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
Организационный момент. 1 Создание рабочего настроя на урок. Цепочка по теме «Электромагнитные колебания» со слов «Я знаю».
Проверка домашнего задания: активное сопротивление, емкостное и индуктивное сопротивления. 10 Решение задачи. Фронтальный опрос по теме «Сопротивления в цепи переменного тока».
Актуализация знаний. 2 Рассказ учителя. Видеофрагмент «Мост».
Изучение нового материала. 15 Демонстрационный опыт. Исследование явления. Работа с учебником. Записи в тетрадях. Беседа.
Совершенствование знаний. 10 Решение задач.
Подведение итогов урока. 2 Выделение главного в новом материале. Запись домашнего задания.
Ход урока
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 …
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?
5363845375920Перед 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.
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.
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
Совершенствование знаний.
Учитель:
Что было изучено сегодня на уроке?
Как бы Вы сформулировали тему сегодняшнего урока?
Какие новые понятия на уроке были введены?
Что представляет собой реальный участок цепи?
Какие новые формулы и законы изучили?
С каким новым физическим явлением Вы познакомились?
Дайте определение электрического резонанса.
Решение задачи: Как можно определить индуктивность катушки, используемой в эксперименте?
Решение: через резонансную частоту (3000 Гц) при емкости конденсатора2 мкФ.
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:
Суть явления или его внешние признаки.
Определение явления.
Анализ влияния внешних и внутренних условий на протекания явления.
Механизм протекания явления, то есть объяснение явления на основе научной теории.
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.