Использование графического метода при изучении электрического резонанса в курсе физики средней школы Цыкун В.Ф., учитель физики сш. №30, г. Хабаровска, Щербаков Н.Г., к.п.н., доцент кафедры общей физики ХГПУ
    В настоящее время, когда физические методы исследования проникли во все области науки и техники, особую остроту приобрел вопрос о вооружении учащихся глубокими знаниями и методами исследования в физике.
    Одним из методов исследований в физике является графический метод, который дает возможность учащимся усваивать сущность предмета, познавать закономерности новых явлений.
    
    В этой связи является актуальным вопрос использования графического метода преподавания физики, который позволяет наглядно провести всесторонний анализ явления, выявить его причинно-следственные связи и обосновать экспериментальные наблюдения.
    В качестве примера рассмотрим применение графического метода при изучении резонанса в электрической цепи.
    Так, при изучении в 11 классе темы: "Электрический резонанс", после проведения опыта по наблюдению за яркостью свечения электрической лампочки, активное сопротивление которой , включенной последовательно с катушкой индуктивности , конденсатором и звуковым генератором ЗГ (рис.1), при изменении частоты, для объяснения эксперимента можно использовать графический метод.
    С этой целью необходимо дать учащимся следующее задание: исходя из закона Ома для переменного тока постройте зависимость силы тока I от частоты ? источника переменного напряжения (I=I(?)).
    Учащимся известно, что зависимость силы тока I от напряжения в исследуемой цепи подчиняется закону Ома в следующей форме записи:
    ,
    где - полное сопротивление цепи, которое равно
    .
    В этом выражении - активное сопротивление контура,
    - индуктивное и емкостное сопротивления,
    - индуктивность катушки и емкость конденсатора.
    Так как напряжение постоянно с изменением частоты, то график зависимости тока от частоты противоположен частотной зависимости сопротивления.
    Для построения зависимости от частоты ? вначале строятся зависимости (рис.2,3,4)
    
    Затем графики зависимостей представляем на одном рисунке (рис.5). Указанные кривые пересекаются. Точка пересечения этих графиков означает, что при определенном значении частоты источника переменного
    
    тока ? емкостное сопротивление конденсатора и индуктивное сопротивления катушки индуктивности равны, т. е. XC=XL или и тогда .
    Но учащимся известно, что по формуле рассчитывается собственная частота колебательного контура. Делаем вывод, что при изменении частоты источника переменного тока в колебательном контуре на частоте ? = ?0 наблюдается равенство реактивных сопротивлений.
    
    С учетом поведения кривых на рис. 5 представлен график модуля реактивного сопротивления цепи . Для его построения необходимо произвести вычитание ординат соответствующих графиков на нескольких частотах. Теперь с учетом рис.2 и 5 качественно можно представить график (рис.6).
    Из графика на рис.6 следует, что на частоте и (так как ).
    Если , то
    Для .
    С учетом частотной зависимости сопротивления от частоты согласно формуле строится зависимость I=I(?) (рис.7).
    
    График зависимости тока от частоты противоположен графику зависимости полного сопротивления от частоты. ............