Kultusministerium Zentrum für Schulqualität und Lehrerbildung
Physik – Überarbeitete Fassung vom 25.03.2022 (V2)
Leitgedanken zum Kompetenzerwerb
Prozessbezogene Kompetenzen zurücksetzen
  • 2.1 Erkenntnisgewinnung
    • 2.1 Erkenntnisgewinnung
    • Phänomene und Experimente zielgerichtet beobachten und ihre Beobachtungen beschreiben
    • Hypothesen zu physikalischen Fragestellungen aufstellen
    • Experimente zur Überprüfung von Hypothesen planen (unter anderem vermutete Einflussgrößen getrennt variieren)
    • Experimente durchführen und auswerten, dazu gegebenenfalls Messwerte erfassen
    • Messwerte auch digital erfassen und auswerten (unter anderem Messwerterfassungssystem, Tabellenkalkulation)
    • mathematische Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen herstellen, überprüfen und modellieren (auch mithilfe digitaler Werkzeuge)
    • aus proportionalen Zusammenhängen Gleichungen entwickeln
    • mathematische Umformungen zur Berechnung physikalischer Größen durchführen
    • zwischen realen Erfahrungen und konstruierten, idealisierten Modellvorstellungen unterscheiden (unter anderem Unterschied zwischen Beobachtung und Erklärung)
    • Analogien beschreiben und zur Lösung von Problemstellungen nutzen
    • mithilfe von Modellen Phänomene erklären und Hypothesen formulieren
    • Sachtexte mit physikalischem Bezug sinnentnehmend lesen
    • ihr physikalisches Wissen anwenden, um Problem- und Aufgabenstellungen zielgerichtet zu lösen
    • an außerschulischen Lernorten Erkenntnisse gewinnen beziehungsweise ihr Wissen anwenden
  • 2.2 Kommunikation
    • 2.2 Kommunikation
    • zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung unterscheiden
    • funktionale Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen verbal beschreiben („je-desto“-Aussagen) und physikalische Formeln erläutern (Ursache-Wirkungs-Aussagen, unbekannte Formeln)
    • sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen austauschen (unter anderem Unterscheidung von Größe und Einheit, Nutzung von Präfixen und Normdarstellung)
    • physikalische Vorgänge und technische Geräte beschreiben (zum Beispiel zeitliche Abläufe, kausale Zusammenhänge)
    • physikalische Experimente, Ergebnisse und Erkenntnisse – auch mithilfe digitaler Medien – dokumentieren (Skizzen, Beschreibungen, Tabellen, Diagramme und Formeln)
    • Sachinformationen und Messdaten aus einer Darstellungsform entnehmen und in andere Darstellungsformen überführen (Tabelle, Diagramm, Text, Formel)
    • in unterschiedlichen Quellen recherchieren, Erkenntnisse sinnvoll strukturieren, sachbezogen und adressatengerecht aufbereiten sowie unter Nutzung geeigneter Medien präsentieren
  • 2.3 Bewertung
    • 2.3 Bewertung
    • bei Experimenten relevante von nicht relevanten Einflussgrößen unterscheiden
    • Ergebnisse von Experimenten bewerten (Messfehler, Genauigkeit, Ausgleichsgerade, mehrfache Messung und Mittelwertbildung)
    • Hypothesen anhand der Ergebnisse von Experimenten beurteilen
    • Grenzen physikalischer Modelle an Beispielen erläutern
    • Informationen aus verschiedenen Quellen auf Relevanz prüfen
    • Darstellungen in den Medien anhand ihrer physikalischen Erkenntnisse kritisch betrachten (zum Beispiel Filme, Zeitungsartikel, pseudowissenschaftliche Aussagen)
    • Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    • Chancen und Risiken von Technologien mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    • Technologien auch unter sozialen, ökologischen und ökonomischen Aspekten diskutieren
    • im Bereich der nachhaltigen Entwicklung persönliche, lokale und globale Maßnahmen unterscheiden und mithilfe ihres physikalischen Wissens bewerten
    • historische Auswirkungen physikalischer Erkenntnisse beschreiben
    • Geschlechterstereotype bezüglich Interessen und Berufswahl im naturwissenschaftlich-technischen Bereich diskutieren

Operatoren

Anhänge zu Fachplänen

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3.6.2.3 Elek­tro­dy­na­mik

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler un­ter­su­chen das Phä­no­men der elek­tro­ma­gne­ti­schen In­duk­ti­on und er­läu­tern tech­ni­sche An­wen­dun­gen. Sie be­schrei­ben die Ur­sa­che und Struk­tur elek­tro­ma­gne­ti­scher Fel­der an­hand der Aus­sa­gen der Max­wel­l-Glei­chun­gen.

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen
(1)

mit­hil­fe der Lor­ent­z­kraft er­klä­ren, dass in ei­nem Lei­ter, der senk­recht zu ei­nem Ma­gnet­feld be­wegt wird, ei­ne Span­nung be­zie­hungs­wei­se ein elek­tri­scher Strom in­du­ziert wird
(2)

das Fa­ra­day’sche In­duk­ti­ons­ge­setz er­läu­tern und an­wen­den
(ma­gne­ti­scher Fluss \( \Phi = A \cdot B \) für Feld­li­ni­en des Ma­gnet­fel­des \(B\), die senkrecht zur Fläche \(A\) verlaufen, \( U_{\mathrm{\scriptscriptstyle{ind}}} = - n \cdot \dot{\Phi} \), Lenz’sche Regel)
(3)

tech­ni­sche An­wen­dun­gen des In­duk­ti­ons­ge­set­zes qua­li­ta­tiv be­schrei­ben (zum Bei­spiel Ge­ne­ra­tor, Trans­for­ma­tor, In­duk­ti­ons­la­de­ge­rät)
(4)

Selbst­in­duk­ti­ons­ef­fek­te in Strom­krei­sen bei Ein- und Aus­schalt­vor­gän­gen er­klä­ren
(In­duk­ti­vi­tät, \( U_{\mathrm{\scriptscriptstyle{ind}}} = - L \cdot \dot{I} \) )
(5)

die Eigenschaften einer schlanken Spule beschreiben ( \( L = \mu_{\mathrm{\scriptscriptstyle{0}}} \cdot \mu_{\mathrm{\scriptscriptstyle{r}}} \cdot n^{2} \cdot \frac{A}{l} \), \( E_{\mathrm{\scriptscriptstyle{Spule}}} = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^{2} \) )
BP2016B­W_ALL­G_GYM_M_IK_9-10_04_00
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_M_IK_11-12-L­F_04_00
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_02_06
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_01_07
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_02_02
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_01_08
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_01_06
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_02_05
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_02_04
, BP2016B­W_ALL­G_GYM_PH.V2_P­K_02_03
(6)

Ur­sa­che und Struk­tur elek­tro­ma­gne­ti­scher Fel­der an­hand der Aus­sa­gen der Max­wel­l-Glei­chun­gen im Über­blick be­schrei­ben
(7)

ei­ne tech­ni­sche An­wen­dung elek­tri­scher Wir­bel­strö­me be­schrei­ben (zum Bei­spiel Wir­bel­strom­brem­se, In­duk­ti­ons­koch­plat­te)
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Umsetzungshilfen
Hinweis
Die Beispielcurricula, Synopsen und Kompetenzraster sind bei den inhaltsbezogenen Kompetenzen des jeweiligen Faches zu finden.