การออกแบบหน่วยการเรียนรู้ 2-65 ครูรจนา แสงสุธา
krooannjung asked 2 ปี ago
การออกแบบหน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง แม่เหล็กไฟฟ้า
รายวิชาฟิสิกส์ 4 รหัสวิชา ว33204 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5
เวลา 30 ชั่วโมง ครูผู้สอน นางรจนา แสงสุธา
- 1. สาระการเรียนรู้เพิ่มเติมและผลการเรียนรู้
สาระการเรียนรู้เพิ่มเติม สาระฟิสิกส์
- เข้าใจแรงไฟฟ้าและกฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและกฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงานไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก แรงแม่เหล็กที่กระทำกับประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและกฎ ของฟาราเดย์ ไฟฟ้ากระแสสลับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการสื่อสาร รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
ผลการเรียนรู้
- สังเกต และอธิบายเส้นสนามแม่เหล็ก อธิบายและคำนวณฟลักซ์แม่เหล็กในบริเวณที่กำหนด รวมทั้งสังเกตและอธิบายสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำเส้นตรงและโซเลนอยด์ได้
- อธิบาย และคำนวณแรงแม่เหล็กที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก แรงแม่เหล็กที่กระทำต่อเส้นลวดที่มีกระแสไฟฟ้าผ่านและวางในสนามแม่เหล็ก รัศมีความโค้งของการเคลื่อนที่เมื่อประจุเคลื่อนที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก รวมทั้งอธิบายแรงระหว่างเส้นลวดตัวนำคู่ขนานที่มีกระแสไฟฟ้า ผ่านได้
- อธิบายหลักการทำงานของแกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง รวมทั้งคำนวณปริมาณ ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้
- สังเกต และอธิบายการเกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ และคำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง รวมทั้งนำความรู้เรื่องอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำไปอธิบายการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าได้
- อธิบาย และคำนวณความต่างศักย์อาร์เอ็มเอสและกระแสไฟฟ้าอาร์เอ็มเอสได้
- อธิบายหลักการทำงานและประโยชน์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส การแปลงอีเอ็มเอฟของหม้อแปลง และคำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้
- 2. สาระสำคัญ
แม่เหล็กประกอบด้วยขั้วเหนือและขั้วใต้ บริเวณที่มีอำนาจแม่เหล็ก เรียกว่า สนามแม่เหล็ก แรงของแรงแม่เหล็ก เรียกว่า เส้นแรงแม่เหล็ก บริเวณในสนามแม่เหล็กที่ไม่มีอำนาจแม่เหล็ก เรียกว่า จุดสะเทิน ใต้พื้นโลก มีสนามแม่เหล็กโลกช่วยป้องกันอันตรายจากลมสุริยะ บริเวณใกล้ขั้วแม่เหล็กมีเส้นสนามแม่เหล็กหนาแน่นมาก เรียกว่า ฟลักซ์แม่เหล็ก อัตราส่วนระหว่างฟลักซ์แม่เหล็กต่อพื้นที่ตั้งฉากกับสนามหนึ่งตารางหน่วย เรียกว่า ขนาดของสนามแม่เหล็ก
กฎมือขวาใช้หาทิศของสนามแม่เหล็ก เมื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดที่เรียกว่า โซเลนอยด์ จะเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นรอบ ๆ ขดลวด เมื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดตัวนำ 2 เส้นที่ขนานกัน จะเกิดแรงดูดและแรงผลัก เมื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะเกิดโมเมนต์ของแรงคู่ควบผลักให้ขวดลวดหมุนรอบแกนนำหลักการนี้ไปสร้างมอเตอร์
เมื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กเคลื่อนที่ผ่านตัวนำจะเกิดกระแสไฟฟ้าในขดลวด เรียกว่า การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าเรียกว่ากระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ แรงเคลื่อนที่เกิดขึ้นเรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (emf)
กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ กล่าวว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดจะเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดนั้นเมื่อเทียบกับเวลา
กฎของเลนส์ กล่าวว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในทิศ ที่จะทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กใหม่ขึ้นมาต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กเดิมที่ตัดผ่านขดลวดนั้น
ขณะที่มอเตอร์หมุน ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวดจะมีค่าเปลี่ยนแปลง เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดในทิศตรงข้าม ทำให้กระแสไฟฟ้าที่ผ่านมอเตอร์ขณะหมุนด้วยอัตราเร็งคงตัวมีค่าน้อยกว่าขณะเริ่มหมุน เรียกว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับ
ไดนาโมที่ผลิตกระแสไฟฟ้าใช้ตามบ้านเป็นไดนาโม 3 เฟส โดยให้ขดลวด 3 ชุดทำมุมกัน 120 องศา เพื่อความสะดวกในการใช้งานจึงนำสายหนึ่งของขดลวดแต่ละชุดต่อเข้าด้วยกัน เรียกว่า สายกลาง ข้อดีของการผลิตและการส่งไฟฟ้า 3 เฟส คือ การส่งไฟฟ้าจะถูกแบ่งออกเป็น 3 ส่วน ทำให้ไม่ต้องใช้สายไขนาดใหญ่มาก
การทำให้แรงเคลื่อนเปลี่ยนแปลงทำได้โดยใช้หลักการแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดมีความสัมพันธ์กับอัตราส่วนของจำนวนรอบของขดลวดทั้งสอง โดยขดลวดที่ต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเรียกว่า ขดลวดปฐมภูมิ ส่วนอีกขดลวดหนึ่งต่อเข้ากับเครื่องใช้ไฟฟ้า เรียกว่า ขดลวดทุติยภูมิ
ปริมาณต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับ ได้แก่ ความต่างศักย์จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อัตราเร็วเชิงมุม กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ กำลังไฟฟ้า ค่าเฉลี่ยของกำลังสองกระแสไฟฟ้า กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย ค่ายังผลหรือค่ามิเตอร์ ตัวต้านทานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับกับกระแสไฟฟ้ามีเฟสเดียวกัน ถ้ามีตัวเก็บประจุในวงจร กระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวเก็บประจุจะมีเฟสนำความต่างศักย์ที่คร่อมตัวเก็บประจุ 90 องศา ถ้ามีตัวเหนี่ยวนำในวงจร กระแสไฟฟ้าที่ผ่านตัวเหนี่ยวนำจะมีเฟสตามความต่างศักย์คร่อมตัวเหนี่ยวนำ 90 องศา
- 3. สาระการเรียนรู้
3.1 สาระการเรียนรู้แกนกลาง(K)
3.1.1 สาระการเรียนรู้ (ประจำหน่วยการเรียนรู้)
3.1.1.1 เส้นสนามแม่เหล็กเป็นเส้นสมมติที่ใช้แสดงบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก โดยบริเวณที่มีเส้นสนามแม่เหล็กหนาแน่นมากแสดงว่าเป็นบริเวณที่สนามแม่เหล็กมีความเข้มมาก
3.1.1.2 ฟลักซ์แม่เหล็ก คือ จำนวนเส้นสนามแม่เหล็กที่ผ่านพื้นที่ที่พิจารณา และอัตราส่วนระหว่างฟลักซ์แม่เหล็กต่อพื้นที่ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก คือ ขนาดของสนามแม่เหล็ก เขียนแทนได้ด้วยสมการ
3.1.1.3 เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำเส้นตรงหรือโซเลนอยด์จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้น อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่เข้าไปในสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงกระทำต่ออนุภาคนั้นคำนวณได้จากสมการ กรณีที่ประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ตั้งฉากเข้าไปในสนามแม่เหล็ก จะทำให้ประจุเคลื่อนที่เปลี่ยนไปโดยรัศมีความโค้งของการเคลื่อนที่คำนวณได้จากสมการ
3.1.1.4 ลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก จะเกิดแรงกระทำ ต่อลวดตัวนำนั้นโดยทิศทางของแรงหาได้จากกฎมือขวา และคำนวณขนาดของแรงได้จากสมการ
เมื่อวางเส้นลวดสองเส้นขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าผ่านทั้งสองเส้น จะเกิดแรงกระทำระหว่างลวดตัวนำทั้งสอง
