Изучение резонанса в электрическом колебательном контуре с помощью звукового генератора

Изучение резонанса в электрическом колебательном контуре

с помощью звукового генератора

11 класс

1. Цели занятия:

• изучение основных характеристик колебательного контура;

• введение понятия вынужденные колебания;

• введение понятия резонанс;

• развитие мышления учащихся на основе использования правил формальной логики в процессе вывода уравнения колебаний силы тока при резонансе со всеми необходимыми математическими преобразованиями;

• формирование экспериментальных умений (выдвигать гипотезу, оформлять результаты эксперимента рациональным способом, формулировать вывод), умение анализировать демонстрационные модели физических явлений и процессов, систематизирование и обобщение информации, оформление результатов систематизации рациональным способом

• воспитание культуры отношений в ходе проблемной беседы при изучении нового материала и устном ответе учащихся;

• развитие мышления и воображения в ходе выполнения опытов.

1. Задачи занятия:

• ответить на вопросы учителя;

• пронаблюдать опыт, целью которого является демонстрация резонанса в электрическом колебательном контуре с помощью звукового генератора и зафиксировать основные результаты опыта в виде конспекта;

• прослушать объяснение учителя о резонансе в электрическом колебательном контуре и записать краткий конспект;

• проанализировать модель «Вынужденные колебания в RLC - контуре» (ЭУИ «Открытая физика» ООО «Физикон») или модель «Резонанс в цепи переменного тока» (ЭУИ «Библиотека наглядных пособий» ЗАО «1 С»).

1. Ход урока:

   1. Организационный момент.

   2. Вступительная часть (рассказ об учебных задачах занятия).

   3. Устный фронтальный опрос по темам: конденсатор в цепи переменного тока, катушка индуктивности в цепи переменного тока.

   4. Организация учебного исследования: проведение эксперимента, демонстрирующего – резонанс в электрическом колебательном контуре частично-поисковая деятельность.

СНВ:

• Нам надо установить на выходе звукового генератора напряжение, равное 5 В. Как это можно сделать?

• Как можно менять частоту переменного напряжения?

• Изменим частоту переменного напряжения, как изменится сила тока? Почему?

• Если мы изменим сопротивление в цепи, изменится ли сила тока?

• Уменьшим сопротивление, как изменилась сила тока в цепи?

• Как изменилась при этом величина резонансной частоты?

• Уменьшим сопротивление, чему теперь равна величина резонансной частоты? Почему?

• От чего зависит явление резонанса в колебательном контуре?

1. Объяснение учителя о резонансе в электрическом колебательном контуре.

2. Организация работы учащихся с моделью «Вынужденные колебания в RLC - контуре» или «Резонанс в цепи переменного тока».

СНВ:

• Какие величины можно изменять в данной модели? В каких пределах?

• По какой формуле определяется емкостное сопротивление? По какой формуле определяется индуктивное сопротивление? Резонансная частота?

• Рассчитаем эти величины и проверим экспериментально.

• Об изменении, каких величин можно судить по векторной диаграмме? Как изменяются колебания тока и напряжения на элементах цепи?

• Что называется резонансной кривой?

1. Предъявление домашнего задания.

2. Заключительная часть (рассказ об итогах урока).

1. Учебные задачи для домашней работы:

• приведите примеры полезного и вредного проявления электрического резонанса;

• ответить устно на вопросы параграфа 35 (Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев Мякишев, Буховцев), 93 (С.В. Громов) в учебнике;

• дополнительное задание – описать резонанс по ОП «Изучения физического явления (процесса)».

1. Дидактические средства:

1. Презентация «Изучение резонанса с помощью ЗГ»;

2. Модель «Вынужденные колебания в RLC - контуре» (ЭУИ «Открытая физика.Ч2» (ООО «Физикон») );

3. Модель «Резонанс в цепи переменного тока» (ЭУИ «Библиотека наглядных пособий» (ЗАО «1С»));

4. Литература для учащихся:

• Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. Физика 11кл.- М: Просвещение,2002 г;

• С.В. Громов. Физика 10 кл.- М: Просвещение, 2001г;

• Ю. И. Дик. Большой справочник по физике, изд: «Дрофа».

