1.2库仑定律.docx

《1.2库仑定律.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1.2库仑定律.docx（23页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1.2库仑定律电荷库仑定律 第一节电荷库仑定律教学目标（一）学问与技能1知道两种电荷及其相互作用知道点电荷量的概念2了解静电现象及其产生缘由；知道原子结构,驾驭电荷守恒定律3知道什么是元电荷4驾驭库仑定律，要求知道知道点电荷模型，知道静电力常量，会用库仑定律的公式进行有关的计算（二）过程与方法2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创建了电荷，而是使物体中的电荷分开但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。3、类比质点理解点电荷，通过试验探究库仑定律并能敏捷运用（三）情感看法与价值观通过对本节的学习培育学生从微观的角度相识物体带电的本质，相识志向化是探讨自然科学常

2、用的方法,培育科学素养，相识类比的方法在现实生活中有广泛的应用重点：电荷守恒定律，库仑定律和库仑力难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题，库仑定律的理解与应用。教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球，多媒体课件教学过程：第1节电荷库仑定律（第1课时）（一）引入新课：多媒体展示：闪电撕裂天空，雷霆震撼着大地。师：在这惊心动魄的自然现象背后，隐藏着很多物理原理，吸引了不少科学家进行探究。在科学史上，从最早发觉电现象，到相识闪电本质，经验了漫长的岁月，一些人还为此付出过惨痛的代价。下面请同学们仔细阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节，了解我

3、们人类对闪电的探讨历史，并完成下述填空：电闪雷鸣是自然界常见的现象，蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩处，直到1752年，宏大的科学家_冒着生命危急在美国费城进行了闻名的风筝试验，把天电引了下来，发觉天电和摩擦产生的电是一样的，才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。师强调：以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危急去捕获闪电，证明了闪电与试验室中的电是相同的。雷电是怎样形成的？（大气中冷暖气流上下急剧翻滚，相互摩擦，云层就会积聚电荷，当电荷积累到肯定程度，瞬间发生大规模的放电，就产生了雷电）物体带电是怎么回事？电荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类应当怎样利用

4、这些规律？这些问题正是本章要探究并做出解答的。师：本节课我们重点探讨了解几种静电现象及其产生缘由，电荷守恒定律（二）新课教学复习初中学问：师：依据初中自然的学习，用摩擦的方法可使物体带电，请举例说明。生：用摩擦的方法。如：用丝绸摩擦过的玻璃棒，玻璃棒带正电；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，橡胶棒带负电。演示试验：先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，看有什么现象？然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒，再靠近碎纸屑看有什么现象？让学生分析两次试验现象的异同；并分析缘由。老师总结：摩擦过的物体性质有了改变，带电了或者说带了电荷。带电后，能吸引轻小物体，而且带电越多，吸引力就越大，能够吸引轻小物体，我们说此时物体

5、带了电。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。人类从很早就相识了摩擦起电的现象，例如公元1世纪，我国学者王充在论衡一书中就写下了“顿牟掇芥”一语，指的是用玳琩的壳吸引轻小物体。后来人们相识到摩擦后的物体所带的电荷有两种：用丝绸摩擦过的玻璃棒的所带的电荷是一种，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。一、电荷：1、自然界中的两种电荷（富兰克林命名）把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷2、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引3、电荷量：电荷的多少叫做电荷量符号：Q或q单位：库仑符号：C“做一做

6、”验电器与静电计为了推断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少，从18世纪起，人们常常运用一种叫验电器的简洁装置：玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在一条导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出（图甲）。假如把金属箔换成指针，并用金属做外壳，这样的验电器又叫静电计（图乙）问：是否只有当带电体与导体棒的上端干脆接触时，金属箔片才起先张开？说明看到的现象？1、摩擦起电摩擦起电的缘由：不同物质的原子核束缚电子的实力不同特殊是离核较远的电子受到的束缚较小。当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体。实质：电子的转移结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷得到电子：带负电；失