3.1.1.5 เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดตัวนำที่อยู่ในสนามแม่เหล็กจะมีโมเมนต์ของแรงคู่ควบกระทำต่อขดลวดทำให้ขดลวดหมุน ซึ่งนำไปใช้อธิบายการทำงานของแกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง โดยโมเมนต์ของแรงคู่ควบคำนวณได้จากสมการ
3.1.1.6 เมื่อมีฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลงตัดขดลวดตัวนำจะเกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ ในขดลวดตัวนำนั้นอธิบายได้โดยใช้กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์เขียนแทนได้ด้วยสมการ
ทิศทางของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำหาได้โดยใช้กฎของเลนซ์
3.1.1.7 ความรู้เกี่ยวกับอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำไปใช้อธิบายการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น แบลลัสต์ แบบขดลวดของหลอดฟลูออเรสเซนต์ การเกิดอีเอ็มเอฟกลับในมอเตอร์ไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ และกีตาร์ไฟฟ้า
3.1.1.8 ไฟฟ้ากระแสสลับที่ส่งไปตามบ้านเรือน มีความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาในรูปของฟังก์ชันแบบไซน์
3.1.1.9 การวัดความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าสลับใช้ค่ายังผลหรือค่ามิเตอร์ ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยแบบรากที่สองของกำลังสองเฉลี่ย คำนวณได้จากสมการ และ
3.1.1.10 ไฟฟ้ากระแสสลับที่ส่งไปตามบ้านเรือนเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่ต้องเพิ่ม อีเอ็มเอฟจากโรงไฟฟ้าแล้วลดอีเอ็มเอฟให้มีค่าที่ต้องการโดยใช้หม้อแปลง ซึ่งประกอบด้วยขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ
3.1.1.11 ไฟฟ้ากระแสสลับที่ผ่านขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงจะทำให้เกิดอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง โดยอีเอ็มเอฟในขดลวดทุติยภูมิขึ้นกับอีเอ็มเอฟในขดลวดปฐมภูมิ และจำนวนรอบของขดลวดทั้งสอง ตามสมการ
3.1.2 สาระการเรียนรู้ท้องถิ่น
–
3.2 ทักษะกระบวนการ (P)
โดยใช้ทักษะการสังเกต คำนวณ และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
3.3 คุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A)
3.3.1 คุณลักษณะอันพึงประสงค์ (ประจำหน่วยการเรียนรู้)
–
3.3.2 คุณลักษณะอันพึงประสงค์ (ประจำกลุ่มสาระการเรียนรู้)
3.3.2.1 มีจิตสาธารณะ
3.3.2.2 มีจิตวิทยาศาสตร์
3.4 สมรรถนะ
3.4.1 ความสามารถในการคิด
3.4.2 ความสามารถในการแก้ปัญหา
3.4.3 ความสามารถในการสื่อสาร
3.4.3 ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี
3.4.4 ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต
- 4. ชิ้นงาน
4.1 ผังมโนทัศน์ เรื่อง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ
4.2 ผังมโนทัศน์ ไฟฟ้าแม่เหล็ก
- 5. การวัดผลประเมินผลการเรียนรู้
วิธีการ
เครื่องมือ
เกณฑ์
1. ประเมินชิ้นงาน/ภาระงาน/การทดลอง/ปฏิบัติกิจกรรม
แบบประเมินชิ้นงาน/ภาระงาน
ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 60 ขึ้นไป
2. ทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียนของหน่วยการเรียนรู้
แบบทดสอบ
ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 60 ขึ้นไป
3. สังเกตพฤติกรรมการทำงานรายบุคคล/สังเกตพฤติกรรม
การทำงานกลุ่ม/คุณลักษณะ
อันพึงประสงค์
แบบสังเกตพฤติกรรมการทำงานรายบุคคล /แบบสังเกตพฤติกรรม
การทำงานกลุ่ม /แบบประเมินคุณลักษณะอันพึงประสงค์
ระดับคุณภาพ 2 ผ่านเกณฑ์
- 6. กิจกรรมการเรียนรู้
ใช้เทคนิคการสอนแบบบรรยายแบบเน้นมโนทัศน์ (เพื่อเฝ้าระวังการแพร่เชื้อไวรัสโคโรน่า 2019)
ชั่วโมงที่ 1-2
- ครูแจ้งจุดประสงค์การเรียนรู้ให้นักเรียนทราบ จากนั้นครูให้นักเรียนทำแบบทดสอบก่อนเรียนของหน่วยการเรียนรู้ที่ 1 แม่เหล็กไฟฟ้า
- ครูสาธิตการเรียงตัวของผงตะไบเหล็ก เพื่อให้นักเรียนสังเกตผลที่เกิดขึ้นของผงตะไบเหล็กที่ติดตามส่วนต่าง ๆ ของแท่งแม่เหล็ก
