库仑定律教学设计
库仑定律教案(9篇)

库仑定律教案(9篇)教学目标(一)学问与技能1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念.2.了解静电现象及其产生缘由;知道原子构造,把握电荷守恒定律 3.知道什么是元电荷.4.把握库仑定律,要求知道知道点电荷模型,知道静电力常量,会用库仑定律的公式进展有关的计算.(二)过程与方法2、通过对原子核式构造的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是制造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
3、类比质点理解点电荷,通过试验探究库仑定律并能敏捷运用(三)情感态度与价值观通过对本节的学习培育学生从微观的角度熟悉物体带电的本质,熟悉抱负化是讨论自然科学常用的方法,培育科学素养,熟悉类比的方法在现实生活中有广泛的应用重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题,库仑定律的理解与应用。
教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件教学过程:第1节电荷库仑定律(第1课时)(一)引入新课:多媒体展现:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。
师:在这惊心动魄的自然现象背后,隐藏着很多物理原理,吸引了不少科学家进展探究。
在科学史上,从最早发觉电现象,到熟悉闪电本质,经受了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。
下面请同学们仔细阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的讨论历史,并完成下述填空:电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩处,直到1752年,宏大的科学家___________冒着生命危急在美国费城进展了闻名的风筝试验,把天电引了下来,发觉天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危急去捕获闪电,证明了闪电与试验室中的电是一样的。
雷电是怎样形成的?(大气中冷暖气流上下急剧翻滚,相互摩擦,云层就会积聚电荷,当电荷积存到肯定程度,瞬间发生大规模的放电,就产生了雷电)物体带电是怎么回事?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应当怎样利用这些规律?这些问题正是本章要探究并做出解答的。
《库仑定律》说课稿教案设计

《库仑定律》优秀说课稿教案设计第一章:导入新课1.1 提出问题:什么是库仑定律?1.2 引入话题:回顾电荷的概念,介绍电荷间的相互作用。
1.3 激发兴趣:通过实例说明电荷间相互作用的重要性。
第二章:讲解库仑定律2.1 讲解库仑定律的定义:介绍库仑定律的内容,即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,与它们之间的距离的平方成反比。
2.2 解释库仑定律的数学表达式:F = k Q1 Q2 / r^2,其中F表示相互作用力,k表示库仑常数,Q1和Q2表示两个电荷量,r表示它们之间的距离。
2.3 强调库仑定律的适用条件:静止点电荷,真空中。
第三章:演示实验3.1 安排实验:演示两个点电荷之间的相互作用力。
3.2 引导学生观察实验现象:观察电荷间的相互作用力随着电荷量的增加和距离的变化而如何变化。
3.3 分析实验结果:与库仑定律的预测进行对比,验证库仑定律的正确性。
第四章:巩固练习4.1 设计练习题目:根据库仑定律的内容,设计一些相关的计算题目。
4.2 学生独立完成练习:让学生运用所学的库仑定律知识,解决实际问题。
4.3 讲解答案:讲解学生完成的练习题目,巩固学生对库仑定律的理解和应用能力。
第五章:拓展知识5.1 介绍库仑定律的应用:介绍库仑定律在其他领域的应用,如电磁学、粒子物理学等。
5.2 引导学生思考:让学生思考库仑定律在其他领域的重要性和作用。
5.3 布置作业:布置一些与库仑定律相关的思考题,激发学生的学习兴趣和思考能力。
第六章:课堂互动6.1 设计互动环节:设计一些小组讨论或角色扮演的活动,让学生通过合作和交流来加深对库仑定律的理解。
