Разработка урока на тему "Электромагнитные колебания. Колебательный контур. "

8 класс  Урок № 51   Тема:  Электромагнитные колебания. Колебательный контур.   

Цель: дать определение электромагнитным колебаниям. Объяснить понятие колебательный контур и суть электромагнитных колебаний с использованием динамической модели “колебательный контур”.

Формируемые УУД:

Познавательные:  расширить и систематизировать знания о переменном электрическом токе, способах его получения, преобразования и передачи на расстояния.

Коммуникативные: уметь определять цель учебной деятельности, ставить задачи, планировать действия, формулировать собственное мнение и позицию, с точностью выражать свои мысли.

Регулятивные: учащиеся самостоятельно преобразуют практическую задачу в познавательную; умеют оценивать результаты деятельности (своей - чужой), анализировать свою работу, планировать свое действие в соответствии с поставленной задачей.

Личностные: учащиеся получат возможность формировать познавательный интерес к предмету; продолжат формировать умения: принимать решения, обосновывать и оценивать результаты своих действий.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Ход урока.

Организацоинный  момент.

Актуализация опорных знаний.

Что называется переменным током?

Для чего предназначены трансформаторы?

Какие виды трансформаторов вы знаете?

Устройство трансформатора.

На чем основан принцип действия трансформатора?

Чему равен коэффициент трансформации?

Изучение нового материала.

1. Открытие электромагнитных колебаний было неожиданным. После того как изобрели простейший конденсатор и научились сообщать ему большой заряд с помощью электростатической машины, ученые начали наблюдать его электрический заряд.

  Ученые не сразу поняли, что при разрядке конденсатора через катушку возникают колебания. За время разряда конденсатор успевает несколько раз перезарядиться, и электрический ток тоже меняет направление. Из-за этого сердечник может намагничиваться по-разному, и его полюсы поочередно меняются.

Свободные электромагнитные колебания это ­ изменения силы тока в катушке и напряжения на конденсаторе колебательного контура, совершающиеся без потребления энергии от внешних источников.    Получить электромагнитные колебания почти так же просто, как и заставить тело колебаться, подвесив его на пружине. Но наблюдать электромагнитные колебания уже не так просто. Ведь мы непосредственно не видим ни переразрядки конденсатора, ни тока в катушке. К тому же колебания обычно происходят с очень большой частотой.

  Для наблюдения и исследования электромагнитных колебаний самым подходящим прибором является электронный осциллограф - прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи,  измерения) 

амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала.

 Цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора и катушки и позволяющая получать электромагнитные колебания, называется колебательным контуром. 

 Физические величины — индуктивность и емкость — вам известны. При увеличении индуктивности период колебания возрастает, и, наоборот — при уменьшении индуктивности период сокращается. Этот результат аналогичен изменению периода колебания пружинного маятника при изменении массы груза и жесткости пружины.

Таким образом, период свободного электромагнитного колебания в колебательном контуре вычисляется через индуктивность контура (L) и емкость (С) по формуле:

В честь него это выражение называется формулой Томсона.

Для того чтобы получить период (Т) в секундах (с), индуктивность (L) должна быть выражена в генри (Гн), а емкость (С) — в фарадах (Ф).

  Явления в колебательном контуре аналогичны явлениям в пружинном маятнике. Действительно, для того чтобы возникли колебания в пружинном маятнике, пружину надо деформировать (сжать), сообщив ей потенциальную энергию. Аналогично, чтобы в колебательном контуре возникли колебания, следует зарядить конденсатор и таким образом сосредоточить в нем энергию электрического поля.

   Таким образом, можно сделать вывод: в цепи, состоящей из конденсатора и катушки индуктивности, при очередной разрядке конденсатора возникают электромагнитные колебания.

Физминутка.

Решение задач:

№3. Для демонстрации медленных электромагнитных колебаний собирается колебательный контур с конденсатором, емкость которого равна 2,5 мкФ. Какова должна быть индуктивность катушки при периоде колебания 0,2 с?

Решение:

C=2,5 мкФ = 2,5 10^-6 Ф

T=0,2 c

L-?

Ответ: L = 408 Гн

№1. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 250 пФ и катушки индуктивностью 10 мГн. Определите период и частоту свободных колебаний.

№2. Необходимо собрать колебательный контур частотой 3 мГц, используя катушку индуктивностью 1,3 мГн. Какова должна быть емкость конденсатора?

V Рефлексия

- Какие колебания называются свободными?

- Почему колебания затухают?

- Почему затухающие колебания нельзя назвать гармоническими?

- Что такое вынужденные колебания?

- Что представляет собой колебательный контур? Начертите его схему.

- Что необходимо сделать, чтобы в колебательном контуре возникли свободные колебания?

- Почему свободные электромагнитные колебания затухают?

- Как влияет изменение емкости конденсатора на период свободного колебания в контуре?

- Как влияет изменение индуктивности катушки на период свободного колебания в контуре?

- Какой формулой выражается период свободных колебаний в колебательном контуре? В каких единицах измеряются величины, входящие в нее?

VI Подведение итогов. Рефлексия.

Что нового сегодня узнали?

Чему научились?

Какие вопросы по этой теме остались непонятны?

VII Домашнее задание: § 27

Скачано с www.znanio.ru