Тема «Резонанс в электрической цепи»

Проект урока физики в 11 классе.

Тип урока – изучение нового материала с применением демонстрационного опыта (компьютерной модели процесса) и первичного закрепления.

Цель урока – познакомить обучающихся с явлением резонанса на реальном участке электрической цепи.

Задачи урока:

образовательные – познакомиться с особенностями переменного электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных резистора, конденсатора и катушки, выяснить условия резонанса,

развивающие – развивать умение обучающихся работать самостоятельно с учебником, грамотно излагать свои мысли, устанавливать причинно-следственные связи между силой тока и частотой колебаний в колебательном контуре, развивать навыки работы с компьютерными моделями.

воспитательные–формировать устойчивое внимание при объяснении нового материала, умение слушать других, расширить политехнический кругозор обучающихся.

Принципы:

Принцип обязательности. Каждый ученик на каждом уроке непременно должен самостоятельно выполнить хотя бы небольшое задание: решить задачу, сформулировать краткий ответ на вопрос, провести опыт, работать с учебником. Принцип посильности. Задания для самостоятельной работы быть подобраны таким образом, чтобы ученик мог с ними справиться. Если речь идет о новом материале, задание должно быть в “зоне ближайшего развития” ученика, чтобы он мог самостоятельно или с небольшой помощью решить поставленную проблему.

Демонстрационный эксперимент – явление электрического резонанса (опыт 22)

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Оборудование для демонстрационного эксперимента – генератор звуковой школьный, батарея конденсаторов, трансформатор универсальный, громкоговоритель электродинамический, лампа накаливания на подставке, провода соединительные.

Дидактические средства:

средней школе

Технические средства обучения: персональный компьютер, мультимедийный проектор, экран.

План урока

Этапы урока	Время, мин	Приемы и методы
Организационный момент.	1	Создание рабочего настроя на урок. Цепочка по теме «Электромагнитные колебания» со слов «Я знаю».
Проверка домашнего задания: активное сопротивление, емкостное и индуктивное сопротивления.	10	Решение задачи. Фронтальный опрос по теме «Сопротивления в цепи переменного тока».
Актуализация знаний.	2	Рассказ учителя. Видеофрагмент «Мост».
Изучение нового материала.	15	Демонстрационный опыт. Исследование явления. Работа с учебником. Записи в тетрадях. Беседа.
Совершенствование знаний.	10	Решение задач.
Подведение итогов урока.	2	Выделение главного в новом материале. Запись домашнего задания.

Ход урока

Организационный момент. Создание рабочего настроя на урок. Цепочка по теме «Электромагнитные колебания» со слов «Я знаю»:

Возможные предложения - утверждения:

электромагнитными колебаниями называют … колебательный контур – это … вынужденными называют электромагнитные колебания … переменный электрический ток – это … различают амплитудное и действующее значения силы переменного тока и напряжения... цепь переменного тока с емкостным сопротивлением представляет собой … цепь переменного тока с индуктивным сопротивлением представляет собой … реактивное емкостное сопротивление зависит от … реактивное индуктивное сопротивление зависит от … активным сопротивлением в цепи переменного тока называют …
Проверка домашнего задания: активное сопротивление, емкостное и индуктивное сопротивления.

1 задание

два ученика у доски делают записи согласно предложенному плану:

– схема электрической цепи

- формула расчета сопротивления

- график зависимости сопротивления от частоты внешнего переменного напряжения

1 ученик – конденсатор в цепи переменного тока, § 33 (слева на малой доске)

2 ученик – катушка в цепи переменного тока, § 34 (справа на малой доске)

план заранее на листах, кого возьмешь помощником в случае затруднения?

Перед выполнением задания 2 с классом повторить, что по накалу лампы можно судить о силе тока в участке цепи, закон Ома для участка цепи.

2 задание - № 000 (Р). Лампы питаются от источника переменного тока. При некоторой частоте накал ламп одинаков. Как изменится их накал, если частоту: а) увеличить; б) уменьшить?

Решение: а) при увеличении частоты сопротивление конденсатора уменьшится ---- сила тока увеличится ---- накал увеличится; сопротивление катушки увеличится --- сила тока уменьшится --- накал уменьшится.

б) при уменьшении частоты сопротивление конденсатора увеличится ---- сила тока уменьшится – накал уменьшится; сопротивление катушки уменьшится --- сила тока увеличится --- накал увеличится.

Актуализация знаний (создание мотивации).

Учитель:Нам известно, что электромагнитные колебания в контуре имеют сходство с колебаниями механической системы, например, маятника. Особенно интересны вынужденные колебания, знания о которых позволяют избегать трагедий. Ричарду Фейнману (Файнман) принадлежат слова (слова на центральной части доски): «В природе очень часто что-нибудь «колеблется» и так же часто наступает … (карточка перевернута «резонанс»)». Что общего может быть между программой телепередач и мостом? Учитель демонстрирует газету с программой телепередач и предлагает посмотреть видеофрагмент «Мост», который демонстрирует вынужденные колебания моста.

Учитель: о каком явлении идет речь в этом фрагменте? Как объяснить наблюдаемое явление?

После обсуждения предлагаемых объяснений

Если не учитывать в конструкции моста возможные частоты колебаний, то может произойти из-за резонанса под действием ветра его разрушение. Настройка телевизионного приемника на тот или иной канал происходит благодаря резонансу.

Изучение нового материала.

Учитель: сформулируйте цель урока.