7、去电子：带正电问：摩擦起电有没有创建了电荷？生：没有，摩擦起电是带电粒子（如电子）从一个物体转移到另一个物体。师：许多物质都会由于摩擦而带电，是否还存在其它的使物体起电的方式？在学习新的起电方式之前，我们先来学习金属导体模型。金属导体模型也是一个物理模型P3（动画演示）自由电子：脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。带正电的离子：失去电子的原子，都在自己的平衡位置上振动而不移动。2、感应起电【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，帖在下部的金属箔是闭合的。把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.11)金属箔有什么改变？试验现象：可以看到A，B上的金

8、属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷提出静电感应概念：（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象。规律：近端感应异种电荷，远端感应同种电荷（2）利用静电感应使物体带电，叫做感应起电（3）提出问题：静电感应的缘由？带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质缘由：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。如上面的这个演示试验中，导体A和B带上了等量的异种电荷【演示】假如先把C移走，金属箔又有什么改变？试验现象：A和B上的金属箔就会闭合假如先把A和B分开，然后移开C，金属箔又有什么改变

9、？试验现象：可以看到金属箔仍张开，表明A和B仍带有电荷；假如再让A和B接触，金属箔又有什么改变？试验现象：金属箔就会闭合，表明他们就不再带电这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和问：感应起电有没有创建了电荷？生：没有。感应起电而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。感应起电也不是创建了电荷。师：无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，并不是创建电荷.得出电荷守恒定律三、电荷守恒定律：电荷既不能创建，也不能歼灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分师：电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律

10、之一。四、元电荷师：迄今为止，科学家试验发觉的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同，但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。元电荷：电子所带的电荷量，用e表示。e=1.601019C留意：迄今为止，发觉全部带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续改变的物理量。（三）小结对本节内容做简要的小结巩固练习1、关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）A元电荷就是电子B元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C元电荷就是质子D物体所带的电量只能是元电荷的整数倍2、16C电量等于_元电荷3、关于点电荷的说法，正确的是（）A只有体积很小的带电体才

11、能看成点电荷B体积很大的带电体肯定不能看成点电荷C当两个带电体的大小及形态对它们之间的相互作用力的影响可以忽视时，这两个带电体可看成点电荷D一切带电体都可以看成点电荷作业 第2课时教学过程：（一）复习上课时相关学问问：什么是元电荷？答：电子所带的电荷量，用e表示。e=1.601019C。强调是一个电荷量，不是一个电荷。问：上一节学过起电的方式有哪些？答：摩擦起电、感应起电和接触起电。问：摩擦起电、感应起电和接触起电有没有违反电荷守恒定律？答：没有。问：通过初中的学习，我们知道：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。这说明电荷之间存在作用力，那么电荷之间的作用力大小与什么因素有关，有什么样的规律？

12、生：师：我们这节课就来探讨这个问题。（二）新课教学第2节、库仑定律提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？【演示】如图2，先把表面光滑干净的绝缘导体放在A处，然后把铝箔包好的草球系在丝线下，分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和草球带上正电，把草球先后挂在P1、P2、P3的位置，带电小球受到A的作用力的大小可以通过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。视察试验发觉带电小球在P1、P2、P3各点受到的A的作用力依次减小；再增大丝线下端带电小球的电量，视察试验发觉，在同一位置小球受到的A的作用力增大了。提问四：电荷间作用力大小跟什么有关？答：与电荷间距离及电量多少有关，电荷的作用力随着距离的增大而减小

13、，随着电量的增大而增大。带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1距离2电量师：电荷间的作用力随电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。这隐隐使我们猜想：电荷间的作用力会不会与万有引力具有相像的形式呢？也就是说，带电体间的相互作用力，会不会与它们电荷量的乘积成正比，与它们间距离的二次方成反比？事实上，电荷间的作用力与引力的相像性早已此起当年一些探讨者的留意，卡文迪许和普里斯特利等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。然而，他们也发觉，引力与电荷间的力并非完全一样，而且我们上面的试验也仅仅是定性的，并不能证明我们的猜想。这一科学问

