Урок физики «РЕЗОНАНС В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ»
ХОД УРОКА
I. Введение:
Физика – наука о природе, приоткрывшая завесу и разгадавшая больше загадок мироздания, чем любая другая наука. Мы – дети природы и должны уметь с ней разговаривать, понимать и беречь её.
Кроме того, мы должны не только пользоваться всем тем, что дарит нам природа, любоваться ею, но стараться постичь её и увидеть то, что скрыто от нас за внешними образами явлений. А это можно лишь с помощью замечательной науки – физики.
Только физика позволяет заметить, что в “явлениях природы есть формы и ритмы, недоступные глазу созерцателя, но открытые глазу аналитика. Эти формы и ритмы мы называем физическими законами” (Р.Фейнман).
Решение задач
1. Емкостное сопротивление конденсатора на частоте 50 Гц равно 100 Ом.каким будет оно на частоте 200 Гц?
1.400Ом 2.200Ом. 3.1600 Ом. 4.25 Ом. 5. 6,25 Ом 6. 50 Ом
2.Индуктивное сопротивление катушки на частоте 100 Гц равно 80 Ом. Каким оно будет на частоте 25Гц?
1. 20 Ом. 2. 5 Ом. 3. 40 Ом. 4. 1280 Ом. 5. 160 Ом. 6. 320 Ом.
3.Амплитуда гармонических колебаний силы тока равна 10 А. Чему равно действующее значение силы тока?
1.10 
2. 5 А 3. 10/ 3. 10 
4.0 А.
4. Изменения заряда конденсатора в колебательном контуре происходят по закону
q = 0,01cos 10πt. Определите циклическую частоту колебаний заряда.
А) 0,01
Б) cos 10 πt
В) 10 π
Г) 10
5. Сила тока в цепи изменяется со временем по закону ί = 6sin 0,1пt. Чему равен период электрических колебаний?
А) 6 с
Б) 20 с
В) 20 t с
Г) 0,1п с
6. Какое из выражений определяет период электромагнитных колебаний в контуре, состоящем из конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью Ŀ?
А) 
С
Б) 
В) 2π 
Г) 
7.Как изменится период колебаний в контуре, если индуктивность катушки увеличить в 4 раза?
А) Уменьшится в 4 раза?
Б) Уменьшится в 2 раза?
В) Увеличится в 4 раза?
Г) Увеличится в 2 раза?
8.Период колебаний равен 2 мс. Частота этих колебаний равна
1) 0.5 Гц 2) 20 Гц 3) 500 Гц 4) π кГц
Изучение нового материала.
Рассматриваемые вопросы:
· Закон Ома для электрической цепи переменного тока.
· Резонанс в цепи переменного тока.
· Применение и учёт резонанса в технике.
Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из катушки, батареи конденсаторов, реостата и лампы накаливания в качестве индикатора, соединённых последовательно и присоединённых к генератору. На шкале генератора установлена частота 3 кГц. Ёмкость конденсатора (2 мкФ) и индуктивность катушки (6/6 на магнитопроводе без ярма) подобраны так, что при этой частоте в цепи примерно резонанс.
Включив в процессе демонстрации данную цепь прошу учащихся подумать,как изменится в цепи ток(накал лампочки), если выключить катушку индуктивности или конденсатор. Как правило,учащиеся единодушно заявляют, опираясь на известные опыты для цепей c R,L и C,что сила тока возрастет. После этого поочередно замыкаю проводом накоротко катушку и конденсатор и, к удивлению школьников, обнаруживают, что сила тока резко уменьшается.
Явление объясняют тем, что напряжения на емкости и индуктивности находятся в противофазе и поэтому частично или полностью компенсируют друг друга.
Как изменится ход эксперимента, если увеличить активное сопротивление реостата? Выдвинуть гипотезу, проверить на практике. Резонанс наблюдается при той же частоте, но при меньшем накале лампочки
Зависимость силы тока от частоты можно изобразить графически. Такой график называют резонансной кривой. При резонансе сила тока достигает максимального значения, так как индуктивное сопротивление равно ёмкостному, их разность равна 0, а полное сопротивление равно активному сопротивлению реостата и лампочки. Напряжение на конденсаторе 
, и напряжение на катушке 
, достигают наибольшего значения и также становятся равны. Поэтому, электрический резонанс в последовательном колебательном контуре называют резонансом напряжений. При резонансе напряжение на конденсаторе может в несколько раз превышать напряжение на зажимах генератора. Этот факт подтверждаем на опыте.
Графическая зависимость отношения от частоты имеет такую же форму как и зависимость силы тока от частоты, и также называется резонансной кривой.
Теперь исследуем явление электрического резонанса с помощью компьютерной модели. (. Установить R=1,5 Ом, С=50 мкФ, L=2,2 мГн).
Обратить внимание, что при резонансе напряжения на конденсаторе и катушке равны по величине, но имеют противоположный сдвиг фаз по отношению к силе тока.