- ครูให้ความรู้เกี่ยวกับขั้วของแท่งแม่เหล็กตามรายละเอียดในหนังสือเรียน
- 4. ครูสาธิตเกี่ยวกับจุดสะเทิน
- 5. ครูอธิบายเกี่ยวกับฟลักซ์แม่เหล็ก
- 6. ครูให้นักเรียนศึกษาตัวอย่างการคำนวณจากโจทย์ปัญหาในตัวอย่างจากหนังสือเรียน
ชั่วโมงที่ 3-4
- ครูอธิบายทบทวนเกี่ยวกับแรงที่กระทำต่ออนุภาคที่ประจุไฟฟ้า ตามละเอียดในหนังสือเรียน
- 2. ครูให้นักเรียนศึกษาวิธีการหาทิศของแรง ที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน
- ครูให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการหาขนาดของแรงที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุ เคลื่อนที่ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก
- นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็นกลุ่ม ๆ ละ 6 คน ตามความสมัครใจของนักเรียน ศึกษากิจกรรม การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็ก จากหนังสือเรียน
- นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันแลกเปลี่ยนความรู้และวิเคราะห์ผลการปฏิบัติกิจกรรม แล้วร่วมกันอภิปรายผลร่วมกัน
- นักเรียนแต่ละกลุ่มส่งตัวแทนออกมานำเสนอผลการทำกิจกรรม
- ครูให้นักเรียนทุกคนทำใบงานที่ 1.1 เรื่อง แม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก
ชั่วโมงที่ 5-6
- นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็นกลุ่ม ๆ ละ 3 คน ตามความสมัครใจของนักเรียน ร่วมกันศึกษาค้นคว้าข้อมูลตามหัวข้อเรื่อง สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าที่ผ่านลวดตัวนำตรง
- สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าที่ผ่านลวดวงกลม
- สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าที่ผ่านโซเลนอยด์
โดยศึกษาจากหนังสือเรียน หรือแหล่งการเรียนรู้ต่าง ๆ เช่น อินเทอร์เน็ต
- นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันอภิปรายเรื่องที่ได้ศึกษา แล้วเขียนสรุปความรู้ ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าลงในสมุดประจำตัว เพื่อนำส่งครูท้ายชั่วโมง
- ครูอธิบายเพิ่มเติมให้นักเรียนเข้าใจเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าที่ผ่านลวดตัวนำ
- 4. ครูให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าที่ผ่านทอรอยด์
ชั่วโมงที่ 7-8
- 1. ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม เพื่อร่วมกันศึกษากิจกรรม สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าใน
ลวดตัวนำ จากหนังสือเรียน
- นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันแลกเปลี่ยนความรู้และวิเคราะห์ผลการปฏิบัติกิจกรรม แล้วอภิปรายผล
ร่วมกัน จากนั้นส่งตัวแทนออกมานำเสนอผลการทำกิจกรรม
- ครูอธิบายเพิ่มเติมและวิธีการคำนวณหาปริมาณที่เกี่ยวข้อง เรื่อง กระแสไฟฟ้าทำให้เกิด
สนามแม่เหล็ก
- ครูให้นักเรียนทุกคนทำใบงานที่ 1.2 เรื่อง กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก
ชั่วโมงที่ 9-10
- ครูทบทวนเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าผ่านลวดตัวนำ
- นักเรียนแบ่งกลุ่ม ๆ ละ 3-4 คน ตามความสมัครใจของนักเรียน โดยให้แต่ละกลุ่มร่วมกันศึกษาค้นคว้าข้อมูล เรื่อง แรงกระทำต่อลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก จากหนังสือเรียน หรือแหล่งการเรียนรู้ต่าง ๆ เช่น อินเทอร์เน็ต แล้วร่วมกันสรุปความรู้ที่ศึกษาลงในสมุดประจำตัว
- ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันอภิปรายเรื่องที่ได้ศึกษา จากนั้นให้นักเรียนแต่ละคนเขียนสรุปความรู้ ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าลงในสมุดประจำตัว เพื่อนำส่งครูท้ายชั่วโมง
- ครูให้นักเรียนแต่ละคนศึกษาสมการที่ใช้ในการคำนวณเกี่ยวกับขนาดของแรงแม่เหล็กที่กระทำต่อลวดตัวนำตามรายละเอียดในหนังสือเรียน
- ครูสุ่มนักเรียนให้ออกมานำเสนอวิธีการแก้ปัญหาโจทย์ตัวอย่าง โดยที่ครูคอยแนะนำและเสริมข้อมูลที่ถูกต้องให้นักเรียน
ชั่วโมงที่ 11-12
- ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม กลุ่มละ 4-5 คน ปฏิบัติกิจกรรม แรงกระทำต่อลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก โดยให้นักเรียนแบ่งบทบาทหน้าที่ของสมาชิกภายในกลุ่มว่าใครมีบทบาทหน้าที่อย่างไร
- ครูให้แต่ละกลุ่มส่งตัวแทนออกมารายงานผลที่ได้จากการทำกิจกรรมหน้าชั้นเรียน จากนั้นครูเป็นผู้เฉลยผลที่ได้จากการทำกิจกรรมที่ถูกต้อง
- นักเรียนและครูร่วมกันสรุปเกี่ยวกับกิจกรรม แรงกระทำต่อลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก
- ครูมอบหมายให้นักเรียนฝึกทำใบงานที่ 1.3 เรื่อง แรงกระทำต่อลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก
ชั่วโมงที่ 13-14
- ครูให้นักเรียนดูวีดิทัศน์ จาก https://www.youtube.com/watch?v=zpLmWw2wIgI เพื่อเชื่อมโยงความรู้
- 2. ครูตั้งคำถาม เพื่อกระตุ้นความคิด ลวดตัวนำ 2 เส้น ที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและวางขนานกัน จะมีแรงใดกระทำต่อลวดหรือไม่ อย่างไร นักเรียนร่วมกันตอบคำถามและแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับคำตอบของคำถาม เพื่อเชื่อมโยงไปสู่การเรียนรู้เรื่อง แรงระหว่างลวดตัวนำ 2 เส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
- ครูนำเข้าสู่หัวข้อนี้โดยให้นักเรียนพิจารณาลวดตัวนำตรง 2 เส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าผ่าน โดยแยกพิจารณาเป็น 2 กรณี ดังนี้
- กรณีที่กระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำทั้งสองมีทิศเดียวกัน
- กรณีที่กระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำทั้งสองมีทิศตรงกันข้าม
- ครูให้ความรู้เกี่ยวกับแรงกระทำระหว่างลวดตัวนำตรงสองเส้นที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน นำไปใช้นิยามหน่วยของกระแสไฟฟ้าในระบบเอสไอ โดยกำหนดว่า กระแสไฟฟ้าคงตัวค่าเดียวกันที่ไหลผ่านลวดตัวนำเส้นเล็ก ๆ 2 เส้นซึ่งยาวมากและวางตัวขนานกันโดยอยู่ห่างกัน 1 เมตร ในสุญญากาศ แล้วทำให้เกิดแรงกระทำระหว่างลวดตัวนำทั้งสอง (คิดต่อหน่วยความยาว) เท่ากับ มีค่าเท่ากับ 1 แอมแปร์
- นักเรียนจับคู่กับเพื่อนในชั้นเรียน ตามความสมัครใจของนักเรียน จากนั้นร่วมกันทำใบงานที่ 1.4 เรื่อง แรงระหว่างลวดตัวนำ 2 เส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
ชั่วโมงที่ 15-16
- ครูทบทวนเกี่ยวกับแรงระหว่างลวดตัวนำ 2 เส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
- 2. ครูตั้งคำถามกระตุ้น เพื่อเป็นการนำเข้าสู่บทเรียนว่า “แรงที่กระทำต่อขดลวดที่อยู่ในสนามแม่เหล็กจะมีขนาดและทิศทางเป็นอย่างไร” จากนั้นครูกล่าวเชื่อมโยงเข้าสู่กิจกรรมการเรียนการสอน
- ครูให้นักเรียนร่วมแสดงความคิดเห็นกับคำถาม ซึ่งนักเรียนสามารถแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระโดยไม่มีการเฉลยว่าถูกหรือผิด
- นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็นกลุ่ม ๆ ละ 4 คน ตามความสมัครใจของนักเรียน จากนั้นให้แต่ละกลุ่มร่วมกันศึกษาค้นคว้าข้อมูล เรื่อง แรงกระทำต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก จากหนังสือเรียนหรือแหล่งการเรียนรู้ต่าง ๆ เช่น อินเทอร์เน็ต
- ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันอภิปราย จากนั้นให้นักเรียนแต่ละคนเขียนสรุปความรู้ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าข้อมูลและตอบคำถามลงในสมุดประจำตัว เพื่อนำส่งครูท้ายชั่วโมง
- ครูสุ่มนักเรียนจำนวน 2 กลุ่ม ออกมานำเสนอผลการค้นคว้าข้อมูล
- นักเรียนฟังครูอธิบายเรื่องแรงกระทำต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก และโมเมนต์ของแรงคู่ควบ
