探究静电力 教案

1 / 7 探究静电力 教案 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址探究静电力教案 一、教学目标 知识目标 1、理解点电荷的概念； 2、通过对演示实验的观察和思考，概括出两个点电荷之间的作用规律； 3、掌握库仑定律的内容及其应用； 能力目标 1、通过对演示实验的观察概括出两种电荷之间的作用规律，培养学生观察、总结的能力； 2、，通过点电荷模型的建立，了解理想模型方法 情感目标 了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程，培养学生对科学的好奇心，体验探索自然规律的艰辛和喜悦渗透 物理学方法的教育，运用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型 点电荷，研究真空中静止点电荷间互相作用力问题 库仑定律。 二、学法引导 1、用演示复习法引入，注意对比 2 / 7 2、认真观察现象，理解各步的目的 3、掌握解题的思维和方法，而不要一味的强调公式的记忆。 三、重点、难点 1、重点：使学生掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定 库仑定律。 2、难点：真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律，是难点。 四、课时安排： 1 课时 五、教具学具准备 1演示两种电荷间相互作用：有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒（ 2 支） 2定性演示相关物理量间关系：铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。 六、师生互动活动设计：本节中实验较多，要做好静电实验。师生要多交流、讨论，要留够思考时间。 七、教学步骤 （一）点电荷 对比：牛顿在研究物体运动时引入质点 库仑在研究电荷间的作用时引入了点电荷，这是人类思维方法的一大进步。 什么是点电荷：简而言之，带电的质点就是点电荷。点电荷3 / 7 的电量、位置可以准确地确定下来。 正像质点是理想的模型一样，点电荷也是理想化模型。真正的点电荷是不存在的，但是，如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致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，这样的带电体就可以看成点电荷。均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心，带电量与该球相同的点电荷。 理想模型方法是物理学常用的研究方法。当研究对象受多个因素影响时，在一定条件下人们可以抓住主要因素，忽略次要因素，将研究对象抽象为理想模型，这样可以使问题的处理大为简化。 讨论与交流 一个带电体在什么情况下可以看成点电荷？与研 究问题所要求的精确度有无关系？ （二）库仑定律 1、方法：变量控制法 2、实验介绍与演示（课本第 6 页） 观察与思考 1）研究相互作用力 F 与距离 r 的关系 使 A、 B、 c 带同种电荷，且 B、 c 的电荷量相等，观察 B、 c偏角，思考 r 增大时， F 的大小如何变化，并记下你的结论。 2）研究相互作用力 F 与电荷量的关系 使 A、 B 带同种电荷，观察 B 的偏角，设 B 原来的电荷量为4 / 7 Q，使不带电的 c、与 B 接触一下即分开，这时 B、 c 就各带q/2的电荷量。保持 A、 B 的距离不变，观察 B 的偏角，思考当 B 球带的电荷量减少时， F 的大小如 何变化？ 3）综合以上两种情况，你的结论是什么？ 3、库仑定律内容：在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。 库仑定律公式表示：若两个点电荷 q1， q2 静止于真空中，距离为 r，则 q1 受到 q2的作用力 F12为 式中 F12、 q1、 q2、 r 诸量单位都已确定，分别为牛（ N）、库（ c）、 9109Nm2 c2 4、 q2受到 q1的作用力 F21与 F12 互为作用力与反作用力，它们大小相等，方向相反，统称静电力，又叫库仑力。 介绍库仑扭称实验。 补充：若点电荷不是静止的，而是存在相对运动，那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外，还存在相互作用的磁场力。关于磁场力的知识，今后将会学到。 （三）库仑定律的应用 【例 1】两个点电荷 q1=1c、 q2=1c 相距 r=1m，且静止于真5 / 7 空中，求它们间的相互作用力。 这时 F 在数值上与 k 相等，这就是 k 的物理意义： k 在数值上等于两个 1c的点电荷在真空中相距 1m时的相互作用力。 【例 2】真空中有 A、 B 两个点电荷，相 距 10cm， B 的带电量是 A 的 5 倍。如果 A 电荷受到的静电力是 10 4N，那么 B电荷受到的静电力应是下列答案中的哪一个？ A 510 4NB 10 4N c 10 4ND 10 4N 解：根据牛三定律，应选 c。 【例 3】两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量 q1=2c正电荷， q2=4c 负电荷，在真空中相距为 r 且静止，相互作用的静电力为 F。 （ 1）今将 q1、 q2、 r 都加倍，相互作用力如何变？ （ 2）只改变两电荷电性，相互作用力如何变？ （ 3）只将 r 增大 4 倍，相互作用力如何变？ （ 4）将两个小 球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？ （ 5）接上题，为使接触后，静电力大小不变应如何放置两球？ 答（ 1）作用力不变。 （ 2）作用力不变。 6 / 7 （ 3）作用力变为 F 25，方向不变。 （ 4）作用力大小变为 F 8，方向由原来的吸引变为推斥（接触后电量先中和，后多余电量等分）。 【例 4】两个正电荷 q1与 q2电量都是 3c，静止于真空中，相距 r=2m。 （ 1）在它们的连线 AB的中点 o 放入正电荷 Q，求 Q 受的静电力。 （ 2）在 o 点放入负电荷 Q，求 Q 受的静电力。 （ 3）在连线上 A 点的左侧 c 点放上负点 电荷 q3， q3=1c 且Ac=1m，求 q3所受静电力。 解当一个点电荷受到几个点电荷的静电力作用时，可用力的独立性原理求解，即用库仑定律计算每一个电荷的作用力，就像其他电荷不存在一样，再求各力的矢量和。 （ 1）（ 2）题电荷 Q 受力为零。 （ 3） q3受引力 F31与引力 F32，方向均向右，合力为： 课堂小结 （ 1）电荷间