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
№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 votes, average: 5,00 out of 5)