Урок физики: "Решение задач по теме "Электромагнитные колебания"

Цель:

• продолжить формирования умений  в решения типовых задач с использованием графиков и уравнений конкретных видов электромагнитных колебаний. Выявление уровня усвоения и владения материалом темы.
• расширение и углубление теоретического материала, его глубокое осмысление путём сравнения и сопоставления, абстрагирования и конкретизации при решении типовых задач различными методами и нестандартных задач.
• применение современных коммуникационных технологий  для формирования умений работы в группах. Содействие формированию мировоззренческих идей единства процесса познания, показ практического значения задач по теме: «Электромагнитные колебания»  через изученные типы задач. Развитие мотивационной сферы учащихся посредством интерактивной доски и ПК.

Тип урока: урок обобщения и систематизации учебного материала через применение знаний в новых ситуациях.

Форма урока: Практикум по решению задач.

Оборудование: Карты – алгоритмы с заданиями для каждой группы (приложение 1), карты учёта (приложение2), сборники задач (Г.В. Степановой), ноутбуки (приложение 3), проектор, интерактивная доска (приложение 4), дополнительный  материал (приложение 5)

План урока

Ход урока

I. Введение: порядок работы на уроке.

Здравствуйте, ребята! Сегодня мы продолжаем с вами изучать вынужденные электромагнитные колебания, мы познакомимся с новыми типами задач по этой теме и научимся их решать с использованием графиков и уравнений для конкретных видов электромагнитных колебаний. Это очень важно уметь решать такие задачи, так как именно графическое представление зависимости между характеристиками электромагнитных колебаний, и не только их,  а и  вообще физических процессов является наиболее наглядным и точным. Именно с графиками работают радиоинженеры, сейсмографы, кардиологи и другие службы. Я вам предлагаю найти еще примеры  и познакомить класс  с ними на следующем уроке. А задания, с которыми мы познакомимся на уроке, предстоит вам выполнить на контрольной работе.
Наш урок мы построим по такому плану:

• Работа в группах: задания рассматриваются и решаются всеми ребятами группы. Защита решения 2-1 учащимися у доски. Эту оценку получает вся группа. До защиты выставить в карту контроля самооценку в баллах и сдать. Учитывается быстрота выполнения задания группой.
• Знакомство с методами новых для вас типов задач по теме: «Электромагнитные колебания».
• Самостоятельная работа по решению аналогичных задач, параллельно выполнение теста на ноутбуках.
• Подведение итогов.

II. Актуализация теоретических знаний на конструктивно – творческом уровне.

Итак, найдите у себя на столе задания для группы в 2-х экземплярах и приступили к выполнению первого задания. Та группа, которая первая подготовилась, поднимает руку и отвечает.
Идет защита каждой группы своего задания.

III. Объяснение нового материала. Знакомство с методами решения типовых задач по теме: «Электромагнитные колебания».

Существует разные типы задач, но в данном случае мы рассмотрим графические т.е. по данному уравнению вычисляем основные характеристики колебательного процесса и строим график и, наоборот, по графику находим основные характеристики колебательного процесса и записываем уравнение гармонических колебаний.
Итак, переходим к знакомству этими с методами решения.

Задача 1.

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.

Решение.

1.Выясним сначала, какой это вид колебаний.

Гармонические колебания.

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

3.Проводим сравнение общего уравнения с данным.

Увидели, что = 20А, а  ω = 100π.

4. Для построения графика нужны следующие величины:  и T.
 мы уже нашли, а теперь найдём T, используя формулу T = ; T = .

5.Теперь выберем и построим оси координат; одна – время, вторая – переменный ток.

Обязательно нужно выбрать правильно масштаб.

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

Итак, мы построили график колебаний  по уравнению i =20 Cos 100πt. Рисунок 1.

Ребята, давайте подчеркнём основные этапы, т.е. проговорим алгоритм решения такого типа задач.

Алгоритм:

• Сравниваем конкретное уравнение с уравнением в общем виде.
• Определяем характеристики колебательной системы и обозначаем их. , T, ω.
• Выбираем масштаб, строим и обозначаем оси.
• Показываем значение периода, полупериода, значение максимального тока в характерных точках. Схематично проводим график по аналогии с y = Cosx.
• Применяем формулы конкретного вида сопротивления и закона Ома.

Используя алгоритм в обратном порядке, т.е. с 4 пункта до 1 пункта, мы сможем решать задачи - обратные данной.

Задача 2.

Пусть дан график колебаний в колебательном контуре радиопередатчика  системы. Определить её характеристики и записать уравнение зависимости силы тока i = i(t), текущего в катушке, от времени, если L = 0,2Гн.

Решение.

1.По данному графику мы можем определить: U = 50В,  T = 0,4 c.
2.Для записи уравнения, необходимо рассчитать циклическую частоту по формуле:  T = -> = ->ω =

3.График, каких колебаний нам дан? Это синусоида или косинусоида?
u = USin ωt         →          u = 50 Sin 5π                 Рисунок 2.

4. Используя закон Ома для участка цепи, где присутствует катушка с индуктивностью L = 0,2Гн, рассчитаем  I .

Если рассматривать колебательный контур с катушкой индуктивности, то знаем что I уменьшается по сравнению c U, и что колебания силы тока отстают от колебаний напряжения на . График строим передвижением вертикальной оси вправо на .

5.Используя данные, запишем уравнение зависимости i = i(t).

А теперь, каждый у себя в тетради самостоятельно воспроизведет обе задачи, кто быстро решит эти задачи, переходит к самостоятельной работе.

IV. Самостоятельная работа.

У вас на картах для групп указано индивидуальное задание - задачи по трём уровням на «3», «4», «5». Сами выбираете те задачи, с которыми вы считаете, что справитесь.
Параллельно – идёт работа с ноутбуками. Несколько человек работают с ними и выставляют отметку в карту отчёта, а вторая часть – работает над задачами, а потом меняемся.
Итак, приступили к воспроизведению задач, решённых и записанных на доске.

Индивидуальное задание каждому члену группы: из трёх вариантов заданий выбрать один по своему желанию и выполнить самостоятельно!

На «3»: 1284, 1288.
На «4»: 1283, 1307, 1302.
На «5»: 1282(кроме(в)), 1283, 1308, 1304.

V. Подведение итогов урока.

1. Как вы считаете, какое значение сыграли задания а) и б) в изучении данной темы?
2. Достигли ли вы тех целей, которые мы с вами поставили в начале урока?
3. В чём положительные и отрицательные моменты в проведении такой формы работы?
4. Чем руководствовались вы в выборе уровня задач в самостоятельной работе?
5. Что вызвало затруднение в работе на уроке?

VI. Домашнее задание:

задачи №940, № 957 сборник задач по физике Рымкевич А.П.,
№ 979*для желающих и творческое задание. Для повторения §27-34.