Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / План-конспект урока по физике на тему «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ»

План-конспект урока по физике на тему «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ»

Международный конкурс по математике «Поверь в себя»

для учеников 1-11 классов и дошкольников с ЛЮБЫМ уровнем знаний

Задания конкурса по математике «Поверь в себя» разработаны таким образом, чтобы каждый ученик вне зависимости от уровня подготовки смог проявить себя.

К ОПЛАТЕ ЗА ОДНОГО УЧЕНИКА: ВСЕГО 28 РУБ.

Конкурс проходит полностью дистанционно. Это значит, что ребенок сам решает задания, сидя за своим домашним компьютером (по желанию учителя дети могут решать задания и организованно в компьютерном классе).

Подробнее о конкурсе - https://urokimatematiki.ru/


Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

Подайте заявку на олимпиаду сейчас - https://infourok.ru/konkurs

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Физика

9 "б" класс

Тема: «ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ»


Цель урокаизучить понятие электромагнитные колебания и изучить формулу Томсона


Задачи:

Воспитательная: воспитать культуру физического труда; внимательность при объяснении нового материала.

Образовательная: Дать понятие математическому и пружинному маятнику, изучить понятие электромагнитные колебания и изучить формулу Томсона


Развивающая: способствовать развитию мыслительной деятельности.


Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

-что называется свободным и вынужденным колебанием

- что называется колебательным контуром, определение электромагнитных колебаний

Учащиеся должны уметь:

- вычислять 1, Т, т, к, и на основании формул для периода матем. и пружинного маятников;

- решать качественные задачи, объяснять явления на основе изученного;

- применять формулу Томсона при решении задач


Тип урока: комбинированный урок


Программное обеспечениеучебник, рабочая тетрадь, доска, справочный материал и предлагаемый учителем дополнительный материал.


План:

I Орг. момент

II Проверка домашнего задания

III Устный опрос по прошедшим темам: «Превращение энергии при колебательном движении»

IV Изучение нового материала:

1.Электромагнитные колебания

2. Формула Томсона

3. Решение задач

V Подведение итогов

VI Домашнее задание

Ход урока:

I Орг. момент

II Проверка домашнего задания:

III Устный опрос по прошедшим темам: «колебательное движение»

- В каком положении кинетическая энергия тела в колебательном движении наибольшая? Почему?

- В каком положении потенциальная энергия пружинного маятника наибольшая? Почему?

- Чему равна полная энергия колебательного тела в любой точке траектории?

- Какие примеры затухающего колебания вы можете привести?

IV Изучение нового материала:

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ

Электромагнитные колебания могут быть свободными и вынужденными.

Свободные электромагнитные колебания – это периодически повторяющиеся изменения заряда, напряжения и силы тока.

Свободные электрические колебания происходят в колебательном контуре, состоящем из конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью L. После зарядки конденсатора, в колебательном контуре вследствие явления самоиндукции происходят периодические превращения энергии электрического поля заряженного конденсатора в энергию магнитного поля катушки с током. Если сопротивление проводов контура можно пренебречь,  такой контур является идеальным и в нем происходят незатухающие электромагнитные колебания заряда и напряжения на обкладках конденсатора и силы тока в катушке индуктивности.

Колебания заряда происходят по закону косинуса: q = qmax cos ωt

Так как напряжение на конденсаторе равно U = q / C, то колебания напряжения происходят так же по закону косинуса: u = Umax cos ωt,  где Umax = qmax / C

Мгновенное значение силы тока в катушке равно i = qt

i = - Imax sin ωt  или i = Imax cos (ωt + π/2), где Imax = qmaxω.

Графики колебаний заряда, напряжения и силы тока:

http://bocharova.ucoz.ru/avatar/14/pic6.jpghttp://bocharova.ucoz.ru/avatar/14/J3_html_mde05cf1.pnghttp://bocharova.ucoz.ru/avatar/14/9b466c830234a7fb120e01f9bedce5d8.gif



Период колебаний зависит от емкости конденсатора С и индуктивности L катушки:http://bocharova.ucoz.ru/avatar/14/282.png

Частота колебаний, как и для механических, обратна периоду  колебаний  ν = 1 / Т.

