichen Benutzers werden nicht angezeigt) |
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| | __NOTOC__ | | __NOTOC__ |
| − | ==Leere Seite==
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| | {| | | {| |
| − | |height="750px"| | + | |height="1000px"| |
| − | |} | + | |}__NOTOC__ |
| | + | ==Praktikum: Ein elektrischer Stromkreis== |
| | + | {| |
| | + | |style="vertical-align:top;"| |
| | + | ;Material für alle Aufgaben: |
| | + | *1 Flachbatterie 4,5V |
| | + | *1 Lämpchen |
| | + | *1 Fassung |
| | + | *1 Schalter |
| | + | *4 Kabel mit Krokoklemmen |
| | + | |style="vertical-align:top;"| |
| | + | <math>\qquad \qquad</math> |
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| − | ===Arbeitshinweise=== | + | |style="vertical-align:top;"| |
| − | *Schneidet bei jeder Station die '''Versuchsanleitung''' aus und klebt sie als Überschrift ins Heft.
| + | ;A1 Ein Glühlämpchen |
| − | *Schreibt / zeichnet unter der Überschrift '''Beobachtung''' eure Beobachtungen
| + | Bringe jeweils das Lämpchen zum Leuchten. |
| − | * und unter der Überschrift '''Folgerungen''' eure Erklärungen oder Ergebnisse auf.
| + | <br>Zeichne für a) – c) jeweils deinen (funktionierenden) Aufbau ins Heft. |
| − | *Bei einigen Stationen sollt ihr auch noch eine Zusatzfrage beantworten.
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| − | ==Praktikum Eigenschaften von Magneten==
| + | Das Material, das Du verwenden darfst: |
| − | ==Station 1: Ein Magnet und andere Stoffe==
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| − | [[Datei:Magnetismus_Lernzirkel1_Stoffe_untersuchen.jpg|thumb]]
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| − | ;Material
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| − | *ein Stabmagnet
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| − | *Probewürfel aus verschiedenen Materialien
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| − | *Gegenstände aus dem Zimmer
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| − | ;Aufbau
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| − | Haltet den Permanentmagneten an verschiedene Gegenstände im Zimmer und an die kleinen Würfel. Bei welchen Stoffen zeigt sich eine Wechselwirkung, bei welchen nicht?
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| − | *Schreibt eure Beobachtung in einer Tabelle auf.
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| | + | :'''a)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen |
| | + | :'''b)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel |
| | + | :'''c)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel, 1 Lampen-Fassung |
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| | + | |} |
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| | + | ;A2 Leitfähigkeit |
| | + | Baue die abgebildete Schaltung auf, mit der du überprüfen kannst, ob andere Gegenstände den elektrischen Strom leiten. |
| | + | :a) Erkläre wie die Schaltung die Leitfähigkeit nachweist. |
| | + | :b) Untersuche die Gegenstände aus der Tabelle und weitere 5 Stück. |
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| | + | {| |
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| | {|class="wikitable" style="text-align: center" | | {|class="wikitable" style="text-align: center" |
| | !style="border-style: solid; border-width: 4px "| | | !style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | magnetisierbare Stoffe
| + | Gegenstand |
| − | !valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| | + | |
| − | nicht magnetisierbare Stoffe
| + | ! style="border-style: solid; border-width: 4px;"| |
| | + | Material |
| | + | |
| | + | ! style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | Leitet den Strom <br>(Ja | Nein) |
| | + | |
| | |- | | |- |
| | + | |style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | Scherenklinge |
| | + | |
| | + | |valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | Eisen (Stahl) |
| | + | |
| | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| | | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| Bleistift (Holz, Graphit) | + | |- |
| − | |}
| + | |style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | Scherengriff |
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| − | <br style="clear: both" />
| + | |valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | Kunststoff |
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| − | ==Station 2: Die Pole eines Permanentmagneten (Kompass)== | + | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | [[Datei:Magnetismus_Lernzirkel1_Pole.jpg|thumb]]
| + | |- |
| − | ;Material
| + | |style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | *zwei Stabmagnete
| + | Bleistiftmine |
| − | *eine Schnur
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| − | ;Aufbau | + | |
| − | 1) Hängt einen Permanentmagneten mit einer Schnur drehbar auf und markiert den nach Norden zeigende Ende mit einem Stift. Dann macht ihr das gleiche mit dem anderen Magneten.
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| − | 2) Nähert die verschiedenen Pole der Magnete einander.
| + | |valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | Graphit |
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| − | <br style="clear: both" />
| + | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | |- |
| | + | |style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "| |
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| − | ==Station 3: Magneten herstellen und zerstören (magnetische Influenz)==
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| − | [[Datei:Magnetismus_Lernzirkel1_Influenz.jpg|thumb]];Material
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| − | *ein Stabmagnet
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| − | *einige Eisennägel
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| − | *ein Minikompass
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| − | ;Aufbau
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| − | 1) Hängt einen Eisennagel an den Nordpol eines Magneten und an diesen wiederum den nächsten Nagel und so weiter. Versucht eine möglichst lange Nagelkette zu bilden.
