Урок "Електромагнітні коливання в коливальному контурі. Розв'язування задач"

Урок

Тема уроку: Розв’язування задач з теми: «Електромагнітні коливання в коливальному контурі»

Мета уроку:

• узагальнити знання учнів з теми: «Електромагнітні коливання в коливальному контурі»;
• розвивати логічне і абстрактне мислення; навички оперування фізичними величинами, формулами, розкриття творчих здібностей учнів;
• виховувати вміння сприймати матеріал, толерантно ставитися до опонента при доведенні власної точки зору; політехнічне сприйняття цілісної фізичної картини світу.

Хід уроку

   І. Етапи орієнтації учнів

      Організаційний етап уроку на якому учні розподіляються по групах.

    Рефлексія на початку уроку, етап ціле покладання

     На попередніх уроках ми вивчали тему: «Електромагнітні коливання в коливальному контурі» та звертали увагу на те, що ця тема має прикладний характер, а саме для нашого повсякденного життя. Існує багато електронних пристроїв, які не можуть існувати без коливального контуру. Особливо це стосується засобу зв’язку. Для розуміння принципу їх роботи необхідно володіти основами теоретичних знань з даного питання. Саме тому сьогодні ми разом з вами будемо закріплювати теоретичні знання з теми: «Електромагнітні коливання». (слайд 1)

      Перед початком нашої спільної роботи, я б хотіла, щоб ви відповіли на питання: «Як ти вмієш застосовувати знання про електромагнітні коливання при розв’язуванні задач з фізики?», відмітивши відповідну позицію у картках, що знаходяться у вас на партах.

 

 

Як ти вмієш застосовувати знання про електромагнітні коливання при розв’язуванні задач з фізики?    Відмінно          добре                                            посередньо

 

 

   Девізом нашого уроку є вислів: «Світ в якому ми живемо, дивовижно схильний до коливання» Р. Бішоп.

 

ІІІ. Етап проектування

  Перед початком нашої співпраці я пропоную познайомитися з тими завданнями, які на вас чекають протягом уроку

1. Актуалізація опорних знань (контрольно-змістова фаза)
   1. Фронтальне опитування
   2. Завдання «Знайди помилку»;
   3. Розгадування кросворду.
2. Робота в групах (адаптивно-перетворююча фаза)
   1.        Алгоритм розв’язування задач;
   2.        Розв’язування задач.

     3. Підсумки уроку

     4. Домашнє завдання

ІV. Організація виконання плану діяльності

    А зараз я представлю групи учнів, на які розподілений клас:

• Група «Експерти»
• Група «Слідчі»
• Група «Мудреці»

Робота учня біля дошки (картка1)

картка1Розв’язати задачу.

На рисунку наведений графік гармонічного коливання. Знайдіть амплітуду, частоту й період коливання. Запишіть формулу залежності x(t).

 

 

Починаємо роботу. Група «Експерти» продемонструє свою ерудованість у теоретичних знаннях, відповівши на запитання.

  У цей час група «Слідчих» виконують завдання «Знайди помилку».

  Група «Мудреці» розгадують кросворд з теми: «Вільні електромагнітні коливання».

Питання для групи «Експертів»

Фронтальне опитування.

1.     Що називають електромагнітними коливаннями?
2.     Які фізичні величини характеризують електромагнітні коливання?
3. Які електромагнітні коливання називають вільними, а які вимушеними?
4. Що таке коливальний контур?
5. Поясніть усі стадії процесу перетворення енергії під час вільних електромагнітних коливань протягом одного періоду коливань.
6. Яка аналогія між вільними електромагнітними та механічними коливаннями?
7. Як визначається період та частота вільних електромагнітних коливань?
8. Де застосовують коливальний контур?

     Друга група «Слідчі»

Учні виконують завдання «Знайди помилку». Учні отримують завдання із формулами, означеннями фізичних величин, законами, у яких допущенні помилки. Вони повинні виявити ці помилки.

