高中物理教案庫侖定律

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教學(xué)三維目標(biāo)

（一）知識與技能

1．掌握庫侖定律，要求知道點(diǎn)電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達(dá)，知道靜電力常量．

2．會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．

3．知道庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理．

（二）過程與方法

通過演示讓學(xué)生探究影響電荷間相互作用力的因素，再得出庫侖定律

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生的觀察和探索能力

重點(diǎn)：掌握庫侖定律

難點(diǎn)：會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算

教學(xué)過程：

（一）復(fù)習(xí)上課時相關(guān)知識

（二）新課教學(xué)【板書】----第2節(jié)、庫侖定律

提出問題：電荷之間的相互作用力跟什么因素有關(guān)？

【演示】：帶正電的物體和帶正電的小球之間的相互作用力的大小和方向．使同學(xué)通過觀察分析出結(jié)論(參見課本圖1.2－1)．

【板書】：1、影響兩電荷之間相互作用力的因素：1．距離．2．電量．

2、庫侖定律

內(nèi)容表述：力的大小跟兩個點(diǎn)電荷的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比．作用力的方向在兩個點(diǎn)電荷的連線上

公式：

靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2

適用條件：真空中，點(diǎn)電荷——理想化模型

【介紹】：（1）．關(guān)于“點(diǎn)電荷”，應(yīng)讓學(xué)生理解這是相對而言的，只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以看作點(diǎn)電荷．嚴(yán)格地說點(diǎn)電荷是一個理想模型，實(shí)際上是不存在的．這里可以引導(dǎo)學(xué)生回顧力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)的概念．容易出現(xiàn)的錯誤是：只要體積小就能當(dāng)點(diǎn)電荷，這一點(diǎn)在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合實(shí)例予以糾正．

（2）．要強(qiáng)調(diào)說明課本中表述的庫侖定律只適用于真空，也可近似地用于氣體介質(zhì)，對其它介質(zhì)對電荷間庫侖力的影響不便向?qū)W生多作解釋，只能簡單地指出：為了排除其他介質(zhì)的影響，將實(shí)驗(yàn)和定律約束在真空的條件下．

擴(kuò)展：任何一個帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的．任意兩點(diǎn)電荷之間的作用力都遵守庫侖定律．用矢量求和法求合力．

利用微積分計(jì)算得：帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點(diǎn)電荷．

靜電力同樣具有力的共性，遵循牛頓第三定律，遵循力的平行四邊形定則．

【板書】：3、庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)（1785年，法國物理學(xué)家．庫侖）

【演示】：庫侖扭秤(模型或掛圖)介紹：物理簡史及庫侖的實(shí)驗(yàn)技巧．

實(shí)驗(yàn)技巧：（1）．小量放大．（2）．電量的確定．

【例題1】：試比較電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力．已知電子的質(zhì)量m1=9.10×10-31kg，質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67×10-27kg．電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10-19C．

分析：這個問題不用分別計(jì)算電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力，而是列公式，化簡之后，再求解．

解：電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力分別是

可以看出，萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似，表述的都是力，這是相同之處；它們的實(shí)質(zhì)區(qū)別是：首先萬有引力公式計(jì)算出的力只能是相互吸引的力，絕沒有相排斥的力．其次，由計(jì)算結(jié)果看出，電子和質(zhì)子間的萬有引力比它們之間的靜電引力小的很多，因此在研究微觀帶電粒子間的相互作用時，主要考慮靜電力，萬有引力雖然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不計(jì)．

【例題2】：詳見課本P9

【小結(jié)】對本節(jié)內(nèi)容做簡要的小結(jié)

（三）鞏固練習(xí)

復(fù)習(xí)本節(jié)課文及閱讀科學(xué)漫步

引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)，練習(xí)1、2、4，作業(yè)紙。

參考題

1．真空中有兩個相同的帶電金屬小球A和B，相距為r，帶電量分別為q和2q，它們之間相互作用力的大小為F．有一個不帶電的金屬球C，大小跟A、B相同，當(dāng)C跟A、B小球各接觸一次后拿開，再將A、B間距離變?yōu)?r，那么A、B間的作用力的大小可為：[]

A．3F/64B．0C．3F/82D．3F/16

2．如圖14－1所示，A、B、C三點(diǎn)在一條直線上，各點(diǎn)都有一個點(diǎn)電荷，它們所帶電量相等．A、B兩處為正電荷，C處為負(fù)電荷，且BC=2AB．那么A、B、C三個點(diǎn)電荷所受庫侖力的大小之比為________．

3．真空中有兩個點(diǎn)電荷，分別帶電q1=5×10-3C，q2=－2×10-2C，它們相距15cm，現(xiàn)引入第三個點(diǎn)電荷，它應(yīng)帶電量為________，放在________位置才能使三個點(diǎn)電荷都處于靜止?fàn)顟B(tài)．

4．把一電荷Q分為電量為q和(Q－q)的兩部分，使它們相距一定距離，若想使它們有最大的斥力，則q和Q的關(guān)系是________．

說明：

1．點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型，這一點(diǎn)應(yīng)該使學(xué)生有明確的認(rèn)識．

2．通過本書的例題，應(yīng)該使學(xué)生明確地知道，在研究微觀帶電粒子的相互作用時為什么可以忽略萬有引力不計(jì)．

3．在用庫侖定律進(jìn)行計(jì)算時，要用電荷量的絕對值代入公式進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)是同種電荷，還是異種電荷來判斷電荷間的相互作用是引力還是斥力．

4．庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理是選學(xué)內(nèi)容，但考慮到庫侖定律是基本物理定律，庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)對檢驗(yàn)庫侖定律具有重要意義，所以希望教師介紹給學(xué)生，可利用模型或掛圖來介紹．

教后記：

1、學(xué)生對點(diǎn)電荷的認(rèn)識不夠明確，沒有判斷意識。

對庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)很感興趣，還能在生活中尋找將微小形變放大的例子。