6.2 学生参与互动:学生分组进行讨论或角色扮演,积极参与课堂互动。
6.3 总结互动成果:教师引导学生总结互动中的发现和理解,促进学生思维的发展。
第七章:案例分析7.1 提出案例:提供一个与库仑定律相关的实际案例,如静电吸附现象。
7.2 学生分析案例:学生分析案例中的库仑定律的应用,理解库仑定律的实际意义。
《库仑定律》教案

《库仑定律》教案【7篇】《库仑定律》教案篇一一、任务分析本节课使用的课本是人民教育出版社出版的高中物理选修3-1。
本节课的内容是第一章其次节库仑定律。
本节内容的核心是库仑定律,它是静电学的第一个试验定律,是学习电场强度的根底,是电磁学的根本定律,也是物理学的根本定律之一。
库仑定律说明了带电体相互作用的规律,为整个电磁学奠定了根底,因此在本章中具有很重要的地位。
在学习本节课的内容之前,学生已经具有质点的抱负化模型的思维方法,知道两轻质小带电体因相互作用而吸引或排斥。
育才中学是一所扶贫寄宿制学校,学生大多数来自宁南山区。
他们缺乏自主动手力量,合作探究的意识,沟通评估的习惯。
因此,在教学中教师要适时的鼓舞和引导。
本节课的教学内容的主线有两条,第一条为学问层面上的,首先通过“演示”栏目中“探究影响电荷间相互作用力的因素”的定性试验导入。
在此根底上,展现库仑定律建立的历史背景。
把握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律;其次条为方法层面上的,即讨论多个量之间关系的方法,间接测量一些不易测量的物理量的方法,及讨论物理问题的其他根本方法。
体会掌握变量法、抱负模型法、类比法在物理学中的重要性。
二、教学目标1、学问与技能(1)了解电荷间的相互作用力规律,把握库仑定律的内容及其应用。
(2)通过演示试验,先定性了解电荷间的相互作用力,进而明确库仑定律及适用条件。
2、过程与方法,情感、态度与价值观(1)通过观看演示试验,概括出电荷间的作用规律。
培育学生观看、分析、概括力量。
(2)通过静电力与万有引力的比照,体会自然规律的多样性与统一性。
(3)体会讨论物理问题的一些常用方法,如掌握变量法、抱负模型法、类比法等。
三、重点和难点重点:电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系。
难点:库仑定律的内容、适用条件就应用。
四、教学资源1、视频片段:库仑扭秤2、演示试验:探究影响电荷间相互作用力的因素的试验3、课件:PPT幻灯片五、设计思路依据新课程改革的理念与目标,要求重视发挥学生学习的主体性,在学习过程中丰富学生的体验,让学生在教师的指导下亲自去观看、试验、分析、归纳、应用等,在参加体验的根底上学习学问与方法,培育科学精神和科学态度。
《库仑定律》说课稿教案设计

《库仑定律》优秀说课稿教案设计一、教学目标1. 让学生了解库仑定律的内容及其表达式。
2. 使学生掌握库仑定律的实验原理和操作方法。
3. 培养学生运用库仑定律解决实际问题的能力。
4. 提高学生对物理实验的兴趣和科学探究精神。
二、教学内容1. 库仑定律的发现历程2. 库仑定律的实验验证3. 库仑定律的表达式及意义4. 库仑定律的应用5. 库仑定律在现代科技领域中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:库仑定律的内容及其表达式,库仑定律的实验原理和操作方法。
2. 教学难点:库仑定律的推导过程,库仑定律在实际问题中的应用。
四、教学方法与手段1. 教学方法:采用问题驱动法、实验教学法、案例教学法、讨论法等。
2. 教学手段:多媒体课件、实验器材、物理模型等。
五、教学过程1. 导入新课:通过介绍库仑定律的发现历程,引发学生兴趣,激发学习动机。
2. 理论讲解:讲解库仑定律的内容及其表达式,让学生理解库仑定律的意义。
3. 实验演示:进行库仑定律的实验演示,让学生直观地感受实验过程和现象。
4. 实验操作:学生分组进行实验,掌握实验原理和操作方法,培养实验技能。
5. 应用拓展:通过案例分析,让学生学会运用库仑定律解决实际问题。
7. 课后作业:布置相关作业,巩固所学知识,提高学生的应用能力。
六、教学反思1. 反思教学目标是否达成,学生对库仑定律的理解程度。
2. 反思教学方法是否适合学生,是否需要调整。
3. 反思实验教学是否成功,学生是否掌握了实验原理和操作方法。
4. 反思课堂氛围和学生的参与度,是否有利于学生的学习。
