Выберите, пожалуйста, |
Описание программы konturПрограмма kontur.pas. Предназначена для иллюстрации объяснения учителем работы колеба- тельного контура и анализа происходящих в нем процессов. После запуска на экране появляется требование ввести замедление темпа выполнения программы; чем больше вводимое число, тем медленнее будут происходить процессы и тем проще учителю их комментировать. На титульном листе внизу предлагается ввести замедление темпа вы- полнения программы; если используется старая модель процессора(напри- мер, 286), то вводится замедление порядка 100, при работе на Pentium - около 2000-3000. После выполнения этой операции на экране появляется схема колеба- тельного контура,конденсатор которого заряжен,причем нижняя обкладка имеет положительный заряд,а верхняя-отрицательный.Такое состояние кон- тура в дальнейшем будем считать начальной фазой(0).В нижней части эк- рана можно прочитать предлагаемые режимы работы:если нажать клавишу "p"(латинский алфавит),то программа станет изображать процесс измене- ния заряда конденсатора,тока в контуре и магнитного потока в катуш- ке,графики заряда и силы тока в зависимости от времени,а также механи- ческие аналогии электромагнитных процессов в различных фазах на приме- ре математического маятника. Клавиша"g"даст возможность наблюдать все описанное выше,но без ме- ханических аналогий;клавиша "а"-только контур и математический маят- ник,любая другая,помимо уже перечисленных,-только процессы,происходя- щие в контуре. Рассмотрим некоторые методические рекомендации на примере полного режима работы (программа приведена в рабочее состояние клавишей "p").Заряд конденсатора начинает уменьшаться(то же происходит и с его потенциальной энергией); это изображается сокращением количества зна- ков "+" и "-" на обкладках и уменьшением величины соответствующих сим- волов,помещенных справа от конденсатора. Слева от контура видно, что такой же процесс изменения потенциальной энергии происходит с матема- тическим маятником, который начал колебания из фазы 0, соответствующей максимальному отклонению от положения равновесия и наибольшей потенци- альной энергии. Появившиеся на проводах и быстро растущие красные стрелки символизируют нарастающую силу тока в контуре и, следователь- но, увеличивающуюся энергию магнитного поля, силовые линии которого представлены зеленым цветом.Внизу вычерчиваются графики заряда и тока, из которых следует, что колебания этих величин происходят со сдвигом фаз в четверть периода. В любой момент учитель имеет возможность остановить процессы, про- исходящие на экране, нажав пробел, дать соответствующие разъяснения, и продолжить работу программы любой клавишей. Так, например, задержав картинку в момент полной разрядки конденсатора, педагог обращает вни- мание учащихся, что этот момент соответствует наибольшему току, наи- большей энергии магнитного поля (все это наглядно отражается на мони- торе). Так же как маятник, проходящий положение равновесия в этой же фазе (п/2) и имеющий максимальную скорость, не может мгновенно остано- виться и продолжает движение по инерции, так и ток контура вследствие "электрической инерции" - самоиндукции не в состоянии мгновенно прек- ратиться и продолжает идти в том же направлении, заряжая снова конден- сатор, но уже при противоположной полярности. Нажав любую клавишу, ви- дим продолжение всех этих явлений. Перезарядка конденсатора продолжа- ется до тех пор, пока не иссякает энергия магнитного поля в катушке, а замедленное движение маятника -пока не обратится в 0 его кинетическая энергия. Теперь в фазе "п" обе колебательные системы(контур и маятник) оказались в состоянии похожем на исходное, но противоположном по знаку заряда (для контура) или по смещению (для маятника). Это же показывает и график. Далее объяснение происходит аналогично от фазы "п" до "2п", перемежая рассказ учителя статическими и динамическими картинками. После завершения первого периода колебаний следуют еще два. При жела- нии зафиксировать окончательную картинку,следует в конце третьего пе- риода нажать пробел. В противном случае происходит выход в DOS. Заметим, что переход от одного режима программы к другому возможен и в процессе ее выполнения. Для возвращения на начало используют кла- вишу "s", для выхода из программы - клавишу "q". |