4η-6η ώρα από σενάριο για την διδασκαλία των ηλεκτρικών δυνάμεων στην Φυσική Γ.Π. Β Λυκείου.

1. Διδασκαλία κεφαλαίου “Δυνάμεις
μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων”
Β Λυκείου Γ.Π.
4η – 6η ώρα
Σεμινάριο στα ΕΚΦΕ της ΔΔΕ Γ Αθήνας.
Χ. Δ. Φανίδης
Σύμβουλος Φ.Ε. Γ Αθήνας
10/2023

2. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 2
Περιεχόμενα παρουσίασης 4ης-6ης ώρας
 4η ώρα Νόμος Coulomb
 5η ώρα Ηλεκτρικό πεδίο. Εννοιολογική εισαγωγή
 6η ώρα Ηλεκτρικό πεδίο. Ένταση, Δυναμικές
γραμμές
Σχόλια : Όλο το κεφάλαιο 1 του βιβλίου “Δυνάμεις μεταξύ ηλεκτρικών
φορτίων” αναλύεται σε τρείς παρουσιάσεις συνολικής διδακτικής διάρκειας 11
διδακτικών ωρών. Συνολικά υπερβαίνουν κατά δύο ώρες τις προδιαγραφές
των οδηγιών του ΙΕΠ (9 διδ. ώρες) λόγω της έμφασης στην εισαγωγή.
Οι παρουσιάσεις είναι προσανατολισμένες στην εννοιολογική θεμελίωση της
διδακτέας ύλης. Χρησιμοποιούν πολλές προσομοιώσεις και βίντεο και
προτείνουν διαφορετικές διδακτικές τεχνικές.

3. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 3
Ευχαριστίες
Ευχαριστώ τον συνάδελφο Γεωργόπουλο Χρήστο M.Sc. Υπεύθυνο του ΕΚΦΕ
Αγίων Αναργύρων για τις πολύ ωραίες φωτογραφίες πειραμάτων του που μου
παραχώρησε.

4. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 4
4η διδακτική ώρα – Νόμος του Coulomb.
Λέμε λίγα λόγια για την ζωή του Coulomb. Η ομάδα
μαθητών που έχει μελετήσει την λειτουργία του ζυγού
στρέψης του Coulomb την παρουσιάζει.
Επισημαίνουμε ότι για να υποδιπλασιάσει το φορτίο ο
Coulomb έφερε σε επαφή δύο ίδιες σφαίρες, μία
φορτισμένη και μία αφόρτιστη. (15 λεπτά)

5. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 5
4η διδακτική ώρα – Νόμος του Coulomb.
https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=FYSTGX-
F1GM

6. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 6
4η διδακτική ώρα – Νόμος Coulomb
Σαν συμπέρασμα της παρουσίασης των μαθητών
γράφουμε τον νόμο του Coulomb και σχεδιάζουμε το
σχετικό σχήμα (5 λεπτά).

7. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 7
4η διδακτική ώρα – Νόμος Coulomb
Τονίζουμε ότι για να ισχύει ο νόμος τα φορτία πρέπει να
είναι ακίνητα και σημειακά και ότι η δύναμη είναι
κεντρική και ίδιου μέτρου και στα δύο φορτία. (5 λεπτά).

8. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 8
4η διδακτική ώρα – Νόμος Coulomb
Βεβαιωνόμαστε ότι οι μαθητές/τριες
κατανοούν τα φυσικά μεγέθη και ότι
γνωρίζουν τις μονάδες τους.
Επίσης τους ενημερώνουμε ότι η ποσότητα φορτίου 1 C
είναι μεγάλη ποσότητα (κεραυνός ≈ 30C).
Σημ. Οι μαθητές των θετικών σπουδών να γνωρίζουν τα
υποπολλαπλάσια του C. (10 λεπτά).

9. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 9
4η διδακτική ώρα – Νόμος Coulomb
Εξηγούμε ότι η σταθερά kc ορίζεται μέσω της σταθεράς ε0
και εξαρτάται από το μέσο.

10. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 10
4η διδακτική ώρα – Νόμος Coulomb
Σαν εφαρμογή τους ζητούμε να υπολογίσουν, την δύναμη
Coulomb, ή το φορτίο, ή την απόσταση (με χρήση
αριθμομηχανής) σε πραγματικό παράδειγμα (π.χ. πυρήνας
– e σε άτομα) (10 λεπτά – ή στο σπίτι).
Ασκήσεις του βιβλίου και εννοιολογικές ερωτήσεις
δίνονται για το σπίτι.

11. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 11
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Ρωτάμε αν γνωρίζουν την έννοια της λέξης “πεδίο” στα
αρχαία ελληνικά. (3 λεπτά)

12. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 12
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
α) Παρουσιάζουμε πειράματα δημιουργίας ηλεκτρικού
πεδίου με την μηχανή Wimhurst (10 λεπτά)
β) ή βίντεο
https://www.youtube.com/watch?v=14NUVsCLaPY

13. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 13
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
γ) Ή φωτογραφίες

14. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 14
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
γ) Ή φωτογραφίες

15. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 15
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
γ) Ή φωτογραφίες

16. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 16
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
γ) Ή φωτογραφίες

17. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 17
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
γ) Ή φωτογραφίες

18. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 18
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Ρωτάμε που κατά την γνώμη των μαθητών/τριών
οφείλονται τα φαινόμενα.
Καθοδηγούμε την συζήτηση στον ορισμό του
ηλεκτροστατικού πεδίου ως χώρου ηλεκτροστατικών
δυνάμεων.
Αναφέρουμε ότι υπάρχουν και άλλα πεδία δυνάμεων (12
λεπτά)

19. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 19
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Γράφουμε τον νόμο του Coulomb στον πίνακα.
α) Ζητάμε από ένα παιδί στο κέντρο της τάξης να παίξει
τον ρόλο του ακίνητου φορτίου – πηγής. Αρχικά του
θετικού και κατόπιν του αρνητικού.
‘Ενα δεύτερο παιδί παίζει τον ρόλο του θετικού
δοκιμαστικού φορτίου και περιφέρεται στην τάξη. Με το
χέρι τεντωμένο δείχνει την κατεύθυνση της δύναμης που
του ασκεί ο/η συμμαθητής/τρια του και δηλώνει σε κάθε
θέση αν είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από πριν.

20. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 20
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
α) Ζητάμε από το “δοκιμαστικό φορτίο” γίνει
αρνητικό και τονίζουμε την αλλαγή της φοράς.
Ρωτάμε την τάξη τι θα συμβεί αν το
“δοκιμαστικό φορτίο” διπλασιαστεί.
Υποδεικνύουμε την εξάρτηση της περιγραφής
του πεδίου από το δοκιμαστικό φορτίο. (15
λεπτά)

21. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 21
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Ή β) δείχνουμε την προσομοίωση “Ηλεκτρικά Φορτία &
Πεδία” του Phet ενεργοποιώντας τον αισθητήρα
Υποδεικνύουμε την εξάρτηση της περιγραφής του πεδίου
από το δοκιμαστικό φορτίο.(15 λεπτά)
https://phet.colorado.edu/sims/html/charges-and-fields/latest/charges-and-
fields_all.html?locale=el

22. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 22
5η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Κλείνουμε ανακεφαλαιώνοντας την έννοια του
ηλεκτρικού πεδίου, την περιγραφή του μέσω της δύναμης
σε δοκιμαστικό φορτίο και τα μειονεκτήματα της
περιγραφής αυτής. (5 λεπτά)

23. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 23
6η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Ρωτάμε τι είναι ηλεκτρικό πεδίο και πως το περιγράψαμε
στο προηγούμενο μάθημα. (5 λεπτά)
Εισάγουμε την έννοια της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου,
τον μαθηματικό τύπο και τα πλεονεκτήματα της
περιγραφής του πεδίου μέσω αυτής (10 λεπτά)

24. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 24
6η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Εισάγουμε την μονάδα N/C (αν θέλουμε και V/m) και
αναφέρουμε ότι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου σε έναν
κεραυνό είναι της τάξης 10000 N/C, μιας ηλεκτρικής
κουβέρτας 250-3500 N/C
https://www.emf-portal.org/en/emf-source/115 (5 λεπτά)

25. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 25
6η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Παρουσιάζουμε εικόνες ηλεκτρικών πεδίων από
προσομοιώσεις με τα διανύσματα της έντασης (5 λεπτά)

26. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 26
6η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο

27. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 27
6η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Ή κατά προτίμηση τις ίδιες τις προσομοιώσεις
https://phet.colorado.edu/sims/html/charges-and-fields/latest/charges-and-
fields_all.html?locale=el
ή
https://phet.colorado.edu/sims/html/charges-and-fields/latest/charges-and-
fields_all.html?locale=el
ή
https://icphysweb.z13.web.core.windows.net/simulation.html

28. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 28
6η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Με αφορμή και τις εικόνες από τα πειράματα
Εισάγουμε την έννοια των δυναμικών γραμμών
και τις ιδιότητές τους. (8 λεπτά)

29. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 29
6η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Και τις παρουσιάζουμε από τις παραπάνω
προσομοιώσεις. (7 λεπτά)

30. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 30
6η διδακτική ώρα – Ηλεκτρικό πεδίο
Για εργασία στο σπίτι τους ζητάμε να σχεδιάσουν :
α) τις δυναμικές γραμμές σε θετικό και αρνητικό φορτίο,
σε δίπολο, ανάμεσα σε παράλληλες πλάκες.
β) Τις δυνάμεις σε θετικό και αρνητικό φορτίο που
βρίσκονται σε ηλεκτρικό πεδίο.
γ) Να υπολογίσουν τις δυνάμεις
αν είναι γνωστή η ένταση
και το φορτίο
δ) Εννοιολογικές ερωτήσεις από το βιβλίο

31. Στατικός ηλεκτρισμός Χ. Δ. Φανίδης 31
Ευχαριστώ
για την προσοχή σας!
Photo by Parsa on Unsplash