14、题的解决是由法国学者库仑完成的。【板书】2、库仑定律（1785年，法国物理学家库仑）启发与设问：18世纪法国物理学家库仑也探讨了这个问题，他的猜想是库仑在前人探讨的基础上，先后克服了，困难一：电荷量的测量问题和困难二：作用力的测量问题，用试验探讨了电荷之间的作用力，证明了这个揣测，并提出了以下的规律：库仑定律：（库仑在前人工作的基础上通过试验探讨确认）（1）内容表述：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比作用力的方向在两个点电荷的连线上（2）公式：静电力常量k=9.0109Nm2/C2适用条件：真空中，点电荷志向化模型（3）电荷间这种相

15、互作用叫做静电力或库仑力【介绍】（1）关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽视，带电体就可以看作点电荷严格地说点电荷是一个志向模型，事实上是不存在的这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念简单出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以订正（2）要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作说明，只能简洁地指出：为了解除其他介质的影响，将试验和定律约束在真空的条件下静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则可以看出，万有引力公式和库仑定

16、律公式在表面上很相像，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区分是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的许多，因此在探讨微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下特别小，所以可忽视不计【小结】对本节内容做简要的小结巩固练习1真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和2q，它们之间相互作用力的大小为F有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，当C跟A、B小球各接触一次后拿开，再将A、B间距离变为2r，那么A、B间的作用力的大小可为：A3F/64B0C3

17、F/82D3F/162如图141所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为_3真空中有两个点电荷，分别带电q1=510-3C，q2=210-2C，它们相距15cm，现引入第三个点电荷，它应带电量为_，放在_位置才能使三个点电荷都处于静止状态4把一电荷Q分为电量为q和(Qq)的两部分，使它们相距肯定距离，若想使它们有最大的斥力，则q和Q的关系是_作业 8.2库仑定律8.2库仑定律第2课时教学目标学问与技能：1驾驭库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律2会用库仑定律

18、进行有关的计算过程与方法：1渗透志向化方法，培育学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的实力2渗透限制度量的科学探讨方法情感看法与价值观：通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点教学重点：库仑定律和库仑力的教学教学难点：库仑定律的教学教学过程：一、课前导学1、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。2、课本1.2-1试验说明电荷之间的相互作用力和什么因素有关？3、库仑定律的内容,表达式是什么?4、静电力概念与静电力恒量的数值二、质疑探讨1、库仑扭称试验装置与试验设计的思想:2、库仑定律的适用条件.3、库仑定律探讨的过程小结:库仑定律：（1）内容：真空中两个静止的点电荷

19、间的相互作用力跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。（2）表达式：（3）理解：库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。a：不考虑大小和电荷的详细分布，可视为集中于一点的电荷b：点电荷是一种志向化模型c：介绍把带电体处理为点电荷的条件d：库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力，但是任一带电体都可看成是由很多点电荷组成的，据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力大小和方向K：静电力恒量。重要的物理常数K=9.0109Nm2/C2，其大小是用试验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，运用库仑定律计算时，各物理量的单位

20、必需是：F：N、Q：C、r：m。关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，运用公式计算时，点电荷电量用肯定值代入公式进行计算，然后依据同性电荷相斥、异性电荷相吸推断方向即可。库仑力也称为静电力，它具有力的共性。它与高一时学过的重力，弹力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵从平行四边形法则，与其它的力平衡，使物体发生形变，产生加速度。,F是Q1与Q2之间的相互作用力，F是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。不能理解为Q1Q2，受的力也不等。(6)库仑定律的探讨过程1.提出假设2.做出假说3.试验探究:（1）试

21、验构思（2）试验方案（3）对假说进行修正和推广4.思索：（1）库仑通过什么方法比较力的大小？（2）库仑通过什么方法比较电荷量的大小？5.探讨方法：限制变量法.试验方案：a.q1、q2肯定时，探究F与r的关系结论：F1/r2b.r肯定时，探究F与的q1、q2关系结论：即Fq1q26.思想方法:(1)微小量放大思想(2)电荷均分原理三、反馈矫正完成课本例题1和例题2.四、巩固迁移1、下列说法中正确的是：（）A.点电荷是一种志向模型，真正的点电荷是不存在的B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C.依据可知，当r趋近于0时,F趋近于D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形态和大

