探究电荷相互作用规律教案1

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1、《探究电荷相互作用规律》教学设计【教学目标】知识与技能：知道点电荷的概念，理解带电体简化为点电荷的条件；理解真空中的库仑定律，知道静电力常量；会运用真空中的库仑定律分析与求解点电荷间的静电力大小及方向。过程与方法：通过点电荷模型的建立，体验理想化方法在物理研究中的作用；通过定性实验及库仑的研究过程，体验和感悟类比、理想化方法及实验探究等物理学的基本研究方法与思想。情感态度价值观：通过对库仑定律发现过程的初步了解，体会科学研究的长期性与连续性，体会科学家坚忍不拔的科学精神及实事求是的科学态度；通过对库仑扭秤的

2、结构与原理的认识，通过库仑定律的简洁表达式体会物理科学的简洁美；通过对库仑定律与万有引力定律的比较，体会物理规律的多样性与统一性的和谐，感悟物理学的和谐美。【教学重点】库仑定律的表达式及建立过程【教学难点】点电荷概念的建立及库仑定律的运用【教学资源】实验器材：起电机，通草球，细丝线，铁架台，库仑扭秤等。课件：库仑扭秤结构、原理及实验PPT。【教学过程】一、情境创设——引入课题1.教师讲述，提出问题：我们知道，电荷间存在相互作用的静电力，同种电荷相互推斥，异种电荷相互吸引。那么，电荷间的静电力的大小及方向与哪

3、些因素有关系？有什么样的关系？2.组织学生思考讨论：想想看，物体间的万有引力与那些因素有关系？有什么关系？3.引导学生提出猜测：应该与两带电体的电量及它们间的距离有关系。二、实验探究，验证猜测——新课教学1.问题讨论：将质量一定的小球用细线静悬空中，在小球上作用水平拉力，使细线偏离竖直位置一定角度后，小球静止。请导出水平拉力与细线偏角的关系式，说说拉力大小与偏角大小的定性关系。（水平拉力越大，偏角越大。偏角的大小与水平拉力的大小相对应。）2.实验演示——验证猜测：运用课本第11页图1-8所示装置及课文所述步

4、骤进行演示。3.分析讨论，得出结论：两个带电体相互作用的静电力大小与带电体所带电量及它们间的距离有关。在距离一定时，带电量越大，静电力越大，带电量越小，静电力越小；在带电量一定时，距离越大静电力越小，距离越小静电力越大。4.类比猜测：（1）将上述关于静电力大小的初步结论与万有引力比较，看二者有哪些相似之处？（2）引导学生比较归纳静电力与万有引力的相同之处：不需直接接触，就会发生力的作用；力的方向沿两物体的连线；力的大小随距离增大而减小，随距离减小而增大。（3）运用类比——提出猜想：万有引力的大小与两物体距离

5、平方成反比，与此类似，静电力的大小也可能与两带电体间的距离平方成反比。三、历史的回顾：定量探究——库仑的研究1.人类研究静电现象的历史简介：教师讲述：人类认识静电现象，最早的记载是古希腊哲学家泰勒斯（公元前600年左右，略早于中国孔子的生活时代）发现了当时的希腊人摩擦琥珀吸引羽毛。在中国，西汉末年已有“顿牟（玳瑁）掇芥（细小物体之意）”的记载；晋朝时有关于摩擦起电引起放电现象的记载：“今人梳头，解著衣时，有随梳解结有光者，亦有咤声”。公元16世纪英王御医吉尔伯特在研究静电现象时，首先根据希腊文“琥珀”创造了

6、英文中的“电”这个词。但对静电现象的科学研究却开始于2000年后的18世纪，其主要原因，一是当时的社会发展水平尚未出现对“电”的需求，二是科学技术水平落后，无法对研究提供知识、技术和设备支持。2.人类研究静电现象时遇到的主要困难：（1）学生阅读课本第11页课文“定量研究的困难”部分。（2）引导学生归纳出三个困难：一是一般物体的带电量较小，静电力非常小，没有精密仪器测量非常小的力；二是没有电量的单位，无法衡量和控制电荷的多少；三是物体有一定的大小和形状，电荷在物体上的分布情况不清楚，不好确定两带电物体之间的距

7、离。（3）教师讲述：对静电力的科学研究，关键是上述问题的解决，谁能解决上述问题，谁就能取得研究的成功。3.静电力的科学研究之路：（1）学生阅读课本第14页“信息浏览”了解库仑之前科学家的研究。教师讲述：受万有引力定律的启示，在库仑之前先后有科学家提出并验证静电力与距离的平方反比定律，不知是出于谦虚还是其他原因，他们当时未公开自己的成果。（2）学生阅读课本第12页，并思考问题：在当时的科技水平下，库仑是怎样克服以上三个困难的？（3）出示库仑扭秤，同时展示库仑扭秤原理PPT课件，组织学生讨论上述问题。（4）归纳

8、小结，得出结论：根据扭丝的灵敏扭转形变，巧妙显示横杆的偏转角度，用角度的大小表示静电力的大小，实现了对微小力的测量；依据电荷只分布在金属球的表面及对称原理，库仑用“倍减”的方法，使金属球的带电量成倍变化，实现了对电量变化的控制；库仑将金属球的电量想象成集中在球心这一点上，忽略金属球的大小和形状，建立起了“点电荷”模型，克服了带电物体间的距离不好确定的困难。4.库仑的研究结果教师讲述：1784年库仑根据他长期对金属