Цель: рассмотреть незатухающие электрические колебания. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I . Организационный момент

II . Анализ экспериментов

Объясните:

Эксперимент № 1

Две одинаковые по напряжению и мощности лампы ( U = 220 В, Р – 60 Вт) включают последовательно с разными конденсаторами в отдельные цепи переменного тока. Лампы горят с разным накалом. {Конденсатор большой емкости включен с лампой, которая горит ярче.)

Эксперимент № 2

Неоновую лампу на 127 В или 220 В включите в сеть переменно­го тока соответствующего напряжения, Посмотрите на горящую не­подвижную лампу в темноте. Видим непрерывное свечение. Приведем ее во вращение движения с радиусом 25-50 см. При движении лампы наблюдается не сплошной светящийся круг, а прерывистый. Почему? (Неоновая лампа светится прерывисто, совершая 100 вспышек за 1 с. Это обусловлено колебаниями напряжения в сети. Зрительное впечатление сохраняется в течение 0,1 с. Промежутки времени, соответствующие затуханиям лампы, измеряются соты­ми долями секунды. Впечатление от вспышек неоновой лампы не успевает исчезать, мы видим непрерывное горение (лампа в покое). При движении по окружности моменты, соответствующие вспышкам и затуханиям лампы, разделены в пространстве.)

III . Изучение нового материала

Электрическая цепь, состоящая из катушки и конденсатора, на­зывается колебательным контуром.

За 1С Конденсатор начнет разряжаться, в цепи появится электрический ток. Вследствие самоиндукции сила тока увеличивается постоянно. При этом уменьшается энергия электрического поля и возрастает энергия магнитного поля:

В момент, когда конденсатор полностью разрядился ( q = 0), энер­гия электрического поля равна нулю. Энергия магнитного поля мак­симальна. Сила тока достигает максимального значения 1_М.

Несмотря на то, что к этому моменту разность потенциалов на концах катушки станет равной нулю, ток не прекращается сразу. Этому препятствует самоиндукция. Как только сила тока и создан­ное током магнитное поле начнет уменьшаться, возникает вихревое электрическое поле, которое направлено по току и поддерживает его, конденсатор начнет перезаряжаться.

Он перезаряжается до тех пор, пока сила тока, постепенно уменьшаясь, не станет равна нулю. W_M = 0, а У_Э станет максималь­ным.

Далее процесс протекает в обратном направлении и конденсатор опять перезаряжается. Если бы не было потерь энергии, процесс продолжился бы сколь угодно долго. Но катушка имеет сопротивле­ние и это ведет к выделению теплоты.

Период свободных колебаний записывается:

IV . Закрепление изученного

– Что называется колебаниями контура?

– Нарисуйте схему колебательного контура и объясните все ста­дии процесса превращения энергии при свободных электриче­ских колебаниях в течение периода колебаний.

– По какой формуле определяется собственная циклическая час­тота свободных электрических колебаний.

– Запишите формулу Томсона.

V . Решение задач

1. Емкость переменного конденсатора контура приемника изме­няется от С, до С₂ = 9 C_h Определите диапазон волн контура прием­ника, если емкость С/ конденсатора соответствует длине волны, рав­ной 3 м. (Ответ: от X , = 3 м до Х₂ =9 м.)

2. Диапазон каких радиоволн может принимать радиоприемник, если емкость конденсатора его колебательного контура изменяется от 30 нф до 300 нФ, а индуктивность катушки – от 40 мкГн до 100 мкГн. (Ответ: 0,92 МГц < v < 4,6 МГц.)

3. Электроемкость конденсатора переменной емкости в контуре радиоприемника может изменяться от 50 нФ до 250 нФ. Индуктив­ность катушки остается неизменной и равно 0,6 мГн. На каких вол­нах работает радиоприемник? (Ответ: 326 м < X < 980 м.)

4. Определите электроемкость конденсатора, включенного в коле­бательный контур, индуктивность которого 1,5 мГн, если он излучает электромагнитные волны длинной 500 м. (Ответ: С = 1400 нФ.)

VI . Подведение итогов урока

Домашнее задание

§ 29 Упражнение 1.2.4-1.2.5