Ученики на Учителя.com


Практическая работа "Компьютерное моделирование электромагнитных колебаний" 11 класс

Коммунальное государственное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 12»
Государственное учреждение
«Отдел образования города Семей Восточно-Казахстанской области»
Методическая разработка
практической работы
«Компьютерное моделирование электромагнитных колебаний»
с использованием ИКТ технологии
по предмету «физика»
Разработал учитель физики,
информатики, математики : Шакула Александр Олегович
город Семей
11 класс
(естественно-математическое направление)
Практическая работа
«Компьютерное моделирование электромагнитных колебаний».
Цель работы: Исследовать, электромагнитные колебания.
Задачи:
1. Образовательная: Систематизировать, обобщить знания учащихся, проверить
уровень владения табличным процессором Excel.
2. Воспитательная: Организовать учащихся применить знания, повысить желание
познавать новое, неизведанное.
3. Развивающая: Развить научную культуру речи и грамотность записи физическим
языком учащихся, активизация познавательного интереса к предмету физика.
Тип урока: компьютерное моделирование
Межпредметная связь: физика и информатика
Ход урока
Физическая модель
Под колебательным контуром обычно подразумевается устройство, состоящее из
последовательно соединенных конденсатора, катушки индуктивности и резистора (
наличие резистора возможно, но не обязательно).
Основной характеристикой конденсатора является его
емкость C. В идеальном конденсаторе нет диссипативных
потерь энергии. Его импеданс чисто реактивный. В реальных
конденсаторах диэлектрик, заполняющий пространство
между обкладками, может иметь небольшую
электропроводность и поэтому возможны некоторые потери
энергии на выделение джоулева тепла. Кроме того, при
электрических колебаниях периодически происходит
переполяризация диэлектрика, на которую также затрачивается некоторое количество
энергии. В некоторых случаях приходится учитывать также тот факт, что кроме емкости C
конденсатор, как и любой проводник, может иметь небольшое значение индуктивности L,
величина которой зависит от конструкции конденсатора. Основной характеристикой
катушки индуктивности является ее индуктивность L. Идеальная катушка, в которой нет
потерь энергии, имеет чисто реактивный импеданс. Однако, если в катушке применяется
сердечник, то при колебаниях в контуре часть энергии теряется на перемагничивание
сердечника. Часть энергии теряется также на нагревание проводника обмотки, имеющей
конечное значение сопротивления. Большое влияние на реальный импеданс катушки
оказывают так называемые межвитковые емкости. Эти емкости имеют наименьшее
значение в однослойных катушках с принудительным шагом ( шаг спирали больше
диаметра провода ) и наибольшее в многослойных катушках с намоткой внавал.
Резисторы, кроме активного сопротивления R , могут иметь некоторое значение
индуктивности.
В идеальном случае можно считать, что колебательный контур состоит из
последовательно соединенных идеальных элементов L, R и C.
Теоретическая часть
Периодические изменения заряда q, силы тока I и напряжения U называют
электрическими колебаниями. Свободные электрические гармоническое колебания
происходят в колебательном контуре по закону:
q = q
0
cos (ωt + φ
0
).
При свободных колебаниях происходит периодическое превращение электрической
энергии, запасенной в конденсаторе, в магнитную энергию катушки, и наоборот. Полная
электромагнитная энергия в идеальном колебательном контуре остается постоянной:



Собственная частота свободных колебаний равняется

Период свободных колебаний равен:


Колебания, возникающие в колебательной системе под действием периодически
изменяющихся внешних сил, называются вынужденными.
Компьютерная модель
Для исследования электромагнитных колебаний будем использовать табличный
процессор Excel. Задания для компьтерного моделирования представлены в файле
Электромагнитные колебания.xlsx. Данный файл состоит из трех этапов:
1 этап: Ответы на теоретические вопросы
2 этап:
4.Заполнить таблицу для построения графиков I(t) и q(t), используя выше изложенные
расчетные формулы учтите, что должно получиться два графика, так как масштаб у
зависимостей I(t) и q(t) разный.
Расчетные формулы
5. Построение графиков
3 этап: Вывод о проделанной работе
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: