Основная цель деятельности учителя – “получить учащихся, усвоивших определенные научные знания” [1]. Согласно психологическим исследованиям, усвоение является результатом овладения различными видами деятельности, в которых научные знания используются как опорные. В данной статье разработана тема “Вынужденные электрические колебания. Электрический резонанс” в рамках технологии “Деятельностный подход”. Для этого были выделены знания, которые должны быть усвоены учащимися по данной теме (представлены в таблице, колонка 1); виды деятельности, адекватные этим знаниям (представлены в таблице, колонка 2) и разработан дидактический материал для организации многократного выполнения учащимися указанных видов деятельности.
Дидактический материал представлен в виде задач-упражнений после основной таблицы. В самой таблице номера этих задач приведены в соответствии с видами деятельности и знаниями. Задачи-упражнения состоят из двух частей: задания, в котором формулируется цель деятельности, и набора ситуаций, в которых деятельность должна выполняться.
Использование данного материала позволит учителю организовать деятельность учеников по усвоению необходимых знаний через их применение – использование в какой-то деятельности, а не во время запоминания и воспроизведения, как это часто делается на практике.
Таблица
“Вынужденные электрические колебания. Электрический резонанс” | ||
Знания, которые должны быть усвоены учащимися | Виды деятельности, адекватные знаниям | № задач--упражнений |
Для поддержания в контуре вынужденных
электрических колебаний необходимо включить в
него источник тока с периодически изменяющейся
ЭДС: ![]() где ![]() ![]() Сила тока в цепи при
установившихся вынужденных колебаниях:
Амплитуда силы тока вынужденных колебаний (при
постоянных R, L, C и Максимальное значение тока |
1.Нахождение амплитуды силы тока в колебательном контуре при определенном значении частоты вынуждающей ЭДС. | 1 |
Явление резкого возрастания амплитуды
вынужденных электрических колебаний при
совпадении частоты вынуждающей ЭДС с
собственной частотой колебательного контура
называется электрическим резонансом. Частота График зависимости амплитуды вынужденных электрических колебаний от частоты вынуждающей ЭДС называется резонансной кривой: Максимум резонансной кривой, соответствующий максимальной амплитуде силы тока вынужденных колебаний, зависит от электрического сопротивления колебательного контура: чем больше сопротивление, тем меньше максимум. Резонансная кривая №1 соответствует минимальному электрическому сопротивлению, кривая №4 – максимальному. |
2.Распознавание явления электрического
резонанса в конкретных ситуациях. 3. Воспроизведение явления электрического резонанса в конкретных ситуациях. 4.Воспроизведение условий существования резонанса и нахождение резонансной частоты. 5. Нахождение амплитуды силы тока колебательного контура во время электрического резонанса. 6.Оценка значения электрического сопротивления колебательного контура во время электрического резонанса в конкретных ситуациях. 7. Построение резонансной кривой в конкретных ситуациях. |
|
Одновременно с ростом силы тока при
резонансе резко возрастают напряжения на
конденсаторе и катушке индуктивности. Эти
напряжения становятся одинаковыми и во много раз
превосходят внешнее напряжение.
|
8.Нахождение напряжений на катушке индуктивности и конденсаторе. |
|
Задачи-упражнения для усвоения знаний по теме: “Вынужденные электрические колебания. Электрический резонанс”.
1. Найдите амплитуду силы тока вынужденных электрических колебаний в следующих ситуациях:
|
|
|
|
|
|
2. Среди ситуаций № 1 укажите те, в которых имеет место явление электрического резонанса.
3.1. Разработайте экспериментальную установку
(электрическую схему), в которой может возникнуть
явление электрического резонанса.
3.2. Укажите практические способы настройки
колебательного контура с источником переменной
ЭДС на резонансную частоту.
4.1. Укажите условия существования электрического резонанса, найдите резонансную частоту в следующих ситуациях:
|
|
|
|
|
|
4.2. Найдите резонансную частоту колебаний по резонансным кривым 1-6:
5. По резонансным кривым 1-6, представленным в № 4.2, найдите амплитуду силы тока вынужденных электрических колебаний:
- во время электрического резонанса;
- если частота колебаний меньше резонансной частоты;
- если частота колебаний больше резонансной частоты.
6. Найдите значения электрического сопротивления колебательного контура во время электрического резонанса в следующих ситуациях:
|
|
|
ЭДС в контуре меняется по закону: |
ЭДС в контуре меняется по закону: |
Запишите электрические сопротивления (R1, R2, R3, R4) в порядке их убывания. |
7. Построить резонансные кривые для вынужденных электрических колебаний в следующих ситуациях:
|
|
|
|
|
|
8. Найдите амплитудные напряжения на индуктивном и емкостном элементах колебательного контура в момент резонанса.
|
|
|
|
Емкость контура равна 72 мкФ. |
Индуктивность контура равна 0,1Гн. |
Рекомендуемая литература
- Талызина Н.Ф. Педагогическая психология: Учеб. для студ. сред. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр “Академия”, 1999. - 288с.
- Анофрикова С. В. Азбука учительской деятельности, иллюстрированная примерами деятельности учителя физики. Часть 1. Разработка уроков. – М.: МПГУ, 2001. - 236 с.
- Анофрикова С. В. Азбука учительской деятельности, иллюстрированная примерами деятельности учителя физики. Часть 2. Подготовка к преподаванию темы. – М.: МПГУ, 2003. - 275с.
- Анофрикова С. В. Знания могут быть усвоены всеми учащимися. “Физика”, №1, 2001