Eletromagnetismo no Ensino Médio

IFUSP
Ensino de Física feito por Professores de Física para Professores de Física

   

Planejamento de Eletromagnetismo — 2008

Regina

 

1. Público alvo:

Alunos do terceiro ano do ensino médio

2. Objetivo:

Entender alguns fenômenos eletromagnéticos que estão a sua volta relacionando-os com corrente elétrica (eletricidade), magnetismo, campo magnético (efeitos dos imãs), indução eletromagnética (efeitos da corrente e dos imãs), luz (visão e natureza da luz), e ondas mecânicas e eletromagnéticas(difração e interferência luminosa)

3. Conteúdo a ser desenvolvido com os alunos:

1º Bimestre:

Eletrodinâmica - Corrente elétrica, Materiais condutores e isolantes (estrutura da matéria), Diferença de potencial,

Força Eletromotriz, Circuitos elétricos (série e paralelo)

Eletrostática e Campo elétrico

2º Bimestre:

Magnetismo – Imãs e campo magnético

Materiais magnéticos, campo magnético terrestre, bússola.

Indução eletromagnética -

Estudo da formação do campo magnético com a variação da corrente elétrica e formação da corrente elétrica com a movimentação do campo magnético.

3º e 4º Bimestre:

Estudo da óptica e ondas eletromagnéticas –

Como vemos um objeto e o que é a luz

4. Experimentos utilizados para desenvolver este conteúdo:

1º Bim: Circuito elétrico simples

Pilha—construção e utilização

Experimento de eletrostática e caracterização do campo elétrico

2º Bim: Uso da bússola para medir o campo magnético

Visualização do campo de um imã com limalha de ferro, de materiais magnéticos e não magnéticos,

Indução magnética: Força sobre um condutor retilíneo – PEF pág 4-1 - Formação de campo magnético com a variação de corrente elétrica.

Indução de corrente - PEF pág 5-1 -Formação de corrente elétrica com a variação do campo

3º e 4º Bim: Sala escura - Efeitos da luz e da visão

Reflexão da luz - Espelhos e formação da imagem

Refração da Luz - Pescaria

Luz como feixe de partículas

Luz como onda que se propaga - Cuba de ondas, um projetor simples, difração e interferência pelas fendas

.

Detalhamento das aulas do 1º Bimestre

1ª Parte:

Atividade com a caixa surpresa – trabalhar a idéia de modelo – Tratar a idéia de modelos atômicos.

O que é a caixa surpresa? Descrever.

2ª Parte: Estudo da lanterna

O trabalho final do final do bimestre será cada grupo de quatro alunos construir um abajur, entendendo o tipo de circuito, qual a lâmpada a ser utilizada, como deve ser a fonte, o que acontece dentro do fio, qual é o caminho da corrente.

- Descobrir como funciona uma lanterna

- O que significa ligar a chave da lanterna

- Desmontar e descobrir o tipo de circuito

- Como é feita a ligação com a lâmpada (fazer outras tentativas)

- Para que serve a pilha e como funciona

- Conhecer melhor o tipo de material que faz parte do circuito quando a lâmpada está acesa

Experimentos de suporte para o estudo no 1º bimestre:

Caixa surpresa

Circuito simples (circuito fechado)

Descobrir quais são os materiais que fazem parte da lâmpada – Verificar o que acontece com a lâmpada do circuito quando introduzimos

no circuito outros materiais que não são metais, exemplo: borracha e lápis – Usar a tabela periódica como recurso para conhecer melhor as

características do material utilizado no circuito e perceber o tipo de ligação (condutores e isolantes- estrutura dos materiais)

Descobrir como funciona uma pilha

Compreender a natureza da eletricidade

Compreender a constituição e a produção da corrente elétrica

Definir corrente elétrica como ?q/?t

Vai servir para mostrar importância da fonte no circuito fechado.