22、小对所探讨的问题的影响是否可以忽视不计2、两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5105C的正电时，相互作用力为F1，当它们分别带+1.5105C和1.5105C的电量时，相互作用力为F2,则（）AF1=F2BF1F2CF1F2D无法推断3、在氢原子中,已知电子的质量m1=9.1010-31kg，质子的质量m2=1.6710-27kg，它们之间的距离为5.310-11m（结果保留一位有效数值）（1）它们之间的万有引力？(2)质子对电子的的引力为多少？（3）电子对质子的库仑力？（4）电子绕质子运动的向心力由谁供应？(5）在电子、质子连线的垂直平分线上放一电子，与质子、电

23、子构成等边三角形，求此时质子受到的合力？小结：（1）电荷间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定律计算（2）电荷间作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。（3）库仑定律适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用力（匀称带电球体间、匀称带电球壳间也可）。电荷库仑定律 教学目标 学问目标1、知道两种电荷，知道正负电荷的规定，知道电荷以及单位；2、定性了解两种电荷之间的作用规律；3、驾驭库仑定律的内容及其应用； 实力目标1、通过对演示试验的视察概括出两种电荷之间的作用规律，培育学生视察、总结的实力；2、知道人类对电荷间相互作用相识的历史过程，理解电荷的物理模型 情感目标渗透物理方法的教化，运用

24、志向化模型的探讨方法，突出主要因素、忽视次要因素，抽象出物理模型点电荷，探讨真空中静止点电荷相互作用力问题 教学建议 重点难点分析1、重点是使学生驾驭真空中点电荷间作用力的大小的计算及方向的判定库仑定律2、真空中点电荷作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律，是本节难点 教法建议 一、讲解并描述电荷有关概念的教法建议 1、在学生初中学习的基础上，可以通过演示试验，或者动画媒体播放复习并巩固电荷的有关学问；2、在讲解并描述时，要讲解要简洁、精确，突出主要概念，同时，节约时间给学生自己来学习3、由于电荷的不行观测性，讲解时，可以多利用媒体帮助学生对电荷的相互作用的理解和电荷物理模型的建立4、讲解点

25、电荷时，可以比照质点的概念进行讲解 二、关于库仑定律的教法建议 ?本节内容的核心是库仑定律，他是静电学的第一个试验定律，是定量描述点电荷间的相互作用的关系的规律，是学习电场强度的基础1、对于电荷之间相互作用力的定量规律，可以让学生先有一个定性的概念，可以通过试验让同学视察探讨并总结2、对于库仑定律须要强调的是：（1）、书中的库仑定律仅适用于计算在真空中两个点电荷的相互作用力，在干燥的空气中也近似成立，而在其它电介质中运用该定律须要增加条件（2）由于库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷的相互作用力大小，因此在试验演示、给出点电荷的定义之后干脆提出库仑定律；（3）、库仑定律和万有引力定律之间的相像

26、性可以让同学们通过练习自己相识对比并探讨（4）、点电荷的电性有正负之分，但在计算静电力的大小时，可用所带电量的肯定值进行计算依据电荷之间的电荷异同来推断是吸引力还是斥力（5）、在两点电荷之间距离接近为零时，由于两个点电荷已经失去了点电荷的前提条件，因此不能依据库仑定律得到库伦力无穷大的结论（6）、当一个点电荷受到多个点电荷的作用，可以依据力的独立作用原理进行力的合成分解并进行矢量运算3、对比万有引力常量测定的卡文迪许扭称试验，说明库仑扭称试验的原理，介绍库仑帮助学生理解本节学问 第一节电荷库仑定律 教学过程 一、新课引入课题引入可以通过几个小试验让学生视察基本的电现象，下面供应几个小试验以供参