七、教学评价1. 评价学生对库仑定律知识的掌握程度。
2. 评价学生实验操作能力和科学探究精神。
3. 评价学生运用库仑定律解决实际问题的能力。
4. 评价学生的课堂表现和参与度。
5. 综合评价教学效果,提出改进建议。
八、教学拓展1. 介绍与库仑定律相关的物理学家及其贡献。
2. 探讨库仑定律在现代科技领域中的应用,如电子通信、材料科学等。
库仑定律的物理教案

库仑定律的物理教案一、教学目标1. 让学生了解库仑定律的背景和意义。
2. 让学生掌握库仑定律的数学表达式和适用条件。
3. 培养学生运用库仑定律解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 库仑定律的发现过程:介绍库仑定律的发现背景,如静电力、电荷等。
2. 库仑定律的数学表达式:F=kq1q2/r^2,其中F表示静电力,k表示库仑常数,q1和q2表示两个电荷量,r表示两个电荷之间的距离。
3. 库仑定律的适用条件:真空中的点电荷,电荷量不变,距离不变。
4. 库仑定律的应用:举例说明库仑定律在实际问题中的应用,如电荷间的相互作用、电场分布等。
三、教学重点与难点1. 教学重点:库仑定律的数学表达式和适用条件。
2. 教学难点:库仑定律的推导过程和实际应用。
四、教学方法1. 讲授法:讲解库仑定律的发现过程、数学表达式和适用条件。
2. 案例分析法:分析实际问题,展示库仑定律的应用。
3. 互动讨论法:引导学生提问、思考,解答学生的疑问。
五、教学准备1. 教学课件:制作库仑定律的相关课件,包括图片、公式、案例等。
2. 教学器材:准备实验器材,如电荷、导线、电压表等,用于演示实验。
3. 教学资源:搜集相关的实际问题,用于课堂讨论。
六、教学过程1. 引入新课:通过回顾电荷和静电力的概念,引导学生思考电荷之间相互作用力的规律。
2. 讲解库仑定律:介绍库仑定律的发现过程,讲解数学表达式和适用条件。
3. 演示实验:利用实验器材进行演示,让学生直观地感受库仑定律的应用。
4. 案例分析:分析实际问题,运用库仑定律进行解答。
5. 互动环节:引导学生提问、思考,解答学生的疑问。
6. 总结与复习:对本节课的内容进行总结,布置课后作业。
七、课后作业1. 复习库仑定律的数学表达式和适用条件。
2. 运用库仑定律解决课后习题,如计算两个电荷之间的相互作用力。
3. 思考库仑定律在现实生活中的应用,如静电现象、电子设备等。
八、教学反思在课后,教师应反思本节课的教学效果,包括学生的课堂表现、教学内容的掌握程度等。
《库仑定律》说课稿教案设计

《库仑定律》优秀说课稿教案设计第一章:课题导入教学目标:1. 引起学生对《库仑定律》的兴趣和好奇心。
2. 帮助学生理解《库仑定律》在物理学中的重要性和应用。
教学内容:1. 引入电荷的概念,解释正电荷和负电荷。
2. 引出电荷之间的相互作用,提出问题:“电荷之间是如何相互作用的呢?”教学方法:1. 通过实际例子或故事引起学生对电荷的兴趣。
2. 使用图片或图表展示电荷之间的相互作用。
教学活动:1. 引导学生思考电荷之间的相互作用。
2. 让学生进行小组讨论,分享他们对电荷相互作用的理解。
评估方法:1. 观察学生的参与程度和思考过程。
2. 收集团队讨论的结果,评估学生的理解程度。
第二章:探索电荷之间的相互作用教学目标:1. 帮助学生通过实验观察电荷之间的相互作用。
2. 培养学生运用科学方法进行观察和分析的能力。
教学内容:1. 介绍实验材料和仪器:气球、毛皮、塑料棒等。
2. 指导学生进行实验,观察电荷之间的相互作用。
教学方法:1. 演示实验,引导学生观察和记录实验结果。
2. 鼓励学生提出问题和假设,进行讨论和分析。
教学活动:1. 学生进行实验,观察电荷之间的相互作用。
2. 学生记录实验结果,并进行小组讨论。
评估方法:1. 观察学生的实验操作和观察过程。
2. 收集体组讨论的结果,评估学生的分析和思考能力。
第三章:介绍库仑定律教学目标:1. 帮助学生理解库仑定律的定义和表达式。
2. 培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
教学内容:1. 介绍库仑定律的定义: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,与它们之间的距离的平方成反比。
2. 给出库仑定律的表达式:F = k q1 q2 / r^2,其中F为相互作用力,k为库仑常数,q1和q2为两个电荷的电荷量,r为它们之间的距离。