Ученик:рассмотреть процессы, происходящие на реальном участке цепи, представляющем собой последовательное соединение резистора, конденсатора и катушки индуктивности.

Учитель:предлагаю сформировать группы на выбор, информацию фиксировать в своих Картах.

Задание	Содержание	Организация самостоятельная деятельности
1 задание – теоретическое изучение вопроса - работа с учебником § 35	нахождение ответов на вопросы на стр 100-101
1. Возможно ли в электрической системе явление подобное механическому резонансу?	Да
2. Что представляет собой такая система? Зарисовать схему.	Реальный участок цепи, по которому протекает переменный электрический ток, обладает свойствами активного, емкостного и индуктивного сопротивлений, хотя и в разной степени. В зависимости от решаемой задачи в каких-то случаях тем или иным сопротивлением можно пренебречь.
3. При каком условии можно наблюдать электрический резонанс? Записать математическое выражение	При малом активном сопротивлении и равенстве частоты переменного напряжения, приложенного к контуру, собственной частоте колебательного контура
4. Что называют резонансом в электрическом колебательном контуре?	Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний силы тока при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура.
2 задание - работа с демонстрационной установкой	Продемонстрировать изменение силы тока (судим по накалу лампы) при изменении частоты переменного напряжения	Провести эксперимент по плану: 1 – включив генератор, вращать лимб в диапазоне 2000 – 20000 Гц, пока яркость лампы не станет максимальной (при 3000 Гц). 2 – поочередно уменьшая емкость (1 мкФ) или индуктивность (на 6 В) наблюдать нарушение резонанса. Для восстановления резонанса частоту приходится увеличивать.
Построить резонансную кривую по результатам эксперимента (качественно)	Сравнить с рисунком 4.19 на стр 102
3 задание–изучение вопроса – работа с учебником § 35	Использование явления на практике или устранение его негативного влияния.	Стр 102 Радиосвязь (настройка на частоту выбранной радиостанции) Защита от перегрева изоляции проводов Настройка электрогитар
4 задание – первичное закрепление	Сформулировать вопросы по теме «Электрический резонанс»	Самостоятельная работа с учебником § 35

Совершенствование знаний.

Учитель:

Что было изучено сегодня на уроке? Как бы Вы сформулировали тему сегодняшнего урока? Какие новые понятия на уроке были введены? Что представляет собой реальный участок цепи? Какие новые формулы и законы изучили? С каким новым физическим явлением Вы познакомились? Дайте определение электрического резонанса.

Решение задачи: Как можно определить индуктивность катушки, используемой в эксперименте?

Решение: через резонансную частоту (3000 Гц) при емкости конденсатора2 мкФ.

Подведение итогов урока, рефлексия.

Учитель. Выделение главного в новом материале.

Что интересного запомнилось Вам на уроке? Что оказалось для Вас полезным? Что представляло наибольшую трудность? Как Вы оцениваете полученные сегодня знания (глубокие, осознанные; предстоит осознать; неосознанные)?

Учитель. Запись домашнего задания - читать § 35, разобрать решение №3 стр 108 или составить тест из 5 вопросов с выбором одного из 3 ответов

Приложение.

Обобщенный план анализа физического явления:

Суть явления или его внешние признаки. Определение явления. Анализ влияния внешних и внутренних условий на протекания явления. Механизм протекания явления, то есть объяснение явления на основе научной теории. Анализ формулы, выражающей связь между величинами, характеризующими явление.

Конденсатор в цепи переменного тока, § 33

План:

– схема электрической цепи

- формула расчета сопротивления

- график зависимости сопротивления от частоты внешнего переменного напряжения

Катушка в цепи переменного тока, § 34

План:

– схема электрической цепи

- формула расчета сопротивления

- график зависимости сопротивления от частоты внешнего переменного напряжения

Конденсатор в цепи переменного тока, § 33

План:

– схема электрической цепи

- формула расчета сопротивления

- график зависимости сопротивления от частоты внешнего переменного напряжения

Катушка в цепи переменного тока, § 34

План:

– схема электрической цепи

- формула расчета сопротивления

- график зависимости сопротивления от частоты внешнего переменного напряжения

Задание	Содержание
1 задание – теоретическое изучение вопроса - работа с учебником - нахождение ответов на вопросы на § 35 стр 100-101	1. Возможно ли в электрической системе явление подобное механическому резонансу?
2. Что представляет собой такая система? Зарисовать схему.
3. При каком условии можно наблюдать электрический резонанс? Записать математическое выражение
4. Что называют резонансом в электрическом колебательном контуре?
2 задание - работа с демонстрационной установкой	Продемонстрировать изменение силы тока (судим по накалу лампы) при изменении частоты переменного напряжения. Для этого необходимо провести эксперимент по плану: 1 опыт – включив генератор, вращать лимб в диапазоне 2000 – 20000 Гц, пока яркость лампы не станет максимальной (при 3000 Гц). 2 опыт – поочередно уменьшая емкость (1 мкФ) или индуктивность (на 6 В) наблюдать нарушение резонанса. Для восстановления резонанса частоту приходится увеличивать.
Построить резонансную кривую по результатам эксперимента (качественно). Сравнить полученный результат с рисунком 4.19 на стр 102
3 задание – теоретическое изучение вопроса – работа с учебником § 35 стр 102	Использование явления на практике или устранение его негативного влияния.
4 задание – первичное закрепление § 35	Сформулировать вопросы по теме «Электрический резонанс» по § 35.

Домашний очаг

Справочная информация

Техника

Общество

Образование и наука

Мир

Бизнес и финансы