Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания - ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ - КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Идейно и содержательно эту тему можно разделить на три части: свободные электромагнитные колебания, переменный ток, получение и использование электрической энергии.

Каждая часть относительно замкнута, хотя изучается одна группа явлений. Систематизацию и обобщение знаний можно проводить по выделенным частям.

Урок 1. Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания

Задачи урока: сформировать представления о свободных и вынужденных электромагнитных колебаниях; ввести понятие об идеальном колебательном контуре как модели простейшей физической системы, в которой могут происходить колебания; изучить процессы в колебательном контуре; продолжить формирование общеучебных умений наблюдать, анализировать, выделять и записывать главное.

План урока

Этапы урока	Время, мин	Приёмы и методы
I. Повторение. Постановка учебной проблемы II. Изучение нового материала III. Подведение итогов. Домашнее задание	10—15 25 10	Беседа по вопросам. Работа с таблицей Рассказ учителя. Демонстрации. Работа с учебником. Записи в тетрадях. Беседа Решение задач. Выделение главного

I. Ранее было рассмотрено явление механических колебаний, т. е. периодическое движение механической системы. При демонстрации колебаний пружинного маятника обсуждают вопросы: какое движение называют колебательным движением? Каковы его свойства? Что изменяется при механических колебаниях пружинного маятника? Какие средства описания механических колебаний мы изучили? Какие колебания называют свободными? Как изменяются координаты при свободных колебаниях маятника? Чем отличаются вынужденные механические колебания от свободных? (Организуют работу с таблицей 13.)

Происходит ли колебательное движение в других физических системах — основная учебная проблема данного урока.

II. Приведём вариант рассмотрения нового материала.

1. При изучении электрических явлений учёные открыли новый вид колебательного движения — электромагнитные колебания. В электрической цепи, состоящей из заряженного конденсатора (лейденской банки) и проволочной катушки, обнаружился процесс периодического изменения заряда на конденсаторе, силы тока в цепи и напряжения на катушке.

Простейшая физическая система, в которой могут происходить электромагнитные колебания, состоит из последовательно соединённых конденсатора и катушки индуктивности (рис. 4.1 учебника). Если активное сопротивление такой цепи равно нулю, то систему называют идеальным колебательным контуром.

2. Как же можно обнаружить такой процесс? Очевидно, что с помощью органов чувств мы не можем наблюдать изменения заряда, силы тока, напряжения. Значит, нужен прибор. Можно показать опыт (рис. 52) с использованием гальванометра (амперметра). Другой вариант — использование осциллографа (ДЭ-2, с. 40 и др.). (Следует краткий рассказ об установке, демонстрируются свободные колебания.) При демонстрации опытов обсуждают вопросы: зависят ли колебания от характеристик колебательного контура? Если зависят, то как? Изменяется ли амплитуда колебаний с течением времени? Аргументируйте ответ. Какова амплитуда колебаний в идеальном колебательном контуре?

3. По аналогии с механическими приводят определение вынужденных колебаний.

4. Какие процессы происходят в колебательном контуре — следующая учебная проблема. В ходе беседы (при использовании учебника) на доске и в тетрадях выполняют рисунки (рис. 53). Вопросы: при каких начальных условиях возможны электрические колебания в колебательном контуре? (Простейший случай — зарядка конденсатора.) Какие физические процессы происходят в колебательном контуре? Какие физические величины изменяются? Можно ли считать колебательный контур замкнутой физической системой? Какой известный закон всегда выполняется для замкнутой системы?

III. Повторение и отработка изученного продолжается при решении экспериментальных задач.

1. Какую гипотезу можно экспериментально доказать, изменяя активное сопротивление колебательного контура с помощью реостата? Какую роль выполняют катушка и конденсатор в колебательном контуре?

2. Какую гипотезу можно экспериментально проверить, имея установку (см. рис. 52)?

Домашнее задание: § 17; упр. на с. 76 (ЕГЭ); индивидуально — упр. на с. 85 (1).