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| − | 2) a) Streicht mit dem Nordpol eines Permanentmagneten mehrmals vom Kopf zur Spitze über einen Eisennagel. Danach hält man zuerst den Kopf, dann die Spitze des Nagels an den Kompass.<br>
| + | |valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | b) Streicht mit dem gleichen Pol, aber in der anderen Richtung über den Nagel und haltet wieder die Enden an den Kompass.<br>
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| − | c) Dann schmeißt man den magnetisierten Nagel mehrmals kräftig auf den Boden und untersucht ihn wiederum mit dem Kompass.
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| − | <br style="clear: both" />
| + | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
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| − | ==Station 4: Das Innere eines Magneten (Modell der Elementarmagnete)==
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| − | [[Datei:Magnetismus_Lernzirkel1_zerbrochener_Magnet_Elementarmagnete.jpg|thumb]]
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| − | ;Material
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| − | *ein zerbrochener Stabmagnet
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| − | *ein Minikompass
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| − | *ein Eisendraht mit Sollbruchstellen
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| − | ;Aufbau
| + | |- |
| − | 1) Untersucht den zerbrochenen Magneten mit dem Minikompass auf Magnetpole. Wenn der Magnet in mehrere Teile zerbrochen ist, untersucht auch die kleinen Bruchstücke.
| + | |style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "| |
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| − | 2) Streicht mit dem Nordpol des Magneten mehrmals in der gleichen Richtung über den Eisendraht. Legt danach den Magneten etwas weiter weg, damit er den Versuch nicht stört.<br>
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| − | Untersucht dann den Eisendraht mit dem Kompass auf Pole und markiert den Nordpol mit einem Stift.<br>
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| − | Zerbrecht den Eisendraht in zwei gleiche Teile und markiert wieder die Nordpole.<br>
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| − | Zerbrecht nun die beiden Hälften in Viertel, diese in Achtel, und so weiter. Markiert jedesmal den Nordpol.
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| − | <br style="clear: both" />
| + | |valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
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| − | ==Station 5: Aufgaben==
| + | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | Teilt man einen Magneten in immer kleinere Stücke, entstehen wieder Magnete mit Nord- und Südpol. Wiederholt man diese Zerteilung immer und immer wieder, so gelangt man zu den einzelnen Atomen, den Elementarmagneten. Ein Eisenatom ist zum Beispiel ein winziger Magnet.
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| − | {|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
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| − | | | + | |
| − | Bei magnetisierbaren Stoffen, wie Eisen, Nickel und Kobalt sind die Atome kleine Elementarmagnete. Bei nichtmagnetisierbaren Stoffen sind die Atome keine Magnete.
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| − | Bei magnetisierten Stoffen sind die Elementarmagnete in eine gemeinsame Richtung ausgerichtet.
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| − | |}
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| − | '''1)''' In den Bildern sind die Elementarmagnete von
| + | |- |
| − | :a) einem unmagnetisierten Stück Eisen
| + | |style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | :b) einem Stück Kupfer
| + | |
| − | :c) einem magnetisierten Stück Eisen
| + | |
| − | gezeichnet. Ordne die Bilder zu und begründe.
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| − | <gallery widths=200px perrow=3>
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| − | Bild:Festmagnet vollständig magnetisiert.png|
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| − | Bild:Unmagnetisierbarer_Gegenstand.png|
| + | |
| − | Bild:Festmagnet Weiss-Bezirke unmagnetisch.png|
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| − | </gallery>
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| − | ---- | + | |valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | Reines Eisen (Fe) ohne Beimischungen nennt man ''Weicheisen''. Aus Weicheisen wird durch Beimischung von Kohlenstoff und anderen Zusätzen ''Stahl'' hergestellt.<br>
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| − | Dadurch verändert sich die Drehbarkeit der Elementarmagnete! In Weicheisen sind sie leicht veränderbar, je mehr Zusätze das Eisen enthält, desto stabiler ist die Ausrichtung der Elementarmagnete.