教学方法:1. 通过示例或动画解释库仑定律的定义和表达式。
2. 引导学生运用数学知识理解和应用库仑定律。
教学活动:1. 学生听讲并理解库仑定律的定义和表达式。
《库仑定律》教学设计
《库仑定律》教学设计第一篇:《库仑定律》教学设计一、学习任务分析《库仑定律》教学设计1.认知目标要求分析:知道点电荷的概念;理解库仑定律,会计算真空中两个点电荷间的库仑力;初步了解人类对电荷间相互作用的探究过程。
2.学习能力要求分析:通过实验演示培养学生的实验、观察、分析和总结能力;通过对实,验方案的制定和操作,加深对研究物理问题的一些常用的方法如:控制变量法、放大法、测量变换法等实验方法的理解。
3.情感态度要求分析,通过对库仑定律建立的回顾,以及相关物理史实的介绍,培养学生,的科学素养,培养学生勇于探索未知世界的精神。
二、教材分析1.教材内容分析:本节内容的核心是库仑定律,它是静电学的第一个实验定律,是学习电,场强度的基础。
本节的教学内容的主线有两条,第一条为知识层面上的,掌握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律;第二条为方法层面上的,即如何研究多个变量之间关系的方法,如何间接测量一些不易测量物理量,如何研究物理问题的基本方法。
2.教学重点:(1)学生会用库仑定律计算真空中点电荷间的相互作用力。
(2)让学生初步掌握研究物理问题的一些常用的基本方法。
3,.教学难点:静电实验的操作和对实验现象的分析归纳。
4,.教材的处理:本单元内容可分两节可来处理,本节为第一课时,主要是库仑定律的建立和库仑定律的简单运用,侧重点为体会研究物理的方法和物理规律建立的一般过程。
第二课时为库仑定律的加深理解与运用。
三:学生特征分析:1、知识基础分析:(1)掌握了电荷之间存在相互作用力,且同性相斥,异性相吸。
,(2)掌握了电荷守恒定律,并会简单的运用。
(3)会处理共点力作用下物体的平衡,并会通过偏转角度的变化判断受力的变化。
(4)初步掌握了研究多个变量之间关系的常用方法—控制变量法。
2、学习能力分析:(1)学生的观察水平不断的提高,能够初步地、独立发现事物的本质及各个主要细节,发现事物的因果关系。
(2)具有初步的归纳重点,抓住问题本质的能力。
高中物理库仑定律教案
高中物理库仑定律教案一、教学目标1. 让学生了解库仑定律的发现过程,掌握库仑定律的内容和适用范围。
2. 培养学生运用控制变量法研究物理问题的能力。
3. 通过对库仑定律的学习,使学生认识自然界中电荷间相互作用的规律。
二、教学重点与难点1. 教学重点:库仑定律的内容、适用范围和公式。
2. 教学难点:库仑定律的发现过程,以及如何运用控制变量法研究物理问题。
三、教学方法1. 采用讲授法讲解库仑定律的发现过程、内容和适用范围。
2. 运用控制变量法进行实验,引导学生观察、分析、归纳库仑定律。
3. 利用多媒体展示实验现象,增强学生对库仑定律的理解。
四、教学内容1. 库仑定律的发现过程:介绍库仑定律的发现背景,回顾库仑实验。
2. 库仑定律的内容:电荷间的相互作用力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
3. 库仑定律的适用范围:真空中两个静止点电荷间的相互作用。
4. 库仑定律的公式:F = k Q1 Q2 / r^2,其中F为电荷间相互作用力,k 为库仑常数,Q1和Q2分别为两个电荷的电荷量,r为它们之间的距离。
五、教学过程1. 导入新课:通过回顾上一个章节的内容,引导学生进入库仑定律的学习。
2. 讲解库仑定律的发现过程:介绍库仑定律的发现背景,回顾库仑实验。
3. 讲解库仑定律的内容和适用范围:引导学生理解库仑定律的基本概念和条件。
4. 讲解库仑定律的公式:解释公式中的各个物理量的含义和关系。
5. 运用控制变量法进行实验:安排学生分组进行实验,观察、分析、归纳库仑定律。
6. 总结与拓展:总结本节课的主要内容,提出思考题,引导学生课后思考和自主学习。
7. 布置作业:布置有关库仑定律的应用题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问学生,了解他们对库仑定律的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验中的观察、分析、归纳能力。
3. 作业完成情况:检查学生作业,了解他们对库仑定律公式的掌握和应用能力。
