Конспект урока 11 класс по теме Резонанс

Проект урока физики в 11 классе.

Тема «Резонанс в электрической цепи»

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)

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

Дидактические средства:

• Учебник «Физика.11 класс: учеб. Для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, В.М. Чаругин; под ред. В.И.Николаева, Н.А.Парфентьевой. - 18 изд.- М.: Просвещение, 2009.

• Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе: пособие для учителей/В.А. Буров, Б.С. Зворыкин, А.П.Кузьмин и др; Под ред. А.А.Покровского.- 3-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 1979.

• Диск «Открытая физика», часть 2: электродинамика, электромагнитные колебания и волны и т.д., под редакцией профессора МФТИ С.М.Козела.

• Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 9-11 кл.: Пособие для общеобразоват. учеб. заведений. -.М.: Дрофа, 1999.

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

План урока

Этапы урока

Время, мин

Приемы и методы

1. Организационный момент.

1

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

2. Проверка домашнего задания: активное сопротивление, емкостное и индуктивное сопротивления.

10

Решение задачи. Фронтальный опрос по теме «Сопротивления в цепи переменного тока».

3. Актуализация знаний.

2

Рассказ учителя. Видеофрагмент «Мост».

4. Изучение нового материала.

15

Демонстрационный опыт. Исследование явления. Работа с учебником. Записи в тетрадях. Беседа.

5. Совершенствование знаний.

10

Решение задач.

6. Подведение итогов урока.

2

Выделение главного в новом материале. Запись домашнего задания.

Ход урока

1. 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 …

2. 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 - № 970 (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.

3. 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.

4. 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

5. Совершенствование знаний.

Учитель:

1. Что было изучено сегодня на уроке?

2. Как бы Вы сформулировали тему сегодняшнего урока?

3. Какие новые понятия на уроке были введены?

4. Что представляет собой реальный участок цепи?

5. Какие новые формулы и законы изучили?

6. С каким новым физическим явлением Вы познакомились?

7. Дайте определение электрического резонанса.

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

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

6. 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:

1. Суть явления или его внешние признаки.

2. Определение явления.

3. Анализ влияния внешних и внутренних условий на протекания явления.

4. Механизм протекания явления, то есть объяснение явления на основе научной теории.

5. 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.