库仑定律教学设计

1、库仑定律教学设计一、基本说明1本教学设计人员基本信息：2、教学内容：(1) 所属章节：第一章第二节(2) 教学时间：45分钟二、教学设计：一、 教学目标：1、知识目标：知道点电荷的概念；理解库仑定律；会计算真空中两个点电荷之间的静电力， 初步了解人类对电荷间相互作用的探究过程。2、能力目标：通过实验培养学生的实验、观察、分析和总结能力；通过对实验方案的制定 与操作，加深对研究物理问题的一些常用方法：如控制变量法、放大法、测量变换法等 实验方法的理解。3、情感目标：通过对库仑定律建立的回顾，以及相关物理史实的介绍，培养学生的科学素 养，培养学生科学探究的态度。二:教材分析：1、教材内容分析：本节

2、内容的核心是库仑定律，它是静电学的第一个实验定律，是学习 电场强度的基础，本节的教学内容主线有两条，第一条是知识层面上的，掌握真空中 两个点电荷之间的相互作用力即库仑定律；第二条是方法层面上的，即如何研究多个 变量之间关系的方法，以及如何测量一些不易测量的物理量，这些都是研究物理问题 的基本方法。2、教学重点：一是学生会用库仑定律计算真空中两个点电荷之间的静电力。二是让学生 初步掌握一些研究物理问题的基本方法。3、教学难点：静电实验的操作和对实验现象有分析归纳。4、教材的处理：本节教学内容可以分为两部分，第一部分为库仑定律的建立和库仑定律 的简单应用，侧重点为体会研究物理问题的一般方法和物理规

3、律的建立过程。第二部 分为加深对库仑定律的理解与应用。对点电荷的理解，可以放在前面进行分析讨论， 而不放在讲完库仑定律之后再引入点电荷。本课的难点是定性实验是否成功。对实验装置稍作一点改进：可以在铁架台上用夹子竖直安装一个量角器， 在量角器的中心钻一个小孔，在小孔中安装一个红色的长指针，并将悬挂小球的细线穿过其小孔，细线前后摆过的角度显示就比较明显。三、学情分析：上一节学生已经学习了电荷及守恒定律，知道了使物体起电的几种方法，并且在使物体起电的过程中，系统的电荷是守恒的。 同时，学生在初中也明确知道电荷之间是有相互作用 的，遵循“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”。所以，教师提出“我们今天来

4、研究电荷之间的相互作用力如何计算？”这一问题，对于这节课的引入是很容易的，也是学生迫切想知道的。但是，这节课中对于研究电荷之间的相互作用力的分析与研究方法，对于学生来讲是很重要的，在必修中我们学习了万有引力定律，也接触过卡文迪许扭秤实验的设计，只要引导学生去思考，学生也会联想到库仑扭秤的设计思想与原理。四、教学设计思路：教学环节教师活动学生活动对学生学 习过程的观察及设 计意图知识回顾提冋1、使物体起电的方法有哪些？其起电的本质过程怎样？有什么规律？提冋2、有二个完全一样的金属球， A球的带 电量为q, B、C均不带电。现要使 B球带的 电荷量为3q，应该怎么办？8提问3:力学中“质点”的含意

5、是什么？任何 带电体都有大小和形状，所带电量都不会是 集中在一点上的，你认为在什么情况下，我 们可以认为带电物体的电荷量集中在一点？学生思考讨论并回 答，教师对于学生 表述不完整的地方 进行补充。加深对起 电方法的 理解。加 深对物理 问题中理 想模型的 建立与理 解引入新课问题：初中讲电荷之间存在“同种电荷相互 排斥，异种电荷相互吸引”，那么电荷之间的 相互作用力会遵循什么样的规律？学生思考开门见 山，将学 生的注意 力引到本 课的内容 上。提出猜想提问：任何两个物体之间存在相互作用的引 力，它们的大小与什么因素有关？电荷之间 的相互作用力是否也有类似的规律？学生思考：学生根 据万有引力定律

6、会 类比的联想到电荷 之间的相互作用力 会不会与万有引力 有相似的形式。引发联想实验定性 探究演示实验：探究影响电荷间相互作用力的因 素【教材1.2 1】。【视频】电荷间的相互作用力与电荷电量大 小及它们之间距离的关系启发思考的步骤：1、如何求出点电荷之间的相互作用力？2、保持点电荷之间的距离不变，而改变两点 电荷的电量大小，分析点电荷之间的作用力 大小变化。3、保持两点电荷之间的电量大小不变，而改 变两点电荷之间的距离，分析点电荷之间的 作用力大小变化。学生观察、讨论、 分析。分析带电小 球受几个力的作 用，带电小球之间 的相互作用力是如 何求出的，从作用力表达式 F=mgta n a中，分

