Урок для 11 класса на тему «Электромагнитные колебания»

1. Какие колебания называются электромагнитными?

(Электромагнитными колебаниями называются периодические изменения заряда, силы тока и напряжения, сопровождающиеся взаимными превращениями энергии электрического и магнитного полей)

2. Что называется колебательным контуром? Идеальным? ( Замкнутая электрическая цепь, состоящая из конденсатора емкости С и катушки индуктивности L, называется колебательным контуром. Если сопротивление проводов =0, то контур называется идеальным)

3. Какие колебания называются свободными?(Колебания возникающие в системе под действием внутренних сил, называются свободными)

4. Какие колебания называются гармоническими? ( Периодические изменения физической величины, происходящие по закону синуса или косинуса в зависимости от времени, называются гармоническими колебаниями)

5. Что такое собственная циклическая частота колебательной системы?( Величина ω=2πν, равная числу колебаний за 2π секунд, называется собственной циклической частотой)

6. Что называется периодом колебаний?( Период колебаний – это время , в течение которого совершается одно полное колебание)

7. Что называется амплитудой колебаний? (Наибольшее значение колеблющейся величины называется амплитудой колебаний)

8. Что такое фаза колебаний?(Аргумент косинуса или синуса в уравнении φ=(ωt+ φ) называется фазой колебаний

9. По какой формуле рассчитать энергию электрического поля?

10. По какой формуле рассчитать энергию магнитного поля?

11. Чему равна полная энергия?

3. Решение задач у доски и на опережение в тетрадях

Учебник физики стр 7

1.2. Колебательный контур содержит конденсатор электроемкостью С=8 пФ и катушку индуктивностью L=0,5 мГн. Максималь­ная сила тока в катушке 1_т=40 мА. Определите максимальное напряжение на обкладках конденсатора.

Дано: СИ

С=8 пФ 8∙10^-12Ф

L=0,5 мГн 0,5∙10^-3Гн

1_т=40 мА 40∙10^-3 А

Найти:

U_m-?

Решение:

W_Э=W_М

Ответ : U_m=317В

Учебник физики стр 7

1.4. Колебательный контур имеет индуктивность L=1,6 мГн и электроемкость С=0,04 мкФ, максимальное напряжение на конденсаторе U_m=200 В. Определите максимальную силу тока в контуре, считая его идеальным.

Решение:

Дано: СИ

С=0,04 мкФ 0,04∙10^-6Ф

L=1,6 мГн 1,6∙10^-3Гн

U_т=300В

Найти:

I_m-?

W_Э=W_М

Ответ : I_m=1А

Учебник физики стр 13

2.1. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С=4,9мкФ и катушки индуктивностью L=1 Гн. Амплитуда колебаний заряда на обкладках конденсатора 0,5 мкКл. Напишите уравнение колебаний заряда

Дано: СИ

С=4,9 мкФ 4,9∙10^-6Ф

L=1 Гн

q_т=0.5 мкКл 0.5∙10^-6 Кл

Найти:

q(t) — ?

Решение:

q(t)=q_mcos ωt

q_m=0.5∙10^-6 Кл

=2∙π∙(4,9∙10^-6∙1)^1/2

ω=2π/Т =1/(4,9∙10^-6∙1)^1/2 =451

q(t)= 0.5∙10^-6 cos (451)t

Ответ: q(t)= 0.5∙10^-6 cos (451)t

2.3. Определите период собственных колебаний колебательного контура, состоящего из катушки индуктивностью L=0,1 Гн и конденсатора емкостью С=2 мкФ.

Дано: СИ

С=2 мкФ 2∙10^-6Ф

L=0,1Гн

Найти:

Т-?

Решение:

Ответ : Т=2,8∙10^-3 с

2.4. Частота свободных колебаний колебательного контура, содер­жащего катушку индуктивностью L=0,04 Гн, равна v=800 Гц. Какова емкость конденсатора этого контура?

Дано:

L=0,04 Гн

ν=800Гц

Найти:

С — ?

Решение:

Ответ : ν=1 мкФ

2

Дано:

i =20 Cos 100πt

Найти:

I_m — ?

ω— ?

T— ?

I(t)— ?

Решение:

1. вид колебаний: Гармонические колебания.

2. уравнение в общем виде: i = I_m Cos ω t

3. сравнение общего уравнения с данным: Увидели, что I_m =20А, а  ω = 100π.

4. Для построения графика нужны: I_m и T.
 I_m — нашли, а теперь найдём T из формулыT = ; T = .

5. построим оси координат; переменный ток, время

6. Зная с алгебры промежутки возрастания и убывания функции y = Cosx, мы построим схематично график. T = 0,02с. 7.Проведем плавную линию.

График колебаний  по уравнению i =20 Cos 100πt. выглядит следующим образом:

.9. Сила тока в цепи переменного тока меняется со временем по закону i =20 Cos 100πt. Определить характеристики колебательной системы и построить график данного колебательного процесса.

4. Подведение итога, выставление оценок

Д/З

Задачи аналогичные разобранным на уроке

Стр 7 упр 1.1,1.3

Стр 13 упр 2.2,2.5, 2.7

Повторить §1.1, § 1.2, §1.3

Ресурсы:

1) Учебник Физика 11, Алматы, «Мектеп», 2012, естественно-мат. направления общеобразоват.шк. С.Т. Туякбаев, Ш.Б. Насохова, Б.А. Кронгарт …