- ครูให้นักเรียนศึกษาตัวอย่างการคำนวณจากโจทย์ปัญหาและฝึกแก้โจทย์ปัญหา ตามขั้นตอนการแก้โจทย์ปัญหา
- นักเรียนทำใบงานที่ 1.5 เรื่อง แรงกระทำต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก
ชั่วโมงที่ 17-18
- ครูทบทวนเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างค่าโมเมนต์ของแรงคู่ควบและค่าของกระแสไฟฟ้า
- เตรียมสื่อวีดิทัศน์เพื่อใช้เป็นเครื่องช่วยในการเรียนการสอน
– https://www.youtube.com/watch?v=oaA1G5NQUd8
– https://www.youtube.com/watch?v=_kLvQpKuyWs
- ครูให้นักเรียนดูสื่อวีดิทัศน์เกี่ยวกับการประยุกต์ผลของสนามแม่เหล็กต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จาก
– https://www.youtube.com/watch?v=oaA1G5NQUd8
– https://www.youtube.com/watch?v=_kLvQpKuyWs
- นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็นกลุ่ม ๆ ละ 4 ศึกษาส่วนประกอบและหลักการทำงานของของแกลแวนอมิเตอร์ ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน หรือแหล่งการเรียนรู้ต่าง ๆ เช่น อินเทอร์เน็ต
- ให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายและให้แต่ละคนเขียนสรุปความรู้ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าลงในสมุดประจำตัว
- ครูอธิบายให้นักเรียนเกี่ยวกับแกลแวนอมิเตอร์
ชั่วโมงที่ 19-20
- ครูทบทวนการเกิดโมเมนต์จากแรงคู่ควบบนขดลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าผ่าน และเข่าสู่บทเรียนเกี่ยวกับส่วนประกอบและหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ตามรายละเอียดในบทเรียน
- ครูอธิบายให้นักเรียนฟังว่า มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลในรูปของพลังงานจลน์การหมุน มอเตอร์ไฟฟ้ามี 2 ประเภท คือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงกับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ มอเตอร์ไฟฟ้าทั้งสองประเภทมีส่วนประกอบหลักที่ต่างกัน คือ แหวน กล่าวคือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงใช้แหวนผ่า (split ring) หรือคอมมิวเตเตอร์ (commutator) ส่วนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับใช้แหวนลื่น (slip ring) (แหวนเต็มวง) สองวง และมีการติดตั้งแปรงสัมผัสแตกต่างกัน
- นักเรียนจับคู่กับเพื่อนในชั้นเรียน ตามความสมัครใจของนักเรียน จากนั้นร่วมกันทำใบงานที่ 1.6 เรื่อง มอเตอร์กระแสตรง
- 4. ครูสุ่มนักเรียนจำนวน 2 คู่ ออกมาเฉลยใบงาน โดยครูให้นักเรียนร่วมกันพิจารณาว่าคำตอบใดถูกต้อง จากนั้นครูเฉลยคำตอบที่ถูกต้องให้นักเรียน
ชั่วโมงที่ 21-22
- ครูทบทวนเกี่ยวกับหลักการทำงานของแกลแวนอมิเตอร์และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
- 2. ครูนำเข้าสู่บทเรียนโดยการตั้งคำถามตามหนังสือเรียน จากนั้นครูหรือตัวแทนนักเรียนเป็นผู้สาธิตการใช้ลวดตัวนำเคลื่อนที่ตัดฟลักซ์แม่เหล็ก โดยอุปกรณ์ที่ใช้สาธิตประกอบด้วยสายไฟ แม่เหล็กรูปตัวยู และแอมมิเตอร์
- นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็นกลุ่ม ๆ ละ 4 คน ตามความสมัครใจของนักเรียน จากนั้นให้แต่ละกลุ่มศึกษาและทำกิจกรรม กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ วัตถุประสงค์เพื่อสังเกตการณ์เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดตัวนำ
- ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันอภิปราย และตอบคำถามท้ายกิจกรรม
- ครูอธิบายเรื่อง กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ โดยฟาราเดย์ได้ทดลองเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำและการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านขดลวด ได้ผลสรุปว่า การเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กผ่านวงรอบปิดใด ๆ ต่อหนึ่งหน่วยเวลา จะก่อให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นและทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำ จึงได้ตั้งเป็น กฎเหนี่ยวนำของฟาราเดย์
