Тема: Змінний електричний струм
Мета уроку : довести учням, що вільні електромагнітні коливання в контурі не мають практичного застосування; використовуються незатухаючі вимушені коливання, які мають велике застосування на практиці.
Тип уроку: комбінований
Структура уроку
1.Організаційний момент.
Перевірка присутності учнів.
2. Перевірка домашнього завдання методом тестування
Варіант - 1
№ 1 В яких випадках можна отримати незатухаючі електромагнітні коливання в контурі?
А) При R = 0 - контур не має опору; Б) При періодичній подачі енергії в контур; В) При виконанні або умови (А), або умови (Б)
№ 2. В коливальний контур включили котушку змінної індуктивності. Яка величина, створюваних контуром коливань при цьому зміниться?
А) Амплітуда; Б) Енергія; В) Частота
№ 3. Як зміниться період коливань контуру, якщо пластини конденсатора, включеного в даний контур, зближують?
А) Зменшиться. Б) Залишиться без зміни. В) Збільшиться
№ 4. Якщо індуктивність в контурі зменшити в 3, а ємність в 3 рази збільшити, що станеться з власними коливаннями в контурі? Вважати опору контуру R = 0.
А) Нічого не зміниться . Б) Зміниться частота коливань. В) Зміниться амплітуда.
№ 5 В коливальному контурі заряд на обкладках конденсатора змінюється за законом:
q = 2.10 -6 π t) Кл. Знайти частоту і період коливань, амплітуду коливань заряду, записати рівняння для сили струму в контурі від часу.
А) q = 2 мкКл, ω = 10 ⁴ π рад / с, Т = 0,2 мс, γ = 5 кГц, I = 0,0628QUOTE 
Б) q = 4 мкКл, ω = 10 ² π рад / с, Т = 0,4 мс, γ = 2,5 кГц, i = 0,0314 cos (102π t + π / 4)
Варіант - 2
Конденсатор зарядили, а потім заряд зменшився в 2 рази. Як при цьому змінилася
повна енергія електричного поля конденсатора і магнітного поля котушки?
А) Зменшилася у 2 рази. Б) Збільшилася в 2 рази. В) Зменшилася в 4 рази .
№ 2. При роботі коливального контуру різниця потенціалів на конденсаторі збільшилася на 20 В при збільшенні сили струму в 2 рази.Чому одно початкова напруга?
А) 20 В , Б) 10 В. В) 40 В.
№ 3. У коливальний контур включили конденсатор змінної ємності. Яка величина, створюваних контуром коливань при цьому зміниться?
А) Енергія. Б) Частота . В) Амплітуда.
4) В котушку коливального контуру ввели залізний сердечник. Як при цьому змінилася частота електромагнітних коливань контуру?
А) Збільшиться. Б) Залишиться незмінною. В) Зменшиться.
5) У коливальному контурі заряд на обкладках конденсатора змінюється за законом:
q = 0, 002 QUOTE Кл. знайти частоту і період коливань, амплітуду коливань заряду, записати рівняння для сили струму в контурі від часу.
А) q = 2.10-3кл, ω = 104π рад / с, Т = 2 · 10-4с, γ = 5 кГц, I = 0,628 QUOTE 
Б) q = 2.10 ² Кл, ω = 10 ⁴ πt рад / с, Т = 4.10 ² с, γ = 3 кГц, I = 0.0314 QUOTE 
3. Вивчення нового матеріалу
Вимушені гармонійні коливання I, U, ξ називаються змінним струмом.
Спостерігають, вивчають змінні струми за допомогою осцилографа.Демонстрація синусоїди, яка виходить при певній настройці приладу.
Яка частота змінного струму в Росії та інших країнах?
Напруга змінюється по гармонійному закону (з дослідів з осцилографом).
Значить, напруженість електричного поля всередині провідника змінюється за тим же законом. Зміни поля викликають гармонійні коливання сили струму. Хоча поле і поширюється з величезною швидкістю, все-таки при зміні напруги полі не змінюється миттєво у всій ланцюга. Хоча наближено це вважається миттєвим розповсюдженням.
Розглянемо найпростіший генератор, в якому, магнітний потік Ф, пронизує дротяну рамку S. Магнітний потік залежить (прямо пропорційно) від QUOTE між нормаллю до рамки і вектором магнітної індукції. Ф = BS QUOTE 
При обертанні (рівномірному) кут α збільшується з часом: α = 2πnt; n - частота обертання. Перепишемо першу формулу: Ф = В S QUOTE
У цій формулі 2πn = ω - число коливань магнітного потоку або циклічна частота.
Значить, Ф = В S QUOTE . Знайдемо похідну потоку магнітної індукції по часу:
e = - Ф '= - BS (= В Sω QUOTE = ξM QUOTE ; де ξM = В S ω - амплітуда ЕРС індукції. За аналогією запишемо: u = UM QUOTE ; u = UM QUOTEUM - амплітуда напруги або максимальне за величиною значення напруги.  
Так як змінна напруга має частоту ω, то й сила струму має ту ж частоту.
Коливання струму і напруги не завжди збігаються по фазі. Для cіли струму формула прийме вигляд: i = IM QUOTE . IM-амплітуда сили струму;
Про практичне застосування вимушених електромагнітних коливаннях.
Закріплення вивченого матеріалу
1. Назвати умови появи в електричному ланцюзі вимушених електромагнітних коливань.
2. Якщо ланцюг нерозгалужене, то що можна сказати про значення змінного струму в усіх ділянках ланцюга?
3. Завдання № 4 з упр. 4. Дано: γ = 50 об / с; S = 100 см2; В = 0,2 Тл; ξM-?
Рішення. ξM = BS ω; ω = 2πγ; ξM = 2π γ BS = 0,63 B.
4. Підведемо підсумки уроку
1). Як зміниться період коливань контуру, якщо пластини конденсатора, включеного в даний контур, зближують?
2). У коливальний контур включили конденсатор змінної ємності. Яка величина, створюваних контуром коливань при цьому зміниться?
5. Домашнє завдання: § 31
|