1. Магнітним потоком називають скалярну фізичну величину, що дорівнює різниці модуля вектора магнітної індукції В, площі поверхні S та косинуса кута між вектором нормалі до поверхні. (добутку)
2. Закон електромагнітної індукції: Електрорушійна сила індукції прямо пропорційна швидкості зміни магнітного поля.  (магнітного потоку)
3. Закон самоіндукції: ЕРС самоіндукції обернено пропорційна швидкості зміни сили струму в провіднику. (прямо пропорційна)
4. Фізичну величину, яка характеризує електромагнітні властивості конденсатора і  є визначальною в процесі самоіндукції, називають індуктивністю. (провідника)
5. Ідеальний коливальний контур – це електричне коло, що складається з котушки та конденсатора, опір якого не дорівнює нулю. (дорівнює 0).
6. = – енергія електричного поля (= ).
7. = – енергія магнітного поля (= ).
8. T=2π √ – формула Томсона (T=2π√LC).
9. q= cos t+ - рівняння заряду при електромагнітних коливаннях.

10.    U=cost – рівняння напруги при електромагнітних коливаннях.

(U=cost).

11.    I=cosωt – рівняння сили струму при електромагнітних коливань.

I=cos(t+ ).

 

  Після виконання завдання на екрані демонструються правильні відповіді.

  По закінченню роботи один із учнів коментує творчу роботу.

 

Четверта група «Мудреці» розгадує кросворд : «Вільні електромагнітні коливання».

 

 

1

к

2

о

3

4

ч

а

с

т

о

т

а

т

м

у

5

6

о

п

ш

к

е

м

7

е

л

е

к

т

р

о

є

м

н

і

с

т

ь

8

і

а

н

е

о

п

т

д

р

н

е

у

е

г

9

р

д

н

10

і

н

д

у

к

т

и

в

н

і

с

т

11

з

а

р

я

д

с

я

о

о

а

л

д

т

и

12

к

о

н

т

у

р

в

р

а

13

н

а

п

р

у

г

а

н

я

 

По горизонталі:

4. Фізична величина, що характеризує кількість коливань га одиницю часу. (частота)

7. Фізична величина, що характеризує здатність провідника накопичувати заряд.(електроємність)

10. Фізична величина, що характеризує  електромагнітні властивості котушки і є визначальною в процесі самоіндукції. (індуктивність)

11. Фізична величина, що є кількісною мірою здатності частинок до електромагнітної взаємодії. (заряд)

12. Електричне коло, що складається з котушки та конденсатора. (контур)

13. Фізична скалярна величина, що дорівнює відношенню роботи поля , яка виконується для переміщенню заряду. (напруга)

По вертикалі:

1. Вона створює магнітне поле. (котушка)

2. Максимальне відхилення від положення рівноваги. (амплітуда)

3. Вчений, який довів формулу періоду електромагнітних коливань. (Томсон)

5. Прилад, що накопичує електричний заряд. (конденсатор)

6. Міра виконання роботи. (енергія)

8. Час, за який тіло робить одне повне коливання. (період)

9. Види механічного руху чи зміни стану системи, які періодично повторюються в часі. (коливання)

На екрані демонструється розгаданий кросворд.

 

А зараз ми переходимо до розв’язування задач. Нагадаємо  якого алгоритму потрібно дотримуватися під час розв’язуванні задач.

 

Алгоритм розв’язування задач.

    1. Прочитати умову задачі.

    2. Зробити аналіз задачі з описанням процесу, про який йдеться в умові задачі.

    3. Зробити короткий запис задачі.

    4. Створити фізичну модель задачі, тобто записати всі необхідні формули.

    5. Зробити математичний розв’язок задачі.

 

 Кожна група має на картках  умовами задачі.

1. (Група «Експертів»)  Яку ємність треба включити в коливальний контур радіостанції служби «103», щоб при індуктивності 50 мкГн отримати вільні коливання з частотою 10 МГц?