27、考：演示：取两片吹塑纸，将一片放在可以敏捷转动的支座上，用另一片靠近它，让学生视察有什么现象，然后用手摩擦这两片吹塑纸，再靠近，让学生视察发生的现象。（不用手摩擦时它们没有作用，用手摩擦后它们相互排斥）演示2:将一张薄纸，卷成筒状，将下端撕开成流苏状，用摩擦好的塑料制品去接触，发觉流苏起先振动，象一只会跳舞的章鱼；让学生探讨这些现象，运用初中所学来分析； 二、讲授新课关于这部分教学，在初中学习的基础上，完全可以由课堂学生自己试验来总结完成。、摩擦起电学生试验：先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，看有什么现象？然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒，再靠近碎纸屑看有什么现象？让学生分析两次试验现象的异

28、同；并分析缘由。老师总结：摩擦过的物体性质有了改变，能够吸引轻小物体，我们说此时物体带了电或者说带了电荷。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。人类从很早就相识了磁现象和电现象，例如我国在战国末期就发觉了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有了带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载，我国古代人民特别擅长视察，早在两千多年前的西汉时期就有“玳瑁吸裙”的记载，玳瑁是一种漂亮的龟壳，人们在用它作首饰时无意中发觉摩擦后的玳瑁会吸引衣服。让学生探讨在日常生活中见过类似的摩擦起电现象，学生举例分析后可以布置课下作业。、两种电荷学生试验：将学生分组。试验器材有：（1）、玻璃棒、橡胶棒各两根；（2）、毛皮、绸子各两

29、块；（3）、支架；为了避开试验中电荷的流失，最好两名同学同时进行操作，试验过程：（1）、两位同学同时都用绸子摩擦玻璃棒，使它带电，将一根放在支座上，留意：要记住哪端带电，不要用手摸带电的一端，用另一根玻璃棒的带电端靠近这根玻璃棒的带电端，视察发生的现象；（2）、用毛皮摩擦橡胶棒，重做刚才的试验；（3）、用绸子摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒，做刚才的试验。将试验结果记录下来；老师通过媒体动画可控再现试验现象，并将学生视察到的试验结论总结，引导学生分析这些试验现象中能发觉什么？ 老师总结：在历史上，人们用各种各样的材料做了大量的试验，人们发觉带电物体凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒相互吸引的，必定跟

30、毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥；凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒相互吸引的，必定跟绸子摩擦过的玻璃棒相互排斥。就是说物体带的电荷要么跟绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷相同，要么跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同，没有第三种可能，自然界中只有这样两种电荷，美国科学家富兰克林对这两种电荷做出规定：绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷叫做正电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做负电荷。3、电荷之间的相互作用：在从前试验的基础上，探讨电荷之间的作用力与电荷之间距离的关系，可以参考媒体资源中：电荷之间距离与电量、电荷之间作用力的定性关系的媒体动画，定性介绍三个物理量之间的关系，在给出点电荷的定义之后干脆引出库仑定律的内容。给出库伦定律

31、的公式：讲解中的留意事项参考“有关库伦定律的教学建议”。三、典型例题讲解：四、课堂小结：1、电荷之间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定律来计算。2、点电荷作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。3、库仑定律的适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用力（匀称带电体间、匀称带电球壳间也可）。 库仑定律学案 库仑定律学案 【课题】人教版一般中学课程标准试验教科书物理（选修3-1）第一章其次节库仑定律 【课时】1学时 【三维目标】 学问与技能： 1.知道点电荷的概念，理解并驾驭库仑定律的含义及其表达式； 2.会用库仑定律进行有关的计算； 3.知道库仑扭称的原理。 过程与方法： 1.通过学习

32、库仑定律得出的过程，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程，学会通过间接手段测量微小力的方法； 2.通过探究活动培育学生视察现象、分析结果及结合数学学问解决物理问题的探讨方法。 情感、看法和价值观： 1.通过对点电荷的探讨，让学生感受物理学探讨中建立志向模型的重要意义； 2.通过静电力和万有引力的类比，让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。 【教学重点】 1.建立库仑定律的过程； 2.库仑定律的应用。 【教学难点】 库仑定律的试验验证过程。 【教学方法】 试验探究法、沟通探讨法。 【教学过程和内容】 引入新课同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我