7、析根据偏 转角的大小确定力的大小。控制变 量、将变 量放大、 将测理的 物理量转 移测量。实验定性 结论定性结论：电荷之间的作用力随着电荷量的 增大而增大，随着距离的增大而减小。问：能不能就此说明两电荷之间的静电力与 万有引力相似的规律？学生会提出问题， 这只能说明两电荷 之间的作用力的定 性关系，但还足以 说明作用力的大小 与电荷电量乘积成 正比，与它们距离 的平方成反比。培养学生 严谨的分 析态度实验定量 研究【视频】库仑扭秤实验1、介绍库仑扭秤装置2、介绍库仑扭秤原理3、思考如何制订实验方案通过观察与对原理 的理解，制订出实 验的方案。主要是 通过学生之间的相 互讨论，制订出如 何控制变

8、量，得出 相关的规律学习科学 家的严谨 的思维方 式和科学 的思维方 法与实验 技巧库仑定律（Coulomb law）:真空中两个静止理解库仑定律的表的点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷述，通过计算：假量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成如两个电荷相距为反比，作用力的方向在它们的连线上。电荷1m,它们所带的电理解库仑间的这种相互作用力叫做静电力荷量均为1C,则它定律的内 容，明确(electrostatic force)或 库仑力.们之间的库仑力将q q是多少，从而体验结论数学表达式：F = k打2r式中k为比例常数，叫做静电力恒量。在国 际单位制中，电荷量的单位用库仑（符号表 示C），力

9、的单位用牛顿（N），距离的单位用 米（m）,上述公式中各物理量的单位均已确 定，所以k值用实验方法测出，结果是：电荷之间 的相互作 用力与万 有引力的 性质不 同。理解k1C的电荷量是多 么大。学生讨论：库仑定 律与万有引力定律 尽管形式上相似，但是它们有什么区 另脾（一是性质不值的物理k =9.0 x109N.m2/C2同，二是在微观粒 子的相互作用中， 库仑力比万有引力 要强得多）意义。【例1】、已知氢核（质子）的质量是 1.67X 10 kg，电子的质量疋9.1 x 10 kg，在氢原 子内匕们之间的取短距离为 5.3X 10 m,试 比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万微观粒子有引力

10、。间的万有解:氢核与电子所带的电量都是1.6x 10-19c。学生计算，并思考引力远小 于库仑卩广=k 厂库傀2力，因此r万有引力与库仑力知识巩固1在研究微(9109(1.10 9(1.1049)n的比值为什么这样观带电粒(9.0兀 10 ) x11 2N小,这可以说明什(5.3勺0 )2子的相互= 8.2F0$N么问题？作用时，F Gmm2卜引G2r可以把万有引力忽-27.40略。斗1(1.67"0)汇(9.1"0).(6.7"0)尤“牛门1(5.10 )2= 3.6"0'7N邑=2.3灯039F引【例2】、真空中有三个点电荷，它们固定在 边长

11、为50cm的等边三角形的三个顶点上，每 个点电何的电里都是+ 2 X 10-6c，求它qi.们各自受到的库仑'i力。/S F2解：按题意作图。每S个点电荷都受到其乩一”一生卩加深对力 的独立作 用原理的 理解，加 深对力的 合成的理 解。知识巩固2匕两个点电荷的斥力，情况相冋，只要求出一个点电何的所受 的力即可。q3受到Fi和F2的作用，qi= q2= q3=q，相互 作用的距离都是r,所以：2Fi = F2 = k 盲r9.0汇109 "2 W6）2=4 N =0.144N0.5根据平等四边形定则，合力是F =28530° = 0.25N合力的方向沿 qi与q2连

12、线的垂直平分线向 外。学生讨论如何计 算。通过讨论得出 分析的方法。延伸思考题：带电小球A和B的带电量分别为+ Q和 + 4Q,它们相距为1.5m，如果引入另一个带 电小球C,恰好使三个小球均处于静止状态， 问：1、C球所带的电量应与 A和B是同号 不是反号？ （ C带负电）2、C球应放在何处？（在AB两球的连 线上，距A球1m，距B球0.5m）3、C球所带的电荷量为多少？4（qc=：Q）9本题可以作为课后 讨论的练习，学生 课后完成。学习能力较强的学 生可能还会想到如 果A、B两球分别 带上正、负电荷， 则C球应带什么 电，放在什么位置 上，从而找出一般 性的规律。有利于进 一步提高 分析能 力，也给 不同层次 的学生留 下思考的 余地。课堂小结总结本堂课所学的知识内容及研究方法。知识方面：1、点电荷是理想模型.2、库仑定律的应用：（1）适用条件：真空中两个点电荷（2）用公式计算两个点电荷之间的作用力的大小，再根据同性相斥