1. Цифровые образовательные ресурсы:

• Модель «Вынужденные колебания в RLC - контуре» (ЭУИ «Открытая физика.Ч2» (ООО «Физикон») );

• Модель «Резонанс в цепи переменного тока» (ЭУИ «Библиотека наглядных пособий» (ЗАО «1С»));

содержание

источники

методика

ресурсы

об авторе

Изучение резонанса

в электрическом колебательном контуре с помощью звукового генератора

дидактический материал к занятию «Электромагнитные колебания»

содержание

источники

методика

ресурсы

об авторе

1

2

3

Модель «Вынужденные колебания в RLC -контуре» [ 1 ] , [ 2 ]

Модель « Резонанс в цепи переменного тока» [ 5 ]

на начало

источники

содержание

методика

ресурсы

об авторе

1

Рисунок «Произвольная цепь переменного тока» [ 4 ]

2

3

Рисунок «Вынужденные колебания в контуре» [1] , [2] , [3]

на начало

источники

содержание

методика

об авторе

ресурсы

1

2

3

Рисунок «Резонансные кривые для контуров с различными значениями добротности Q » [ 1 ] , [ 2 ] , [ 3 ]

Рисунок «Произвольная цепь переменного тока» [ 5 ]

на начало

источники

содержание

методика

ресурсы

об авторе

оборудование

• амперметр переменного тока с пределом измерения 0,5 А

• вольтметр переменного тока с пределом измерений 0-15

• генератор звуковой школьный

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

источники

содержание

методика

об авторе

ресурсы

оборудование

• конденсатор на 6 мкФ

• катушка на 120 В

• магазин сопротивлений лабораторный

• провода соединительные

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

содержание

источники

методика

ресурсы

об авторе

оборудование

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

источники

содержание

методика

об авторе

ресурсы

оборудование

• подготовьте в тетради таблицу

для записи измерения

схема

1

2

3

порядок проведения

результаты

вывод

• соберите электрическую цепь по схеме

на начало

содержание

источники

методика

ресурсы

об авторе

оборудование

• включив звуковой генератор, установите на его

выходе напряжение, равное 5 В

• изменяя частоту переменного напряжения от

200 до 3000 Гц ступенями по 200 Гц, снимите

показания миллиамперметра, поддерживая

неизменным напряжение на выходе

генератора, результаты занесите в таблицу

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

содержание

источники

методика

ресурсы

об авторе

оборудование

• включите последовательно с катушкой

индуктивности и конденсатором магазин

сопротивлений; установите сопротивление 40-70

Ом и повторите эксперимент; напряжение на

выходе генератора поддерживайте 5В

• установите сопротивление 15 Ом и повторите

эксперимент

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

источники

содержание

методика

ресурсы

об авторе

оборудование

• по новым результатам измерений постройте

резонансные кривые на том же листе, на котором

построена первая кривая, и объясните, чем

вызвано различие в кривых

• определите резонансную частоту

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

источники

содержание

методика

ресурсы

об авторе

оборудование

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

содержание

источники

методика

об авторе

ресурсы

оборудование

1

2

3

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

содержание

источники

методика

ресурсы

об авторе

оборудование

В электрическом колебательном контуре

наблюдается явление резонанса – резкое

возрастание амплитуды вынужденных колебаний

силы тока при совпадении частоты колебаний

внешнего переменного напряжения с собственной

частотой колебательного контура.

При больших сопротивлениях резонанс

практически не наблюдается

схема

порядок проведения

результаты

вывод

на начало

источники

содержание

методика

ресурсы

об авторе

1. Открытая физика 2.5 часть 2. – М.: ООО «Физикон».

2. Физика 7-11. – М.: ООО «Физикон».

3. Подготовка к ЕГЭ по физике. – М.: ООО «Физикон».

4. Физика 10-11 кл. Подготовка к ЕГЭ. – М.: ЗАО «1С».

5. Физика 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий. – М.: ЗАО «1С».

на начало

источники

содержание

методика

ресурсы

об авторе

Еловикова Елена Валерьевна

студент 4–го курса физического

факультета ПГПУ выпуск 2007

Преподаватель :

Беляева Надежда Владимировна

ассистент кафедры МД и ИТО ПГПУ

на начало