高中物理人教版选修3-1第一章第二节《库仑定律》教学设计

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1、高中物理人教版选修3-1第一章第二节《库仑定律》教学设计一、教材分析：库仑定律是本单元教材的核心，它既是电荷间相互作用的基本规律，又是学习电场强度的基础。因此，在本单元教学中对电荷间的相互作，不仅要求学生定性知道，而且通过库仑定律的教学还要求定量了解，但对库仑定律的解题应用，则只限于真空中两个点电荷间相互作用的一些简单计算。二、教学目标：知识与能力（1）点电荷的物理意义。（2）理解库仑定律及其适用条件，并能应用解决简单问题。（2）知道静电力常量k的物理意义和数值、单位。过程与方法（1）培养学生分析问题、解

2、决问题的的能力。（2）渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力。（2）渗透控制变量法的科学研究方法情感态度价值观通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点．三、教学重点、难点教学重点：库仑定律及适用条件。教学难点：库仑定律的实验。四、教学过程㈠复习准备、引入新知观察2组演示实验，并通过学生对旧知识的回顾，进一步了解电学的基本知识，为学生对库仑定律及应用的学习做好知识和思路方面的准备。演示1:摩擦起电提出问题：摩擦起电的原因？如何判断物体是否带电？演示2:电荷间的相互作用1

3、． 两种电荷：自然界只存在正、负两种电荷①正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷。②负电荷：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒上带的电荷叫负电荷。③电量：带电体上所带电荷的多少叫电量。2． 物体的带电方式有三种：（1）摩擦起电 （2）接触起电 （3）感应起电3． 电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，任何起电方式都是电荷的转移，它只能从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分。在同一隔离系统中正、负电量代数和不变。4． 电荷间的相互作用规律：电荷间有相互作用力。同种电荷相互排斥，异种电荷相互

4、吸引。两电荷间的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。㈡积极主动，探究新知 1、点电荷   (1)点电荷：带电体的形状、大小对相互作用力的大小可以忽略，那么带电体可以看作一个点，所带电荷称为点电荷。点电荷是一种理想化带电体模型，当带电体间的距离比带电体本身的大小大得多，以致于带电体的形状和大小对作用力的影响可以忽略时，此带电体可以看作点电荷。(2)元电荷：任何带电粒子，所带的电荷等于电子或质子的电量的整数倍，或者与它们相等，因此一个电子或质子所带电量的绝对值称为元电荷，大小为1e=1.60×10

5、-19C。2、库仑定律演示3：让带电小球靠近悬挂在丝线的带电小球，观察在不同距离时小球偏转角度。问：这说明什么？启发学生回答：带电体之间的作用力的大小用跟带电体间的距离有关。问：若以悬挂的小球作为研究对象，它受到几个力？平衡时它受到电荷间作用力跟那些因素有关？启发学生回答：F=mgtgα。，带电体间距离越小，偏角α越大，这表明电荷间作用力越大。演示4：带电量不同的小球靠近悬挂丝线的带电小球，观察小球的偏角的变化关系。 讨论得到：带电体间作用力还跟带电体所带电量有关。（1）库仑扭秤实验：出示库仑扭秤挂图，简

6、单介绍法国物理学家库仑利用扭秤研究电荷间相互作用力的大小跟电量和距离的关系所用控制变量的科学方法。设计的扭秤成功的解决了用普通测力计无法测量微小作用方法。实验结论，真空中的库仑定律。（2）库仑定律：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。    库仑定律的表达式：F=KQ1Q2/r2        F：库仑力     Q1Q2：点电荷的电量       r：点电荷间的距离    静电力恒量：K=9.0*109Nm2/C2（3）适用条件：

7、库仑定律只适用于真空（或特定的空气）中的两个点电荷之间的相互作用。（4）注意：1）使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”的规律定性判定。2）研究微观带电粒子（电子、质子、α粒子、各种离子）相互作用时，万有引力或重力可以忽略不计。3）库仑分取电量的方法：两个大小、形状完全相同的带电金属球相碰后，带电量一定相等。（原带异种电荷的先中和后平分，原带同种电荷的总量平分。）4）系统中有多个点电荷时，任意两点电荷之间的作用力都遵从库仑定律，计算多个点电荷对某一电荷的作用力

8、应分别计算每个电荷对它库仑力，再求其矢量和。5）运用库仑定律要统一使用国际单位。在国际单位制中，静电力恒量：K=9.0*109Nm2/C2。例题1：已知m电=0.91×10-30Kg，m质=1.67×10-27Kg电子和质子的电量都是1.60×10-19C，试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。 例题2：在真空中有两个相距0.18m的点电荷，Q1电量为十1.8×10-12C。两个点电荷间的静电力F=1.0×10-12N，求Q