33、们对电荷间作用力的方向有了肯定的相识。我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满意什么规律呢？让我们一起进入本章其次节库仑定律的学习。 库仑定律的发觉 活动一：思索与猜想 同学们，电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的， 因此，我们应当探讨带电体间的相互作用。可是，生活中带电体的大小和形态是多种多样的，这就给我们找寻静电力的规律带来了麻烦。 早在300多年以前，宏大的牛顿在探讨万有引力的同时，就曾对带电纸片的运动进行探讨，可是由于带电纸片太不规则，牛顿对静电力的探讨并未胜利。 (问题1)大家对探讨对象的选择有什么好的建议吗？ 在静电学的探讨中，我们常常运用的带电体是球体。 (问

34、题2)带电体间的作用力（静电力）的大小与哪些因素有关呢？ 请学生依据自己的生活阅历大胆猜想。 定性探究电荷间的作用力与影响因素的关系 试验表明：电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大；随距离r的增大而减小。 （提示）我们的探讨到这里是否可以结束了？为什么？ 这只是定性探讨，应当进一步深化得到更精确的定量关系。 （问题3）静电力F与r，q之间可能存在什么样的定量关系？ 你觉得哪种可能更大？为什么？（引导学生与万有引力类比） 活动二:设计与验证 试验方法 （问题4）探讨F与r、q的定量关系应当采纳什么方法？ 限制变量法（1）保持q不变，验证F与r2的反比关系； （2）保持r不变，验证F与q的正比关

35、系。 试验可行性探讨. 困难一：F的测量（在这里F是一个很小的力，不能用弹簧测力计干脆测量，你有什么方法可以实现对F大小的间接测量吗？） 困难二:q的测量（我们现在并不知道精确测定带电小球所带的电量的方法，要探讨F与q的定量关系，你有什么好的想法吗？） （思维启发）有这样一个事实：两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，相互接触后，它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。 这说明白什么？（说明球接触后等分了电荷） （追问）现在，你有什么想法了吗？ 试验详细操作定量验证 试验结论：两个点电荷间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。 得出库仑定律同学们，我们

36、一起用了大约20分钟得到的这个结论，其实在物理学发展史上，数位宏大的科学家用了近30年的时间得到的并以法国物理学家库仑的名字来命名的库仑定律。 启示一:类比猜想的价值 读过牛顿著作的人都可能推想到：凡是表现这种特性的相互作用都应听从平方反比定律。这好像用类比推理的方法就可以得到电荷间作用力的规律。正是这样的类比，让电磁学少走了很多弯路，形成了严密的定量规律。马克吐温曾说“科学真是迷人，依据零星的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么多的收获!”。科学家以广博的学问和深刻的洞察力为基础进行的猜想，才是最具有创建力的思维活动。 然而，英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被折服！” 启示二：

37、试验的精妙 1785年库仑在前人工作的基础上，用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。（库仑扭称试验的介绍：这个试验的设计相当奇妙。把微小力放大为力矩，将干脆测量转换为间接测量，从而得到静电力的作用规律库仑定律。） 讲解库仑定律 1内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 2数学表达式： （说明），叫做静电力常量。 3适用条件：（1）真空中(一般状况下，在空气中也近似适用)； （2）静止的；（3）点电荷。 （强调）库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相像，但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的题目：

38、 达标训练 例题1：(通过定量计算，让学生明确对于微观带电粒子，因为静电力远远大于万有引力，所以我们往往忽视万有引力。) （过渡）两个点电荷的静电力我们会求解了，可假如存在三个电荷呢？ （承前启后）两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所变更。因此，多个点电荷对同一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。 例题2：(多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律，另一方面，也为下一节电场强度的叠加做铺垫。) （拓展说明）库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力，但是任何一个带电体都可以看成是由很多点电荷组成的。所以，假如知道了带电

39、体的电荷分布，就可以依据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。 本堂小结（略） 课外拓展 1.课本第8页的“科学闲逛”栏目，介绍的是静电力的应用。你还能了解更多的应用吗？ 2.万有引力与库仑定律有相像的数学表达式，这好像在预示着自然界的和谐统一。课后请同学查阅资料，了解自然界中的“四种基本相互作用”及统一场理论。 第23页 共23页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页第 23 页 共 23 页