Blatt für Lehrkräfte · 10–11 Jahre · etwa 45–50 Minuten
Magnetismus: Pole, Felder und Elektromagnete
Lektionsseite: echoesof.science/school/de/magnetism/ages-10-11/ · Arbeitsblatt für Schülerinnen und Schüler: echoesof.science/school/de/magnetism/ages-10-11/print/
Lernziele
- Nur manche Stoffe sind magnetisch (Eisen, Nickel, Cobalt).
- Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an; Pole treten paarweise auf.
- Die Erde verhält sich wie ein Magnet; ihr Feld stammt aus dem äußeren Kern und schützt die Atmosphäre.
- Ein elektrischer Strom erzeugt ein Magnetfeld; Elektromagnete lassen sich ein- und ausschalten.
Stundenverlauf
| Zeit | Aktivität |
|---|---|
| 5 Min. | Zwei Ringmagnete auf einem Bleistift: Warum schwebt einer? |
| 10 Min. | Den Text lesen. |
| 20 Min. | In Gruppen einen Elektromagneten bauen; fairer Test mit 10, 20 und 30 Windungen. |
| 5 Min. | Ergebnisse an der Tafel vergleichen. |
| 5 Min. | Quiz oder das Spiel Anziehen, abstoßen oder nichts? |
Material für den Versuch
- Ein großer Eisennagel (etwa 8–10 cm)
- Etwa 1,5 m dünner isolierter Kupferdraht
- Eine 1,5-V-Batterie (AA oder D) und etwas Klebeband
- Ein Häufchen kleiner Büroklammern aus Stahl
Sicherheit: Benutze nur eine einzige 1,5-V-Batterie. Schließe immer nur ein paar Sekunden an: Draht und Batterie werden warm. Schließe nie etwas an eine Steckdose an.
Häufige Fehlvorstellungen
| Schülerinnen und Schüler denken vielleicht… | Tatsächlich… |
|---|---|
| Alle Metalle sind magnetisch. | Kupfer, Aluminium und Gold nicht; Eisen, Nickel und Cobalt schon. |
| Wenn man einen Magneten durchschneidet, trennt man Nord und Süd. | Jedes Stück bekommt beide Pole. |
| Elektromagnete sind eine andere Art von Magnetismus. | Strom erzeugt Magnetfelder; Elektromagnete sind derselbe Magnetismus, mit Elektrizität geschaltet. |
Lösungen zum Arbeitsblatt
- Eisen, Nickel, Cobalt.
- Die Nadel ist ein kleiner Magnet; sie richtet sich nach dem Magnetfeld der Erde aus, das wie ein riesiger Stabmagnet wirkt.
- Mit mehr Windungen wurden mehr Büroklammern gehoben: Mehr Windungen erzeugen ein stärkeres Magnetfeld.
- Sie schützt unsere Atmosphäre davor, vom Sonnenwind abgetragen zu werden.
Lösungen zum Quiz
- Welcher Stoff ist magnetisch? Nickel. Eisen, Nickel und Cobalt sind die üblichen magnetischen Metalle.[2]
- Du schneidest einen Stabmagneten in der Mitte durch. Du bekommst… zwei Magnete mit jeweils einem Nord- und einem Südpol. Pole treten immer paarweise auf.[1]
- Woher kommt der größte Teil des Erdmagnetismus? Von wirbelndem flüssigem Eisen und Nickel im äußeren Kern. Das nennt man Geodynamo.[3]
- Wovor schützt uns die Magnetosphäre? Davor, dass der Sonnenwind unsere Atmosphäre abträgt. Sie schützt die Atmosphäre vor dem Sonnenwind.[3]
- Was macht einen Elektromagneten stärker? Ein Eisenkern und mehr Windungen. Ein Eisenkern verstärkt das Feld der Spule sehr.[2]
- Wodurch entsteht das Nordlicht? Durch energiereiche Teilchen aus der Magnetosphäre, die auf die hohe Atmosphäre treffen. Sie bringen die hohe Atmosphäre zum Leuchten.[3]
Weiterführend
Probiere einen Stahlnagel und einen Aluminiumstab als Kern. Welcher funktioniert? Suche dann drei Elektromagnete zu Hause oder in der Schule (Türklingel, Lautsprecher, Schloss).
Quellen dieser Lektion
- [1] College Physics 2e, 22.1 Magnets (OpenStax, Rice University): Zuverlässigkeit Hoch
- [2] College Physics 2e, 22.2 Ferromagnets and Electromagnets (OpenStax, Rice University): Zuverlässigkeit Hoch
- [3] Earth's Magnetosphere: Protecting Our Planet from Harmful Space Energy (NASA Science): Zuverlässigkeit Hoch
Vollständige Liste mit Links und einer Einschätzung der Zuverlässigkeit jeder Quelle: echoesof.science/school/de/magnetism/sources/
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