План-конспект урока по физике. Тема: Переменный электрический ток

Цель урока: доказать учащимся, что свободные электромагнитные колебания в контуре не имеют практического применения; используются незатухающие вынужденные колебания, которые имеют большое применение на практике.

Ход урока

1. Проверка домашнего задания методом тестирования

Вариант – 1

№1 В каких случаях можно получить незатухающие электромагнитные колебания в контуре?

А) При R =0 – контур не имеет сопротивления; Б) При периодической подаче энергии в контур; В) При выполнении или условия (А), или условия (Б)

№2. В колебательный контур включили катушку переменной индуктивности. Какая величина, создаваемых контуром колебаний при этом изменится?

А) Амплитуда; Б) Энергия; В) Частота

№3. Как изменится период колебаний контура, если пластины конденсатора, включенного в данный контур, сближают?

А) Уменьшится. Б) Останется без изменения. В) Увеличится

№4. Если индуктивность в контуре уменьшить в 3, а емкость в 3 раза увеличить, что произойдет с собственными колебаниями в контуре? Считать сопротивления контура R= 0.

А) Ничего не изменится. Б) Изменится частота колебаний. В) Изменится амплитуда.

№5 В колебательном контуре заряд на обкладках конденсатора меняется по закону:

q = 2·10-6 π t) Кл. Найти частоту и период колебаний, амплитуду колебаний заряда, записать уравнение для силы тока в контуре от времени.

А) q = 2 мкКл, ω = 10⁴π рад/с, Т = 0,2 мс, γ = 5 кГц, I = 0,0628 QUOTE

Б) q = 4 мкКл, ω = 10²π рад/с, Т =0,4 мс, γ = 2,5 кГц, i= 0,0314cos(102π t +π/4)

Вариант – 2

Конденсатор зарядили, а потом заряд уменьшился в 2 раза. Как при этом изменилась

полная энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки?

А) Уменьшилась в 2 раза. Б) Увеличилась в 2 раза. В) Уменьшилась в 4 раза.

№2. При работе колебательного контура разность потенциалов на конденсаторе увеличилась на 20 В при увеличении силы тока в 2 раза. Чему равно начальное напряжение?

А) 20 В, Б) 10 В. В) 40 В.

№3. В колебательный контур включили конденсатор переменной емкости. Какая величина, создаваемых контуром колебаний при этом изменится?

А) Энергия. Б) Частота. В) Амплитуда.

4) В катушку колебательного контура ввели железный сердечник. Как при этом изменилась частота электромагнитных колебаний контура?

А) Увеличится. Б) Останется прежней. В) Уменьшится.

5) В колебательном контуре заряд на обкладках конденсатора меняется по закону:

q= 0, 002 QUOTE Кл. найти частоту и период колебаний, амплитуду колебаний заряда, записать уравнение для силы тока в контуре от времени.

А) q= 2·10-3Кл, ω = 104π рад/с, Т =2 ·10-4с, γ =5 кГц, I = 0,628 QUOTE

Б) q= 2·10² Кл, ω = 10⁴πt рад/с, Т= 4·10² с, γ =...


3 кГц, I = 0.0314 QUOTE

Изучение нового материала

Вынужденные гармонические колебания I, U, ξ называются переменным током.

Наблюдают, изучают переменные токи с помощью осциллографа. Демонстрация синусоиды, которая получается при определенной настройке прибора.

Какова частота переменного тока в России и других странах?

Напряжение изменяется по гармоническому закону (из опытов с осциллографом).

Значит, напряженность электрического поля внутри проводника меняется по тому же закону. Изменения поля вызывают гармонические колебания силы тока. Хотя поле и распространяется с огромной скоростью, все-таки при изменении напряжения поле не меняется мгновенно во всей цепи. Хотя приближенно это считается мгновенным распространением.

Рассмотрим простейший генератор,

в котором, магнитный поток Ф, пронизывает проволочную рамку S. Магнитный поток зависит (прямо пропорционально) от QUOTE между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции. Ф =B S QUOTE

При вращении (равномерном) угол α увеличивается со временем: α = 2πnt; n – частота вращения. Перепишем первую формулу: Ф = В S QUOTE

В этой формуле 2πn=ω – число колебаний магнитного потока или циклическая частота.

Значит, Ф= В S QUOTE . Найдем производную потока магнитной индукции по времени:

e= — Ф′= — B S ( = В Sω QUOTE = ξM QUOTE ; где ξM= В S ω – амплитуда ЭДС индукции. По аналогии запишем: u=UM QUOTE ; u= UM QUOTE UM – амплитуда напряжения или максимальное по величине значение напряжения.

Так как переменное напряжение имеет частоту ω, то и сила тока имеет ту же частоту.

Колебания тока и напряжения не всегда совпадают по фазе. Для cилы тока формула примет вид: i= IM QUOTE . IM- амплитуда силы тока;

О практическом применении вынужденных электромагнитных колебаниях.

Закрепление изученного материала

1. Назвать условия появления в электрической цепи вынужденных электромагнитных колебаний.

2. Если цепь неразветвленная, то что можно сказать о значении переменного тока во всех участках цепи?

3. Задача №4 из упр. 4. Дано: γ=50 об/с; S= 100 см2; В=0,2 Тл; ξM-?

Решение. ξM = B S ω; ω = 2πγ; ξM=2π γ B S= 0,63 B.

Подведем итоги урока

Домашнее задание: §31, упр.4 № 5.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3,50 out of 5)
Загрузка...
План-конспект урока по физике. Тема: Переменный электрический ток