- ครูให้นักเรียนแต่ละคนศึกษากฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ นำไปหาอีเอฟเอ็มเหนี่ยวนำและกฏของเลนซ์นำไปหาทิศทางของกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ตามตัวอย่างในหนังสือเรียน
ชั่วโมงที่ 23-24
- ครูให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม กลุ่มละ 3-4 คน ปฏิบัติกิจกรรม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อศึกษาทิศทางกระแสไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างง่าย
- ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันอภิปราย และตอบคำถามท้ายกิจกรรม
- ครูสุ่มนักเรียนจำนวน 2 กลุ่ม ออกมาอปรายผลการทำกิจกรรม โดยมีครูเป็นผู้ให้คำแนะนำ และขยายผลการอภิปรายกับนักเรียน
- นักเรียนฟังครูอธิบาย เรื่องอีเอฟเอ็มเหนี่ยวนำ และการคำนวณหาปริมาณที่เกี่ยวข้องกับอีเอฟเอ็มเหนี่ยวนำและการประยุกต์ใช้หลักการอีเอฟเอ็มเหนี่ยวนำไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์ มอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ กีตาร์ไฟฟ้า
- นักเรียนทำใบงานที่ 1.7 เรื่อง ผังมโนทัศน์ กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ
ชั่วโมงที่ 25-26
- 1. ครูตั้งคำถามว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตกระแสไฟฟ้าได้อย่างไร นักเรียนร่วมกันตอบคำถามและแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับคำตอบของคำถาม เพื่อเชื่อมโยงไปสู่การเรียนรู้เรื่อง แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- 2. ครูให้นักเรียนจับคู่กัน เปิดโอกาสให้เลือกจับคู่ตามความสมัครใจของนักเรียน จากนั้นให้แต่ละคู่ร่วมกันศึกษาค้นคว้าข้อมูล เรื่อง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า จากหนังสือเรียนหรือแหล่งการเรียนรู้ต่าง ๆ เช่น
- 3. ครูให้ความรู้กับนักเรียนเกี่ยวกับกราฟความต่างศักย์ไฟฟ้ากับเวลาของไฟฟ้ากระแสสลับ ความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับ และความต่างศักย์ไฟฟ้าของไฟฟ้ากระแสสลับในประเทศ รวมทั้งแนะนำการใช้เครื่องไฟฟ้าอย่างถูกต้อง ตามรายละเอียดในหนังสือเรียน
- นักเรียนจับคู่ (คู่เดิม) จากนั้นร่วมกันทำใบงานที่ 1.8 เรื่อง แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- ครูสุ่มนักเรียนจำนวน 2 คู่ ออกมาเฉลยใบงาน โดยครูให้นักเรียนร่วมกันพิจารณาว่าคำตอบใดถูกต้อง จากนั้นครูเฉลยคำตอบที่ถูกต้องให้นักเรียน
ชั่วโมงที่ 27-28
- ครูทบทวนความรู้เดิมเกี่ยวกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และนำเข้าสู่บทเรียนเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า
- ให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม ทั้งหมด 4 กลุ่ม ให้ผู้แทนนักเรียนแต่ละกลุ่มออกมาจับสลากเลือกหัวข้อใน การสืบค้น จากแหล่งเรียนรู้ต่าง ๆ ดังนี้
- ส่วนประกอบของหม้อแปลงไฟฟ้า
- หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า
- ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้า
- การใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ
- ครูให้นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันอภิปรายเรื่องที่ได้ศึกษา จากนั้นให้นักเรียนแต่ละคนเขียนสรุปความรู้ ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้าลงในสมุดประจำตัว เพื่อนำส่งครูท้ายชั่วโมง
- นักเรียนร่วมกันสรุปสาระสำคัญเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า
- 5. ครูให้ความรู้กับนักเรียนเกี่ยวกับขดลวดปฐมภูมิ ขดลวดทุติยภูมิ และความสัมพันธ์ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในขดลวดกับจำนวนรอบของขดลวด และการคำนวณเกี่ยวกับหม้อแปลง ตามรายละเอียดในหนังสือ
- 6. นักเรียนทำใบงานที่ 1.9 เรื่อง หม้อแปลงไฟฟ้า
ชั่วโมงที่ 29-30
- นักเรียนและครูร่วมกันสนทนาเกี่ยวกับค่าของปริมาณที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับ
- ครูให้ความรู้นักเรียนเรื่องค่าของปริมาณที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับตามรายละเอียดในหนังสือเรียน
- ครูอธิบายวิธีการคำนวณและยกตัวอย่างโจทย์ค่าของปริมาณที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับ
- ให้นักเรียนทำใบงานที่ 1.10 เรื่อง ค่าของปริมาณที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับ
- นักเรียนทำแบบทดสอบหลังเรียน หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 แม่เหล็กไฟฟ้า
- ครูมอบหมายให้นักเรียนไปทำชิ้นงาน ผังมโนทัศน์ ไฟฟ้าแม่เหล็ก แล้วนำส่งในคาบต่อไป
- สื่อ/แหล่งการเรียนรู้
- สื่อการเรียนรู้
7.1.1 หนังสือเรียนรายวิชาฟิสิกส์ 4 ม.5
7.1.2 แบบทดสอบก่อนเรียน หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 แม่เหล็กไฟฟ้า
7.1.3 อุปกรณ์สาธิตการเรียงตัวของผงตะไบเหล็ก
7.1.4 อุปกรณ์กิจกรรม สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำ
7.1.5 กิจกรรม แรงกระทำต่อลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก
7.1.6 กิจกรรม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
7.1.7 ใบงานที่ 1.1 เรื่อง แม่เหล็กและสนามแม่เหล็ก
7.1.8 ใบงานที่ 1.2 เรื่อง กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก
7.1.9 ใบงานที่ 1.3 เรื่อง แรงกระทำต่อลวดตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก
7.1.10 ใบงานที่ 1.4 เรื่อง แรงระหว่างลวดตัวนำ 2 เส้นที่ขนานกันและมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
7.1.11 ใบงานที่ 1.5 เรื่อง แรงกระทำต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและอยู่ในสนามแม่เหล็ก
7.1.12 ใบงานที่ 1.6 เรื่อง การประยุกต์ผลของสนามแม่เหล็กต่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
7.1.13 ใบงานที่ 1.7 เรื่อง ผังมโนทัศน์ กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและอีเอ็มเอฟเหนี่ยวนำ
7.1.14 ใบงานที่ 1.8 เรื่อง แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
7.1.15 ใบงานที่ 1.9 เรื่อง หม้อแปลง
7.1.16 ใบงานที่ 1.10 เรื่อง ค่าของปริมาณที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้ากระแสสลับ
7.1.17 แบบทดสอบหลังเรียน หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 แม่เหล็กไฟฟ้า
7.2 แหล่งการเรียนรู้
7.2.1 ห้องสมุด
7.2.2 อินเทอร์เน็ต
7.2.3 เว็บไซต์ https://www.youtube.com/watch?v=zpLmWw2wIgI
https://www.youtube.com/watch?v=oaA1G5NQUd8
https://www.youtube.com/watch?v=_kLvQpKuyWs
- 8. สรุปผลการจัดกิจกรรมการเรียนรู้
8.1 ด้านความรู้ (K)
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 8.2 ด้านทักษะ (P)
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
8.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 8.4 ด้านมรรถนะสำคัญของผู้เรียน
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ลงชื่อ ผู้สอน
(นางรจนา แสงสุธา)
ตำแหน่ง ครู
- ความคิดเห็นของหัวหน้าฝ่ายวิชาการ
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ลงชื่อ
(นางอุไรวรรณ ปัญญาศิลป์)
ตำแหน่ง ครู
- ความคิดเห็นของรองผู้อำนวยการโรงเรียน
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ลงชื่อ
(นางนวลนิตย์ ถาวงษ์กลาง)
รองผู้อำนวยการโรงเรียนมัธยมบ้านแก้งวิทยา
- ความคิดเห็นของผู้อำนวยการโรงเรียน
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ลงชื่อ
(นายสยาม เครือผักปัง)
ผู้อำนวยการโรงเรียนมัธยมบ้านแก้งวิทยา
………../……………../…………..