2. (Група «Слідчі»)  У коливальному контурі радіостанції служби таксі «Вояж» індуктивність котушки становить 0,2 Гн, а амплітуда сили струму дорівнює 40 мА. Визначити енергію конденсатора і магнітного поля котушки в той момент, коли значення сили струму буде у 2 рази меншим, ніж амплітудне.

3. (Група «Мудреці») Коливальний контур мобільного телефону має конденсатор електроємністю 500 пФ та котушку індуктивністю 5 мГн. Який період вільних електромагнітних коливань в цьому контурі?

4. Частота коливань в коливальному контурі рівна 1кГц , максимальне значення сили струму 3 А. Яка максимальна енергія електричного поля конденсатора, якщо ємність конденсатора 10 мкФ?

 

     По закінченню роботи представник кожної групи записує на дошці розв’язок задачі.

 

    Для того, щоб підсумувати виконану роботу, вам необхідно проявити свою творчість, написавши невелике есе про сьогоднішній урок.

    По закінченню часу заслуховуємо декількох учнів.

    Підводимо підсумки, виставляємо оцінки та порівнюємо їх із відповідями на картках: «Як ти вмієш застосовувати знання про електромагнітні коливання при розв’язуванні задач з фізики?».

  Домашнє завдання:

 

 

 

 

 

 

				1
		2										3
4
							5			6
7																			8
														9
									10
11
					12
													13

По горизонталі:

4. Фізична величина, що характеризує кількість коливань га одиницю часу.

7. Фізична величина, що характеризує здатність провідника накопичувати заряд.

10. Фізична величина, що характеризує  електромагнітні властивості котушки і є визначальною в процесі самоіндукції.

11. Фізична величина, що є кількісною мірою здатності частинок до електромагнітної взаємодії.

12. Електричне коло, що складається з котушки та конденсатора.

13. Фізична скалярна величина, що дорівнює відношенню роботи поля , яка виконується для переміщенню заряду.

По вертикалі:

1. Вона створює магнітне поле.

2. Максимальне відхилення від положення рівноваги.

3. Вчений, який довів формулу періоду електромагнітних коливань.

5. Прилад, що накопичує електричний заряд.

6. Міра виконання роботи.

8. Час, за який тіло робить одне повне коливання.

9. Види механічного руху чи зміни стану системи, які періодично повторюються в часі.

 

 

«Знайди помилку»

1. Магнітним потоком називають скалярну фізичну величину, що дорівнює різниці модуля вектора магнітної індукції В, площі поверхні S та косинуса кута між вектором нормалі до поверхні.

2.Закон електромагнітної індукції: Електрорушійна сила індукції прямо пропорційна швидкості зміни магнітного поля. 

  3. Закон самоіндукції: ЕРС самоіндукції обернено пропорційна швидкості зміни сили струму в провіднику.

  4. Фізичну величину, яка характеризує електромагнітні властивості конденсатора і  є визначальною в процесі самоіндукції, називають індуктивністю.

5. Ідеальний коливальний контур – це електричне коло, що складається з котушки та конденсатора, опір якого не дорівнює нулю.

= – енергія електричного поля

= – енергія магнітного поля

  8. T=2π √ – формула Томсона

9. q= cos t+ - рівняння заряду при електромагнітних коливаннях.

10.  U=cost – рівняння напруги при електромагнітних коливаннях.

11.  I=cosωt – рівняння сили струму при електромагнітних коливаннях.

Як ти вмієш застосовувати знання про електромагнітні коливання при розв’язуванні задач з фізики?    Відмінно          добре                                            посередньо

 

Як ти вмієш застосовувати знання про електромагнітні коливання при розв’язуванні задач з фізики?    Відмінно          добре                                            посередньо

 

Як ти вмієш застосовувати знання про електромагнітні коливання при розв’язуванні задач з фізики?    Відмінно          добре                                            посередньо

 

Як ти вмієш застосовувати знання про електромагнітні коливання при розв’язуванні задач з фізики?    Відмінно          добре                                            посередньо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язати задачу

На рисунку наведений графік гармонічного коливання. Знайдіть амплітуду, частоту й період коливання. Запишіть формулу залежності x(t).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. (Група «Експертів»)  Яку ємність треба включити в коливальний контур радіостанції служби «103», щоб при індуктивності 50 мкГн отримати вільні коливання з частотою 10 МГц?

