2022年人教版选修11第一章第1节电荷库仑定律教案2课时

1、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明白静电现象及其产生缘由；知道原子结构 3知道什么是元电荷,把握电荷守恒定律4把握库仑定律,要求知道知道点电荷模型,知道静电力常量,会用库仑定律 的公式进行有关的运算（二）过程与方法 2、通过对原子核式结构的学习使同学明确摩擦起电和感应起电不是制造了电荷,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、类比质点懂得点电荷,通过试验探究库仑定律并能敏捷运用（三）情感态度与价值观 通过对本节的学习培育同学从微观的角度熟悉物体带电的本质,熟悉抱负化是研 究自然科学常用的方法

2、,培育科学素养,熟悉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 库 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,仑定律的懂得与应用；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：多媒体展现：闪电撕裂天空,雷霆震动着大地；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, 到熟悉闪电本质, 经受了漫长的岁月,一些人仍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

3、雷电下九天” 这一节,明白我们人类对闪电的讨论历史,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 对罪责的惩处, 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动,相互摩擦, 云层就会积聚电荷,当电荷积存到肯定程度,瞬时发生大规模的放电,就产生了雷电）物体带 电是怎么回事？电荷有哪些

4、特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类应当 怎样利用这些规律？这些问题正是本章要探究并做出解答的；师：本节课我们重点讨论明白几种静电现象及其产生缘由,电荷守恒定律（二）新课教学 复习中学学问：师：依据中学自然的学习,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？让同学分析两次试验 现象的异同；并分析缘由；老师总结：摩擦过的物体性质有了变化,带电了或者说带了电荷；带电后,能吸

5、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；人类从很早就熟悉了摩擦起电的现象,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；后来人们熟悉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

6、,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”验电器与静电计为了判定物体是否带电以及所带电荷的种类和多少,从18 世纪起,人们常常使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）；如 果把金属箔换成指针,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直接接触时,看到的现象？1、摩擦起电金属箔片才开头张开？说明摩擦起电的缘由： 不同物质的原子核束缚电子的才能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

7、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带正电 问：摩擦起电有没有制造了电荷？得到电子：带负电；失去电子：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：很多物质都会由于摩擦而带电, 是否仍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,都在自己的平稳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

8、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 金属箔有什么变化？试验现象：可以看到 A,B 上的金属箔都张开了,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 叫做感应起电（3）提出问题：静电感应的缘由？（2）利用静电感应使物体带电,带领同学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

9、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,金属箔又有什么变化？就会闭合试验现象： A 和 B 上的金属箔假如先把 A 和 B 分开,然后移开 C,金属箔又有什么变化？试验现象：可以看到金属箔仍张开,说明A 和 B 仍带有电荷；假如再让 A 和 B 接触,金属箔又有什么变化？试验现象： 金属箔就会闭合, 说明他们就不再带电 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：感应起电有没有制造了电荷？生：没有；感应起电而是使物体中的正负电荷分开,到另一部分；感应起电也不是制造了电荷；是电荷从物体的一部分转移师：无论是哪种起电方式,其本质都

10、是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是制造电荷 .得出电荷守恒定律三、电荷守恒定律：电荷既不能制造,也不能毁灭,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 =1.60 1019C留意：迄今为止,发觉全部带电体的电荷量或者等于 就是说,电荷量是不能连续变化的物理量；（三）小结 对本节内容做简要的小结 巩固练习e,或者等于 e

11、 的整数倍；1、关于元电荷的懂得,以下说法正确选项（）A元电荷就是电子 量数值相等的电量C元电荷就是质子 荷的整数倍B元电荷是表示跟电子所带电D物体所带的电量只能是元电2、16 C 电量等于 _元电荷3、关于点电荷的说法,正确选项（）A只有体积很小的带电体才能看成点电荷 不能看成点电荷B体积很大的带电体肯定C当两个带电体的大小及外形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 =1.60 1019C；强调是一个电荷量,不是一个电荷；

12、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：通过中学的学习,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？生： 师：我们这节课就来讨论这个问题；（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

13、 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；观看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,观看试验发觉,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,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； 这模糊使我们猜想： 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

14、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讨论者的留意,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）FQ,F1启示与设问：18 世纪法国物理学家库仑也讨论了这个问题,他的猜想是r2库仑在前人讨论的基础上,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

15、, 用试验讨论了电荷之间的作用力,了以下的规律：证明了这个推测, 并提出库仑定律：（库仑在前人工作的基础上通过试验讨论确认）（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：Fkq1 q2适用条件：真空中,点电荷理r2静电力常量k = 9.0 109N m2/C2 想化模型（3）电荷间这种相互作用叫做静电力或库仑力【介绍】（ 1）关于“ 点电荷” ,应让同学懂得这是相对而言的,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抱负模型, 实

16、际上是不存在的 这里可以引导同学回忆力学中的质 点的概念 简洁显现的错误是： 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同学多作说明,只能简洁地指出：为了排除其他介质的影响,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就表述的都是力, 这是 可以看出, 万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相像,相同之处； 它们的实质区分是： 第一万有引力公式运算出的力只能是相互吸引的力,绝没有相排斥的力其次,由运算结果看出,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, 因此在讨论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 作用力的大小可为： A、B 间距离变为 2r ,那么 A、B间的A3F/64 B0 C3F/82