《库仑定律》高中物理教案
《库仑定律》高中物理教案一、教学目标1.知识与技能:o掌握库仑定律的内容、表达式和适用范围。
o理解库仑定律与电荷间相互作用力的关系。
o能够应用库仑定律解决简单的静电学问题。
2.过程与方法:o通过实验观察电荷间相互作用力的大小与距离、电荷量的关系。
o培养学生实验操作和数据分析的能力。
o引导学生通过科学探究的方法,理解库仑定律的形成过程。
3.情感态度与价值观:o激发学生对物理学的兴趣和好奇心。
o培养学生的科学探究精神和团队合作能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:库仑定律的内容、表达式及其应用。
2.教学难点:库仑定律的实验验证及适用条件的理解。
三、教学准备1.实验器材:库仑扭秤、带电小球、绝缘细线等。
2.多媒体课件:包含库仑定律的相关内容、实验演示视频、例题解析等。
四、教学过程1.导入新课o回顾电荷的概念和电荷间的相互作用,引出库仑定律的探究。
o简要介绍法国物理学家库仑及其对电荷间相互作用力的研究。
2.新课内容讲解o库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,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。
o库仑定律的表达式:F = k * (q1 * q2) / r^2,其中F为作用力,k为静电力常量,q1和q2为两个点电荷的电荷量,r为它们之间的距离。
o适用范围:库仑定律仅适用于真空中静止的点电荷。
3.实验探究o演示库仑扭秤实验,让学生观察电荷间相互作用力的大小与距离、电荷量的关系。
o引导学生分析实验数据,验证库仑定律的正确性。
4.课堂练习与讨论o出示相关练习题,让学生运用库仑定律进行计算和问题解决。
o讨论库仑定律在日常生活中的应用,如静电除尘、静电喷涂等。
5.课堂小结o总结本节课的主要内容,强调库仑定律在静电学中的重要性。
o提醒学生注意库仑定律的适用范围和限制条件。
6.布置作业o要求学生完成相关练习题,巩固所学知识。
o鼓励学生查阅资料,了解库仑定律的历史背景和应用实例,下节课分享交流。
大学物理库仑定律的教案
教学目标:1. 理解库仑定律的物理意义,掌握库仑定律的公式及其适用条件。
2. 能够运用库仑定律进行简单的计算和推导,解决实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和实验探究能力。
教学重点:1. 库仑定律的公式及其适用条件。
2. 库仑定律的应用。
教学难点:1. 库仑定律公式的推导过程。
2. 库仑定律在复杂问题中的应用。
教学准备:1. 教学课件2. 扭秤实验装置3. 带电体模型教学过程:一、导入1. 引入电荷的概念,引导学生思考电荷之间的相互作用。
2. 提出问题:电荷之间的相互作用力与哪些因素有关?二、库仑定律的提出1. 介绍库仑定律的提出背景和实验过程。
2. 引出库仑定律的公式:F = k q1 q2 / r^2其中,F为电荷之间的相互作用力,k为库仑常数,q1和q2分别为两个电荷的电量,r为两个电荷之间的距离。
三、库仑定律的适用条件1. 引导学生思考库仑定律的适用条件。
2. 强调库仑定律适用于真空中静止的点电荷。
四、库仑定律的应用1. 举例说明库仑定律在生活中的应用,如静电吸附、静电除尘等。
2. 引导学生运用库仑定律解决实际问题,如计算两个带电体之间的相互作用力。
五、实验演示1. 介绍扭秤实验装置,讲解实验原理。
2. 学生分组进行实验,观察并记录实验数据。
3. 分析实验结果,验证库仑定律的正确性。
六、总结与拓展1. 总结库仑定律的物理意义和应用。
2. 拓展讨论库仑定律在其他领域的应用,如电磁场理论等。
七、作业1. 完成课后习题,巩固库仑定律的应用。
2. 查阅资料,了解库仑定律的发展历程。
教学反思:本节课通过讲解库仑定律的物理意义、公式及其适用条件,引导学生理解电荷之间的相互作用。
通过实验演示,让学生亲身体验库仑定律的正确性。
在教学过程中,注重培养学生的逻辑思维能力和实验探究能力。
课后作业的设计有助于巩固学生对库仑定律的理解和应用。
在教学过程中,应关注学生的学习情况,及时调整教学策略,提高教学效果。
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《库仑定律》教学设计
夏煜明