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| − | '''2)''' In Station 3 habt ihr eine "Nagelkette" an einen Magneten gehängt. Ohne den Magneten bleiben die unteren Nägel nicht an dem oberen hängen.
| + | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | *Zeichnet ein Bild mit einer Nagelkette mit nur zwei Nägeln. Zeichnet in den Magneten sowie in die Nägel die Ausrichtung der Elementarmagnete und die Pole ein.
| + | |
| − | *Erklärt warum die Nägel mit Magnet aneinander haften und ohne Magnet nicht.
| + | |
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| − | '''3)''' Bei Station 3 habt ihr einen Eisennagel magnetisiert und durch Erschütterungen wieder entmagnetisiert.<br>
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| − | *Erkläre dieses Ergebnis mit dem Modell der Elementarmagnete. (Zeichnung und Text)
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| − | '''4)''' Wie werden wohl Permanentmagnete hergestellt, die man kaufen kann? Überlegt euch mindestens eine Möglichkeit.
| + | |- |
| | + | |style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "| |
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| − | ---- | + | |valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | Bei einem magnetisierten Gegenstand hebt sich die Wirkung der Nord- und Südpole in der Mitte gegenseitig auf. Nur die Pole am Anfang und am Ende wirken nach Außen.<br>
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| − | Man beschreibt daher den Magnetisierungszustand auch mit Magnetisierungslinien:
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| | | | |
| − | {|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
| + | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| − | | | + | |
| − | [[Datei:Festmagnet mit Ladungen.png|200px]]
| + | |
| | + | |- |
| | + | |style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "| |
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| | + | |
| | + | |valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | |
| | + | |style="border-style: solid; border-width: 4px "| |
| | + | |
| | + | |} |
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| − | Magnetisierungslinien beschreiben die Ausrichtung der Elementarmagnete innerhalb eines Gegenstandes. Sie verlaufen vom Südpol zum Nordpol.
| + | [[Datei:Zeichnung Leitfähigkeit Stromkreis.jpg|400px]] |
| | |} | | |} |
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| − | '''5)''' Bei diesen Permanentmagneten ist die Ausrichtung der Elementarmagnete durch Magnetisierungslinien gekennzeichnet.
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| − | *Kennzeichne die Südpole grün und die Nordpole rot.
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| − | <gallery widths=200px heights=200px perrow=3>
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| − | Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Scheibenmagnet_mit_Linien.png|Ein Scheibenmagnet.
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| − | Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Magnet_mit_Linien_NSNS.png|Dieser Magnet hat mehr als zwei Pole!
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| − | Bild:Lernzirkel Magnetismus Aufgabe Magnetisierungslinien Ringmagnet mit Linien.png|Ein ringförmiger Magnet.
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| − | </gallery>
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| − | '''6)''' Bei diesen Permanentmagneten sind die Pole gekennzeichnet.
| + | ;A3 Ein Schalter |
| − | *Zeichne den möglichen Verlauf der Magnetisierungslinien ein.
| + | Baue in den Stromkreis von A1c einen Schalter ein. An welchen Stellen kannst du den Schalter einbauen? |
| − | <gallery widths=200px heights=200px perrow=3>
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| − | Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Hufeisenmagnet.png
| + | |
| − | Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Rundmagnet_NSNS.png
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| − | Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Rundmagnet_NNSS.png
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| − | </gallery>
| + | |
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| − | '''7)''' An einen Permanentmagneten hängen ein oder zwei Weicheisenstücke.
| + | ;A4 Schaltpläne |
| − | *Baut euch selbst die Situation nach und sucht mit einem Kompass die Pole.
| + | Lies den Infotext „Zeichnen eines Schaltplans“ durch oder schaue auf [https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/einfache-stromkreise/grundwissen/vom-stromkreis-zum-schaltplan dieser Seite] nach und zeichne nach diesen Regeln einen Schaltplan zu A3. |
| − | *Zeichnet dann die Magnetisierungslinien im Weicheisen ein.
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| − | ;Material | + | ;A5 Kurzschlusschalter |
| − | *ein Stabmagnet | + | Anna und Bernd haben zweimal den Schalter so eingebaut, dass das Lämpchen leuchtet, wenn der Schalter geöffnet ist. |
| − | *zwei Stücke Weicheisen | + | *Baue die Schaltung auf und probiere den Schalter aus. |
| − | *ein Minikompass | + | *Schreibe auf, was du beobachtest. |
| | + | *Versuche zu erklären warum das Lämpchen dunkler wird, wenn man den Schalter schließt. |
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| − | <gallery widths=250px heights=250px perrow=3> | + | <gallery widths=200px heights=180px perrow=2> |
| − | Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Stabmagnet_mit_Weicheisen.png | + | Bild:Schaltplan Kurzschlussschalter 1.png| |
| − | Bild:Lernzirkel_Magnetismus_Aufgabe_Magnetisierungslinien_Stabmagnet_mit_zwei_Weicheisen.png | + | Bild:Schaltplan Kurzschlussschalter 2.png| |
| | </gallery> | | </gallery> |
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| − | <br style="clear: both" />
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Baue die abgebildete Schaltung auf, mit der du überprüfen kannst, ob andere Gegenstände den elektrischen Strom leiten.
Baue in den Stromkreis von A1c einen Schalter ein. An welchen Stellen kannst du den Schalter einbauen?
Anna und Bernd haben zweimal den Schalter so eingebaut, dass das Lämpchen leuchtet, wenn der Schalter geöffnet ist.