Conhecer outros tipos de circuito – série e paralelo

1ª Aula:

Objetivo: Construir a idéia de átomo

Pensar sobre o significado científico da palavra modelo

Encaminhamento da aula: Pedir o desenho do átomo - Como é um átomo?

Aplicar a atividade da caixa surpresa - Como é, ou o que há no interior da caixa?

2ª Aula

Objetivo: Lançar o desafio de projetar um circuito e seus componentes para construir um abajur em grupo. Propor como trabalho final e com o auxílio do professor de artes para confecção da cúpula e apresentar na 16ª aula deste bimestre (definir data e hora para entrega). Objetivo desta atividade é que o aluno utilize as discussões, as atividades e o aprendizado das aulas para auxiliar na construção do circuito do abajur, e de modo que possa trazer dúvidas dessa construção para sala de aula.

Introduzir a idéia de circuito

Encaminhamento da aula:

1ª parte:

Perguntar quais são os elementos importantes que temos na lanterna para que a lâmpada acenda? Como são dispostos estes elementos?

Fazer anotações na lousa sobre as idéias dos alunos e deixar a disposição para os alunos que quiserem fazer alguma representação das idéias.

2ª parte:

Desmontar uma lanterna com os alunos e anotar os materiais utilizados.

Emprestar fios, lâmpada e pilha para fazer a lâmpada acender

Pedir ao grupo que conseguir acender a lâmpada para fazer a representação do circuito na lousa.

Comparar com o circuito construído pelos alunos com o circuito da lanterna, perceber e escrever as diferenças: presença da chave, uso de duas pilhas, dado da tensão na lâmpada.

Para casa observar outros tipos de circuitos parecidos e descobrir para que serve a chave.

Eu penso nos circuitos seguintes circuitos simples: Abajur, luzinhas de natal

Observar que todo aparelho elétrico tem chave.

3ª aula:

Objetivo: Concretizar a idéia de circuito fechado e introduzir a idéia de materiais condutores e isolantes com o estudo da lâmpada

Encaminhamento da aula:

Registrar na lousa as idéias dos alunos decorrentes da pesquisa de casa, dar nota de participação desta atividade. Espero como conseqüência da discussão a idéia de que a chave vai servir para fechar o “caminho”.

A questão será: “Como o caminho se fecha na lâmpada?”

Atividade em grupo:

Voltar no circuito simples feito na aula anterior e perceber quais são as posições da lâmpada no circuito para que a lâmpada acenda.

Cada grupo deve fazer a representação da sua observação na lousa e expor a idéia.

Finalizo a aula pedindo para próxima aula uma pesquisa de como é a lâmpada por dentro. Quais os materiais que compõe a lâmpada incandescente.

Fazer a seguinte observação aos alunos: No nosso estudo vamos conhecer melhor a lâmpada incandescente, que é a mais utilizada, mas conhecemos outros tipos de lâmpada, como por exemplo, a lâmpada fluorescente, que não será nosso objetivo estudar, mas que podemos expor os perigos do uso inadequado ao meio ambiente.

Observação: Cada grupo deverá fazer um cartaz expondo os riscos ao meio ambiente do uso das lâmpadas fluorescente para quinta aula.

4ª aula:

Objetivo: Introduzir o estudo dos materiais condutores e isolantes

Introduzir o uso da tabela periódica para observações dos materiais da lâmpada e outros tipos de materiais no circuito

Encaminhamento da aula: Preciso estudar melhor as partes da lâmpada e seus materiais.

Fazer a levantamento das pesquisas dos alunos, registrando na lousa.

Eu preciso preparar um material desenho da lâmpada por dentro, para que os alunos perceberem como é a lâmpada.

Se os alunos não perceberem o caminho se fechando na lâmpada, eu falo que se fecha???

Mas se eu propuser usar outros materiais no circuito para acender a lâmpada e comparar com os materiais utilizados dentro da lâmpada?

Utilizar a tabela periódica para observações.