1. (Група «Експертів»)  Яку ємність треба включити в коливальний контур радіостанції служби «103», щоб при індуктивності 50 мкГн отримати вільні коливання з частотою 10 МГц?

1. (Група «Експертів»)  Яку ємність треба включити в коливальний контур радіостанції служби «103», щоб при індуктивності 50 мкГн отримати вільні коливання з частотою 10 МГц?

1. (Група «Експертів»)  Яку ємність треба включити в коливальний контур радіостанції служби «103», щоб при індуктивності 50 мкГн отримати вільні коливання з частотою 10 МГц?

1. (Група «Експертів»)  Яку ємність треба включити в коливальний контур радіостанції служби «103», щоб при індуктивності 50 мкГн отримати вільні коливання з частотою 10 МГц?

2. (Група «Слідчі»)  У коливальному контурі радіостанції служби таксі «Вояж» індуктивність котушки становить 0,2 Гн, а амплітуда сили струму дорівнює 40 мА. Визначити енергію конденсатора і магнітного поля котушки в той момент, коли значення сили струму буде у 2 рази меншим, ніж амплітудне.

2. (Група «Слідчі»)  У коливальному контурі радіостанції служби таксі «Вояж» індуктивність котушки становить 0,2 Гн, а амплітуда сили струму дорівнює 40 мА. Визначити енергію конденсатора і магнітного поля котушки в той момент, коли значення сили струму буде у 2 рази меншим, ніж амплітудне.

2. (Група «Слідчі»)  У коливальному контурі радіостанції служби таксі «Вояж» індуктивність котушки становить 0,2 Гн, а амплітуда сили струму дорівнює 40 мА. Визначити енергію конденсатора і магнітного поля котушки в той момент, коли значення сили струму буде у 2 рази меншим, ніж амплітудне.

2. (Група «Слідчі»)  У коливальному контурі радіостанції служби таксі «Вояж» індуктивність котушки становить 0,2 Гн, а амплітуда сили струму дорівнює 40 мА. Визначити енергію конденсатора і магнітного поля котушки в той момент, коли значення сили струму буде у 2 рази меншим, ніж амплітудне.

2. (Група «Слідчі»)  У коливальному контурі радіостанції служби таксі «Вояж» індуктивність котушки становить 0,2 Гн, а амплітуда сили струму дорівнює 40 мА. Визначити енергію конденсатора і магнітного поля котушки в той момент, коли значення сили струму буде у 2 рази меншим, ніж амплітудне.

3. (Група «Мудреці») Коливальний контур мобільного телефону має конденсатор електроємністю 500 пФ та котушку індуктивністю 5 мГн. Який період вільних електромагнітних коливань в цьому контурі?

3. (Група «Мудреці») Коливальний контур мобільного телефону має конденсатор електроємністю 500 пФ та котушку індуктивністю 5 мГн. Який період вільних електромагнітних коливань в цьому контурі?

3. (Група «Мудреці») Коливальний контур мобільного телефону має конденсатор електроємністю 500 пФ та котушку індуктивністю 5 мГн. Який період вільних електромагнітних коливань в цьому контурі?

3. (Група «Мудреці») Коливальний контур мобільного телефону має конденсатор електроємністю 500 пФ та котушку індуктивністю 5 мГн. Який період вільних електромагнітних коливань в цьому контурі?

3. (Група «Мудреці») Коливальний контур мобільного телефону має конденсатор електроємністю 500 пФ та котушку індуктивністю 5 мГн. Який період вільних електромагнітних коливань в цьому контурі?