库仑定律的教学设计与反思

1、库仑定律的教学设计与思考关岭人叶鸿彦教材分析：本单元教材的核心是库仑定律，它不仅是电荷相互作用的基本定律，也是研究电场强度的基础。因此，在本单元的教学中，不仅要求学生定性地了解电荷之间的相互作用，还要求学生通过库仑定律的教学，定量地了解电荷之间的相互作用，并运用库仑定律解决问题。教学目标(a)知识目标：1.知道在什么情况下被指控的机构可以被视为点指控；2.理解电荷的相互作用，应用库仑定律解决一些简单的实际问题；3.知道基本电荷是通过实验得到的最小电量，基本电荷e=1.6010-19c。(二)目标能力：1.使学生获得处理信息、思考和解决问题的方法和能力；2.使学生获得将书本知识应用于现实生活的能

2、力。(三)德育目标：1.引入辩证唯物主义观点，即元电荷适当展开，穿透物质无限可分；2.通过小组合作学习培养学生的合作精神；3.通过开发模拟实验室，培养学生的科学观察意识和时间能力。主要困难：关注库仑定律的内容。库仑定律的应用。教学过程：老师的问题：自然界中存在什么样的电荷？我们已经在初中学习了摩擦起电。用丝摩擦的玻璃棒会带来什么样的电？橡胶棒摩擦毛皮会产生什么样的电？学生回答：有两种电荷，玻璃棒带正电，橡胶棒带负电。老师的问题：如何通电？学生回答：摩擦起电，接触起电。教师用验电器演示和验证摩擦起电和接触起电。教师通过实验演示感应带电，并验证一端带正电，另一端带负电。(感应带电后，用带正电的玻璃

3、棒靠近两端的带，带的一端被玻璃棒吸引，另一端被排斥，表明感应带电后铜壳的一端带正电，另一端带负电)老师的问题：摩擦起电、接触起电和感应起电的微观机制是一样的吗？电气化的本质是什么？学生回答：一样，是电荷转移和得失。老师提出了电荷守恒定律，简要介绍了密立根油滴实验，并提出了元电荷的概念。老师的问题：这是一个用铝箔包裹的不带电荷的球。现在挂起来。请猜一猜，当我们用橡胶棒摩擦毛皮接近球时会发生什么。学生回答：球被吸引，球被拒绝，先被吸引，然后被拒绝.老师：每个人的猜测都是对的吗？让我们用实验来测试它。(做实验)老师的问题：为什么会这样？学生回答：带电物体会吸引光和小物体，球和棒碰撞后，同种电荷会相互

4、排斥。老师的问题：让我们让学生猜一猜：什么因素与电荷之间的相互作用有关？前后，四个学生一起讨论。学生回答：F与q1、q2、R等因素有关。老师：每个人的猜测都是对的吗？让我们用实验来测试它。(做实验)老师的问题：当橡胶棒逐渐靠近球时，你看到了什么？这说明了什么问题？为什么你说当球偏转时，电荷之间的力发生了变化？学生回答：在这里，我们需要分析带电球的力。当球平衡时，f=mg.tan，因此夹角越大，作用力越大。实验：(1)当q1和q2不变时，r减小，增大，f增大。(2)当(2)q1和R不变时，q2减小，减小，F减小。老师：现在我们知道F与R、q1和q2有关，但这只是定性的。那么，F和q1，q2和R之

5、间有定量关系吗？让我们详细研究一下这个问题。老师的问题：在研究它们之间的关系时，我们可以采用什么样的研究方法？研究f和三个变量q1，q2和r之间的关系更好吗？还是假设三个变量中的两个不变更好，研究关系b老师：这种研究问题的方法叫做控制变量法，是我们科学研究中非常重要的一种研究方法。现在我们可以分成三个案例来研究F和三个变量之间的关系。老师的问题：让我们猜一下在这三种情况下F和q1，q2和R之间的关系。把学生的猜测写在黑板上老师的问题：每个人都能大胆猜测是好事！我们接下来要做的是设计实验来验证这个猜想。那么，刚才的演示装置能证实这个猜想吗？老师的问题：如何测量力f？(见夹角)如何测量两个带电体之

6、间的距离r？(带刻度)老师的问题：如何测量两个带电体的电量q1和q2？(如果学生说使用检流计，指出检流计的偏转需要电荷流过检流计，球上的功率太小可能不会使指针偏转，即使它偏转，球上的功率也会立即为零。(老师的问题：我可以用验电器吗？不行。原因如下：(1)带电体的电量太小，无法偏转验电器的指针；(2)即使它能偏转，带电球的电荷也会改变。老师的问题：我该怎么办？老师：在这里我们可以看到测量带电体的电量真的很困难。事实上，200多年前，法国物理学家库仑用一种简单的方法巧妙地解决了这个难题。为了改变带电球的电荷，他将带电球与相同但不带电的球碰撞。因为两个球完全相同，所以它们的电荷必须相等，这样带电球的

7、电荷可以减少到原来的1/2，然后带电球的电荷可以减少到1/4，1/8，等等。老师的问题：那么，我们现有的实验装置能很好地验证F、q1、q2和R之间的定量关系吗？为什么？学生回答说：不，不可能知道橡胶棒携带多少电。老师：是的。橡胶棒和球之间的力是复杂的，我们在研究这个问题时总是从最简单的研究开始。老师的问题：如何改进实验装置？学生回答说：用一个小球代替橡胶棒。老师：刚才每个人都有一个好主意。现在，老师介绍一个更好的实验装置。刚才的实验原理和实验装置与我们经过讨论完善的设计(库仑扭秤)相似。然后通过扭转平衡装置启发和引导学生探索F、q1、q2和R之间的定量关系。库仑定律：真空中两点电荷之间相互作用

8、的电能与它们电荷的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。表达式：其中静电力为常数，其大小为=9.0109n . m 2/C2。然后引导学生详细分析库仑定律的内涵和外延。教学反思：本节的核心是库仑定律，它是静电学的第一个实验定律，是定量描述点电荷之间相互作用的定律，也是研究电场强度的基础。1.对于电荷间相互作用力的定量规律，学生可以先有一个定性的概念，然后通过实验进行观察、讨论和总结。2.对于库仑定律，应该强调的是：(1)库仑定律仅适用于计算真空中两点电荷之间的相互作用力，在干燥空气中也大致如此，而库仑定律在其他电介质中的应用需要附加条件。(2)由于库仑定律只适用于计算真空中两点电荷之间的相互作用力，库仑定律是在实验论证和点电荷定义后直接提出的。(3)库仑定律和万有引力定律的相似性可以使学生通过实践认识、比较和讨论。(4)点电荷的电学性质是正负的，但在计算静电力时，可以用电荷的绝对值来计算，根据电荷之间的异同来判断吸引或排斥。(5)当两个电荷点之间的距离接近于零时，由于两个电荷点已经失去了