Pesquisar: Qual a diferença na ligação entre os átomos de um material condutor e isolante.

5ª aula:

Objetivo: Ler e comentar os cartazes sobre as lâmpadas fluorescentes – preocupação com o meio ambiente

6º aula

Objetivo: Estudo da movimentação dos íons em solução aquosa – Eletrólise (Ver experimento da Eletrólise )

Encaminhamento da aula:

Trabalhar em grupos de cinco alunos.

Montar a eletrólise somente com água e discutir o que acontece

Colocar sal de cozinha e observar o que acontece.

Eu posso dar uma dica de qual reação está acontecendo quando tem água com sal e daí perguntar:

Para que serve a pilha no circuito?

Qual é a relação entre a reação que está acontecendo na eletrólise e a pilha do circuito?

Cada grupo deverá entregar um registro de como foi a montagem do circuito, dos fatos que observaram durante o experimento e responder a questão acima.

7ºaula

Objetivo: Fazer uma síntese sobre a eletrólise e definir corrente elétrica

Cada aluno deverá entregar na próxima semana um relatório sobre o experimento da eletrólise.

8ª aula:

Objetivo: Resistência elétrica - Aplicar nos circuitos e estudar a lei de Ohm.. Perceber diferença na ligação entre os átomos dos materiais condutores e isolantes.(Deixar as lâmpadas fluorescentes e o ambiente como atividades extras e optativas)

Encaminhamento da aula:

Perguntar aos alunos: O que é o átomo? Como eles se ligam?

Registrar as respostas na lousa.

Visitar a biblioteca da escola ou pesquisar em livros emprestados pela professora para encontrar as respostas para apresentar para sala, discutir e interpretar melhor as idéias que aparecem nos livros.

Devolver os desenhos de átomos dos alunos para fazer uma comparação com o modelo do átomo que discutimos (modelo que apareceu nos livros)

Como você “vê” o átomo?

Para casa:

Entregar numa folha o modelo científico do átomo (fazer um desenho) e o seu modelo em anexo. Escrever pelo menos duas diferenças e semelhanças entre o modelo científico e o seu modelo de átomo.

9ª aula:

Objetivo: Receber a tarefa dos alunos e utilizar apenas uma para comentário com a sala (sem mostrar o nome do aluno). Destacar a idéia de que o aluno também pode fazer um modelo que até tem semelhanças e diferenças entre o modelo científico, mas é o modelo científico que é aceito por todo o mundo da ciência.

Fazer uma síntese dos conteúdos que foram estudados até o momento, para uma atividade em dupla.

10ª aula:

Atividade em dupla

11ª aula

Correção da atividade

12º e 13ª aulas:

Objetivo: Aplicação de exercícios de corrente elétrica

14ºaula

Objetivo: Construir circuito em série e paralelo com materiais fornecidos pela professora para discutir o caminho da corrente elétrica

Encaminhamento da aula:

A professora vai fornecer jacarés, duas pilhas, duas lâmpadas e soquete (para ficar mais fácil, já que eles conhecem a idéia de circuito fechado)

16ª aula:

Objetivo: Apresentação do abajur de cada grupo, onde cada grupo deverá dar explicação sobre:

Qual o tipo de material que utilizou e por quê?

Qual o tipo de circuito?

Para que serve a chave do circuito?

Qual é o tipo de lâmpada? Ela está em série? Passa corrente pela lâmpada? Porque?

Qual a fonte utilizada nesse circuito?

Qual é a finalidade da fonte?

Se a polaridade da fonte fosse invertida. A lâmpada acenderia? Porque?

O que acontece com o circuito quando a lâmpada “queima”?

Como sabemos que existem átomos no circuito?

17ª aula:

Objetivo: Entrega dos relatórios corrigidos

Comentário dos trabalhos (abajur) e breve retomada das discussões para prova

18ª aula:

Objetivo: Prova individual

19ª aula:

Objetivo: Correção da prova


 
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