人教新课标1库伦定律教学设计

库伦定律

库仑定律（一）知识与技能1、掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念2、理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量3、会用库仑定律的公式进行有关的计算（二）过程与方法通过观察演示实验，概括出两种电荷间的作用规律。培养学生观察、概括能力。（三）情感、态度与价值观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。教学重点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。教学难点库仑定律的实际应用教学方法

实验归纳法、讲授法教学用具：有绝缘支架的小球、细线、小球、验电器，多媒体辅助教学设备教学过程（一）引入新课教师：上节课我们学习了电荷及电荷守恒定律，了解了物质内部的微观结构，掌握了物体带电的实质。通过静电感应现象知道电荷间存在相互作用力。那么电荷间相互作用力的大小跟什么有关，存在怎样的规律？这节课我们就来深入学习这方面的知识。（二）进行新课1、演示实验演示：用与丝绸摩擦过的有机玻璃棒反复多次使球带正电，再用丝线将小球悬于铁架台上，使较大的球靠近，小球放在不同位置。如图所示。［现象］位置不同，偏角不同，且距离越近，偏角越大。［学生得］偏角越大，说明小球所受电力越大，即两球距离越大，电力越大。［演示］将较大球放在同一位置，增大或减小其所带电量。［现象］带电量越大，偏角越大。［学生得］带电量越大，电力越大。师生总结，得出结论：与电荷间相互作用力有关的因素：a.两电荷间距离：距离越近，电荷间相互作用力越大。b.两电荷电荷量：电荷量越大，电荷间相互作用力越大。过渡：早在我国东汉时期已经掌握了电荷间相互作用的定性规律，定量讨论电荷间相互作用，则是两千年之后的法国物理学家库仑。库仑做了大量实验，于1785年得出了库仑定律。2、库仑定律投影：库仑定律：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。电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力。教师活动：引导学生阅读教材第7页第二段，思考并回答以下问题：（1）库仑定律中的“点电荷”应该怎样理解？是不是带电体的体积足够小，就可以看成点电荷？（2）在你学过的物理概念中，哪一个概念与“点电荷”类似？学生活动：阅读教材，思考并回答问题（1）点电荷：当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时，带电体可视为点电荷。并不是带电体的体积足够小，就可以看成点电荷。（2）点电荷，是一种理想模型。与前面学过的“质点”的概念类似。点评：通过学生思考、讨论，理解“点电荷”的物理含义，加深对概念和规律的理解是非常重要的。为进一步应用库仑定律解决实际问题打下基础。3、库仑的实验教师活动：指导学生阅读教材相关内容，让学生了解库仑的实验过程，体会实验构思的巧妙，实验器材（库仑扭秤，多媒体展示）的设计，规律的推导过程等。点评：通过学生阅读教材，培养学生热爱科学，崇尚科学的良好品质。阅读提纲：（1）库仑扭秤的结构是怎样的？库仑是怎样研究电荷间作用力大小的？（2）写出库仑定律的数学表达式，并指明公式中各符号的意义。（3）库仑定律的适用条件是什么？静电力常量的数值是多少？（4）库仑定律的公式与我们前面学的那一个定律的公式相似？学生活动：阅读教材，思考并回答问题。师生一起总结：大小：方向：同性相斥，异性相吸

（1）库仑定律的公式式中，F、Q1、Q2、r均取国际单位，由实验测得：k=×109N·m2/C2。（2）适用条件：a.真空

b.静止的点电荷教师指出：通常在干燥的空气中也适用。教师强调：应用库仑定律解题时应注意（投影出示）a.先看所给题中是否满足真空（或干燥空气）中点电荷的适用条件.b.大小：F=k

，Q1、Q2仅带电荷量的绝对值，各物理量均取国际制单位。方向：同性相斥，异性相吸。［例题1］试比较氢原子中电子和质子间的静电引力和万有引力的大小。已知电子的质量m1=×10-31kg，质子的质量m2=×10-27

kg，电子和质子的电荷量都是×10-19C，电子与质子间的最短距离为×10-11m。解：电子和质子的静电力F1和万有引力F2分别是F1=k

，F2=G∴［指出］从例题中看出，电子和质子的静电引力F1是它们间万有引力F2的×1039倍.正因如此，以后在研究带电微粒间相互作用时，经常忽略万有引力.库仑定律和万有引力定律都遵从二次平方反比规律，人们至今还不能说明它们的这种相似性，物理学家还在继续研究.希望大家能学有所成，以后在这方面的研究有所突破.［引导学生分析］如何求出带电体间的静电力的大小和方向？库仑定律是电磁学的基本定律之一。任一带电体均可看成由许多点电荷组成，如果清楚带电体的电荷分布，依据库仑定律和平行四边形定则即可求得。［例题2］真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-6C，求他们所受的库仑力。解：如图所示，每个点电荷都受到其他两个点电荷的斥力，只求出其中一个点电荷受的库仑力即可。以q3为研究对象，共受到F1和F2的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离r都相同。N根据平行四边形定则，合力N（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究☆关于库仑定律的综合应用【例】真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B（A、B均可看作点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F。用一个不带电的同样的金属小球C先和A接触，再与B接触，然后移去C，则A、B球间的静电力应为多大？若再使A、B间距增大一倍，则它们的静电力又为多大？解析：设A、B两球的电量分别为q、－q，相距r，那么，是引力。用球C接触球A后，A、C带电均为q/2；再用球C与球B接触后，电荷又重新平均分配。移去球C，A、B间的静电力为仍为引力.再把A、B间距从r增大到2r，说明：在本题中，若球C继续与A接触又与B接触，同学们可以发现，接触次数越多，A、B所带电量越少，最终A、B、C三个小球带电都趋于零.一般地，两相同的金属小球分别带电q1、q2，利用第三个相同的金属小球来回与它们接触无限多次后，三个小球所带电量趋于相等，即q1′＝q2′＝q3′＝（q1＋q2）/3．★巩固练习1.两个相同的均匀带电小球，分别带Q1=1C，Q2=－2C，在真空中相距r且静止，相互作用的静电力为F。（1）今将Q1、Q2、r都加倍，问作用力变化？（2）只改变两电荷的电性，作用力如何？（3）只将r增大两倍，作用力如何？（4）将两个球接触一下后，仍放回原处，作用力如何？（5）接（4）题，为使两球接触后，静电力的大小不变，应如何放置两球？答：（1）作用力不变。（2）作用力不变。（3）作用力变为F/9，方向不变。（4）静电力的大小变为F/8，方向由原来的相吸变为相斥。（5）将两带电体间的距离变为r/。2.两个相同的金属小球，一个带电Q1=×10-11C，另一个带电Q2=－×10-11C。（1）两球相距50cm时，它们之间的静电力？（2）把两球接触，分开后使它们仍相距50cm，它们之间的静电力？解：（1）两球相距50cm时静电力大小：N=×10－11N两球带异种电荷而相吸。（2）两球接触后，部分电荷中和，净电荷为－×10－11C，因两球相同，分开后各带－×10－11C的电荷量，故它们之间的静电力大小：N=×10－12N两球带同种电荷而相斥.★课余作业1、课下