Собственная (циклическая)частота зависит так же от параметров колебательного контура:http://bocharova.ucoz.ru/avatar/14/283.png

В колебательном контуре происходят периодические превращения энергии  электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки. Если колебания незатухающие, то можно применить закон сохранения энергии:

http://bocharova.ucoz.ru/avatar/14/284.png

Вынужденные электромагнитные колебания – переменный ток. Он возникает в результате вращения рамки в магнитном поле (или вращения магнита внутри рамки) вследствие явления электромагнитной индукции.

При вращении рамки с угловой скоростью ω = 2πν меняется угол между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции. В результате магнитный поток меняется по закону:  Ф = BSN cos ωt, где BSN = Фmax.

Тогда  в рамке возникает переменная ЭДС индукции ei = - Ф’

ei = max sin ωt, где max = BSNω

По закону Ома для участка цепи возникает переменный ток

i = ei / R,  i =Imax sin ωt,  где  Imax = BSNω/R.

            Если колебательный контур подключить к источнику переменного тока, то в нем будет наблюдаться резонанс (резкое возрастание амплитуды колебаний силы тока) при выполнении условия: частота переменного тока равна собственной частоте колебательного контура, т.е. ω = ω0.

            Трансформатор – это устройство для преобразования напряжения, состоящее из двух катушек с разным числом витков, надетых на общий сердечник. Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции.

Напряжение на вторичной обмотке зависит от числа витков в первичной и вторичной обмотках:

http://bocharova.ucoz.ru/avatar/14/285.png

k  - коэффициент трансформации. При k > 1, трансформатор понижающий, при k < 1 – повышающий.


http://doc4web.ru/uploads/files/33/32927/hello_html_240b2fbd.png

Период свободного электромагнитного колебания в колебательном контуре вычисляется через индуктивность контура (L) и емкость (С) по формуле:

http://doc4web.ru/uploads/files/33/32927/hello_html_mae260dc.gif

В честь него это выражение называется формулой Томсона.

Формула Томсона названа в честь английского физика Уильяма Томсона, который вывел её в 1853 году, и связывает период собственных электрических или электромагнитных колебаний в контуре с его ёмкостью и индуктивностью.

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

http://doc4web.ru/uploads/files/33/32927/hello_html_53cd83f0.png

Решение задач:

1. Чему равен период собственных колебаний в контуре, если его индуктивность 2,5 Гн, а емкость 1,5 мкФ?

Дано:

hello_html_m3d7f6b12.gif

hello_html_bfafa9e.gif

Т =12,18 * 10-3с = 12,18мс

L = 2.5 Гн

С = 1,5 мкФ = 1,5*10-6 Ф

Т – ?

2. 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?

Дано:

Решение:

C=2,5мкФ=2,5 10-6 Ф

T=0,2 c

http://doc4web.ru/uploads/files/33/32927/hello_html_b670143.gifhttp://doc4web.ru/uploads/files/33/32927/hello_html_4d021e1d.gif




Ответ: http://doc4web.ru/uploads/files/33/32927/hello_html_31620a89.gif

L-?


3. Тело массой 200 г, подвешенное на пружине с жесткостью 16 Н/м колеблется с амплитудой 2 см в горизонтальной плоскости. Определите циклическую частоту колебания тела и энергию системы.

4. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 250 пФ и катушки индуктивностью 10 мГн. Определите период и частоту свободных колебаний.

5. Необходимо собрать колебательный контур частотой 3 мГц, используя катушку индуктивностью 1,3 мГн. Какова должна быть емкость конденсатора?

Подведем итоги урока

Домашнее задание: повт. § 29 упр 24



Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy



Автор
Дата добавления 18.12.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров1384
Номер материала ДВ-268754
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests


Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх