资源简介

《库仑定律》
提出目标：探索电荷间的相互作用力具有什么规律？
探索这个作用力的表达式，怎样探索？
力中推动，动中找力：可以从运动中进行推出这个力的可能表达式。
提出运动原型并联想：电子绕核运动
电子绕核运动→行星绕太阳的运动
类比推理法介绍：
所谓类比，就是由两个对象的某些相同或相似的性质，推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式。
某个A具有a、b、c，另有d；
某个B也具有a、b、c；
所以，B也具有d。
类比推理过程：
电子绕核运动→行星绕太阳的运动：都是匀速圆周运动，运动的相似性可能由于受力的相似性造成
F＝G→F＝G→F＝k
实验验证：
粗略验证：用起电机配合验电羽来定性演示库仑力与距离、电量之间的关系。
精确验证：库仑扭秤实验
库仑定律的理解
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。
真空中→空气中
相互→等大反向
距离r：对于电荷均匀分布的带电球体来说，可以用球心间距来代替“r”进行计算。
点电荷
当两个带电体的间距远大于本身的大小时
，可以把带电体看成点电荷。当r→0时，任意带电体都不能被视为点电荷了。
结合质点概念→抽象→分解→带电体→叠加原理
叠加原理：对于两个以上的点电荷，两个电荷间的作用力不受其他电荷影响．其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。
例题强化理解：
如图所示，两个完全相同的绝缘金属壳a、b的半径为R，
质量为m，两球心之间的距离为L=3R。若使它们带上等量的异种电荷，电荷为q，那么两球之间的万有引力F引
，库仑力F库
（填＜、＞或=）
两个直径为r的带电球，当它们相距100r时的作用力为F，当它们相距为r时作用力为(　　)
A．102F
B．104F
C．10F
D．以上结论都不对
两种力的对比
相同点：都遵循平方反比规律，表达形式也十分相似。可见，自然界尽管是多种多样的，但也具有统一的一面。是不是有这种可能性，这两种力根本就是同一种力。从中，我们可以感受到自然界的和谐统一美，同时，我们还能感受到简洁美，为什么不是2.01次方或者是1.99次方。但如果真是那样的话，整个物理学大厦的根基就要受到动摇，就不美了。真理总是朴素的，越简洁的东西往往越美。看来，库仑定律真酷！
不同点：万有引力与质量有关而静电力与电量有关，万有引力只有引力而库仑力既有引力又有斥力。（放松调侃：牛顿说：“从我的万有引力定律中可以得出结论：任何两个人之间都有吸引力。”库仑说：“错！从我的定律中可以得出结论：男男之间是排斥的，只有男女之间是相互吸引的而且这个吸引力的大小是与电量有关的！”我看见有的男同学在摩擦墙，想干什么？摩擦起电。）
例题1：
微观粒子间的库仑力远大于万有引力，故万有引力可以忽略。
叠加原理的应用
例题2(PPT投影)：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+2×10-6C，求它们受到的库仑力。
例题3：如图所示，在A、B两点分别放置点电荷Q1＝+Q，Q2＝－Q在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝l．如果有一个电荷量为q的点电荷在C点，它所受的库仑力的大小和方向如何？
思想方法总结
由动力关系结合类比法推出库仑定律；
由分解思想抽象出点电荷概念；
由叠加原理计算带电体的受力。
板书设计：
类比推理
电子绕核运动→行星绕太阳的运动
F＝G→F＝G→F＝k
库仑定律的理解
内容：
真空中→空气中
相互→等大反向
距离r：对于电荷均匀分布的带电球体来说，可以用球心间距来代替“r”进行计算。
点电荷
当r→0时，任意带电体都不能被视为点电荷了。
结合质点概念→抽象→分解→带电体→叠加原理
静电力叠加原理
对于两个以上的点电荷，两个电荷间的作用力不受其他电荷影响．其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。
思想方法总结
由动力关系结合类比法推出库仑定律；
由分解思想抽象出点电荷概念；
由叠加原理计算带电体的受力。《库仑定律》
教材分析
1.库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是学习电场强度的基础
不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。
2、展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件
和远大意义。
二
教学目标
（一）知识与技能
1理解库仑定律的含义和表达式，知道静电常量。了解库仑定律的适用条件，学习用库仑定律解决简单的问题。
2．渗透理想化思想，培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的力。
（二）过程与方法
通过认识科学家在了解自然的过程中常用的科学方法，培养学生善用类比方法、理想化方法、实验方法等物理学习方法。（三）情感态度与价值观
通过对库仑定律探究过程的讨论，使学生掌握科学的探究方法，激发学生对科学的热
三、教学重难点
（一）重点
对库仑定律的理解
（二）难点
对库仑定律发现过程的探讨。
四、学情分析
学生在高一已经学习了万有引力的基本知识，为过渡到本节的学习起着铺垫作用，学生已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推理演算能力。能在老师指导下通过观察、思考，发现一些问题和解决问题
五、课前准备
学生准备展示学案上预习的情况，老师准备必要的课件
六、教学方法
比较库仑定律与万有引力定律的异同。
七、课时安排
1课时
八、教学过程
1．教师演示1．1-6的实验。
2．学生注意观察小球偏角的变化以及引起这一变化的原因。
3．通过对实验现象的定性分析得到：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。
4．法国物理学家库仑，用实验研究了电荷间相互作用的电力，这就是库仑定律。
内容：真空中的两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
　　表达式：
，k叫静电力常量，k=9×109
N·m2/C2。
5．介绍点电荷：
①不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷。
②点电荷是一种理想化模型。
③介绍把带电体处理为点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时。
6．任意带电体所受的力可以看作是多个点电荷所受力的合力。
7．库仑定律与万有引力定律（计算下题）
试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子的质量m1=9．10×10-31kg，质子的质量m2=1．67×10-27kg，电子和质子的电荷量都是1．60×10-19C。
分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解。
解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是：
　　

　　（回答“思考与讨论”）可以看出：万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：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很多，因此在研究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，但相比之下非常小，所以可忽略不计。
九、板书设计
1库仑定律
a．内容：真空中的两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
b．表达式：
2．点电荷
a．不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷。
b．点电荷是一种理想化模型。
c．介绍把带电体处理为点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时。
十、教学反思
1为突破重难点应讲清库仑定律及适用条件，说明库仑力符合力的特征，遵守牛顿第三定律。
2为定性演示库仑定律，应使带电小球表面光滑，防止尖端放电，支架应选绝缘性能好的，空气要干燥。
3说清K的单位由公式中各量单位确定，其数值则由实验确定。《库仑定律》
教学目标
（一）知识与技能
1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量．
2．会用库仑定律的公式进行有关的计算．
3．知道库仑扭秤的实验原理．
（二）过程与方法
通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律
（三）情感态度与价值观
培养学生的观察和探索能力
重点：掌握库仑定律
难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算
教具：库仑扭秤(模型或挂图)．
教学过程：（一）复习上课时相关知识
（二）新课教学【板书】----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】：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．使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)．
【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1．距离．2．电量．
2、库仑定律
内容表述：力的大小跟两个点电荷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
公式：
静电力常量k
=
9.0×109N·m2/C2
适用条件：真空中，点电荷——理想化模型
【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略，带电体就可以看作点电荷．严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的．这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念．容易出现的错误是：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纠正．
（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解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下．
扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律．用矢量求和法求合力．
利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷．
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．
【板书】：3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑）
【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧．
实验技巧：（1）．小量放大．（2）．电量的确定．
【例题1】：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．
分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．
解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是

可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：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很多，因此在研究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，但相比之下非常小，所以可忽略不计．
【例题2】：详见课本P9
【小结】对本节内容做简要的小结
（三）巩固练习
复习本节课文及阅读科学漫步
引导学生完成问题与练习，练习1、2、4，作业3、5。
说明：
1．点电荷是一种理想化的物理模型，这一点应该使学生有明确的认识．
2．通过本书的例题，应该使学生明确地知道，在研究微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽略万有引力不计．
3．在用库仑定律进行计算时，要用电荷量的绝对值代入公式进行计算，然后根据是同种电荷，还是异种电荷来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力．
4．库仑扭秤的实验原理是选学内容，但考虑到库仑定律是基本物理定律，库仑扭秤的实验对检验库仑定律具有重要意义，所以希望教师介绍给学生，可利用模型或挂图来介绍．

展开更多......

收起↑