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高中物理选修3-1教学设计
课题 库仑定律 单元 静电场 学科 物理 年级 高二
学习目标 (1)掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并知道库仑定律的适用条件.
(2)运用库仑定律进行有关的计算.
(3)渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力.(4)渗透控制变量的科学研究方法.
重点 库仑定律及适用条件
难点
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 【问题引入】
提问：电荷间有相互作用：同号电荷相互排斥异号电荷相互吸引.那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢？导入本节新课. 学生通考，可能会得出与电荷的带电量、电荷间的距离等因素有关。
讲授新课（二）库仑
定律 实验演示：探究影响电荷间相互作用力的因素
提示：悬挂的小球受重力、拉力和电荷间相互作用力，悬线与竖直方向的夹角为a，则电荷间作用力F=mgtan a.偏角α越大，这表明电荷间作用力越大.
A
演示一：让带电物体A靠近悬挂在丝线上的带正电小球，观察在不同距离时小球的偏转角度.
演示二：使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，观察小球的偏角的变化关系.
结论：电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大，随距离的增大而减小.请同学阅读教材第6页，学习“库仑定律”的内容.)
1.库仑定律的内容：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.
教师提问：请同学们仔细阅读定律内容，并考虑：库仑定律是否有使用条件？
2.库仑定律的使用条件：①真空中；②两个点电荷之间相互作用.
教师提问：请同学们思考什么是点电荷？它有什么特点？
教师提示：可以从距离和形状及电荷分布等方面考虑.
3.点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大很多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看作带电的点，叫做点电荷.教师及时和质点类比教学，强化学生理解.
提问：我们在力学中学过质点的概念，请同学们回忆质点的特点是什么？点电荷和质点有没有相似之处？［巩固练习］
关于点电荷的概念，下列说法正确的是（）
A.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的 影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷
B、只有体积很小的带电体才能看作点电荷
C.体积很大的带电体一定不能看作点电荷
D.对于任何带电球体，总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷 学生观察实验，总结实验现象，得出结论：电荷之间的作用力随电荷的增大而增大，随距离的增大而减小..学生交流答案。 先从受力分析入手，将力的大小转化成易于观察的偏角的大小。先由库仑定律内容引出库仑定律的使用条件，借助质点的概念理解点电荷的概念，让学生更容易接受新知.通过练习培养学生的自主学习能力，通过学习“点电荷”
培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力.
（三）库仑
的实验 1、结构简介
如图A是带电小球，B是不带电的小球，B与A
M的重力平衡、另一带电小球C靠近A时，A与C的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度比较力的大小.
2、研究方法-—控制变量法
(1)控制电荷量Q不变，验证静电力F与r’关系；
(2)控制带电小球之间的距离r不变，验证静电力F和电荷量Q的关系.
3.思想方法
(1)小量放大思想；
(2)电荷均分原理.
提问：库仑的那个年代还不能测量物体所带的电荷量，他是怎样解决这个问题的？
4、.库仑定律的表达式：_____，其中k是_，叫做_，
k的数值为___.【深化探究】
教师提问：(1)根据公式F=k中 推导出当r-0时F-oo，你认为正确吗？
(2)均匀的带电金属球，不论距离远近都可以看作点电荷吗
教师总结：(1)点电荷是一种理想化的模型，实际上并不存在.
(2)只有带电体间距远大于其自身的大小时，才能被看作点电荷，因此不存在r→0的时候，当然也就不存在F→go.
(3)金属球内有自由电荷，在其他带电体的作用下电荷会重新分布，当金属球自身大小与其间距相比不可忽略的时候，就不会是均匀的带电体，也就不能被看作点电荷.
【例题1】氢原子核(即质子)的质量是1.67×10-ēng，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-1m.试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力.
【例题2】真空中有三个点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-4C，求它们各自所受的库仑力. 学生，阅读教
材，了解库仑
实验的结构
和实验过程学习控制变量法和小量放大的思想.学生结论明显不成立，但怎么说明白是比较困难的.学生交流回答.画图解题，体会力的合成的方法.。 通过学习“库仑的实验”，帮助学生了解库仑定律表达式的得出过程，体会控制变量的科学研究方法。
课堂小结 回顾本节“你学到了什么？” 个学习小组讨论总结，指定
一个小组展示
课后作业 教材问题与练习1~5. 学生课后自主完成
板书 2、库仑定律
一、库仑定律1、内容：真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电荷量的乘积成正比，跟它们之距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上2.库仑定律表达式：
3.库仑定律的使用条件：真空中两个点电荷之间相互作用4.点电荷：一种理想模型.当带电体的大小比起相互作用的距离小很多时，带电体可视为电荷二、库仑的实验
1.实验方法：控制变量法
2.实验思想：(1)小量放大(2)电荷均分
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