(一)教材分析:
库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点,不仅要求学生定性知道,而且还要求定量了解和应用。
对库仑定律的讲述,教材是从学生已有认识出发,采用了一个定性实验,进而得出结论。
库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点。
展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程,并强调该定律的条件和意义。
(二)学情分析:
两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识,万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过,本节重点是做好定性实验,使学生清楚知道实验探究过程。
(三)教学目标:
1、知识与技能:
(1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。
(2)库伦定律的内容及公式及适用条件,掌握库仑定律。
2、过程与方法
(1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。
(2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。
3、情感态度与价值观
(1)培养与他人交流合作的能力,提高理论与实践相结合的意识。
(2)了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。
(四)教学重点、难点:
教学重点:库仑定律及其理解与应用
教学难点:库仑定律的实验探究
教学难点的突破措施:定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。
(五)教学用具:
多媒体课件,毛皮,橡胶棒,气球,玻璃棒,丝绸,易拉罐,泡沫小球,铁架台。
(六)教学过程:
引入新课
演示实验:让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电,靠近易拉罐,会发生什么现象
(易拉罐被橡胶棒、玻璃棒吸引滚动起来了。
)既然电荷之间存在相互作用,那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关呢
新课教学:
一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素
(一)定性实验探究:
探究一:影响电荷间相互作用力的因素
猜想:电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。
如何做实验定性探究
(1) 你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系
学生:控制变量法。
(2) 请阅读教材,如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来
学生:比较悬线偏角的大小
组织学生根据现有器材,设计出可能的实验方案。
(3) 你想选取哪些实验器材
球形导体,两个自制的带细线泡沫小球,铁架台,橡胶棒,毛皮,气球。
(4)实验前先思考:可用什么方法改变带电体的电荷量
(5) 实验探究步骤:
引导学生得出实验的具体步骤:
细线两个泡沫小球A、B,用摩擦起电的橡胶棒接触其中一个小球A,然后把A小球与B 小球接触,细线偏离竖直方向一个角度θ。
①保持电量q一定,研究相互作用力F与距离r的关系。
将泡沫小球B逐渐远离A,观察偏角。
②保持距离r一定,研究相互作用力F与电荷量Q的关系。
再把橡胶棒与小球A接触,增加小球A电量,观察偏角;
(6)学生实验、观察记录并得出结论:
先画受力图,如果B对A的力是水平的,则F电=mgtanθ,如果θ越大,则F
越大,这
电
的变化。
样可以通过θ的变化来判断F
电
定性实验结论:
电量q一定,距离r越小,偏角越大,作用力F越大。
距离r一定,电量q增加,偏角变大,作用力F越大;
实验条件:保持实验环境的干燥和无流动的空气
(二)定量实验探究,结合物理学史,得出库仑定律:
提出问题:带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢
根据我们的定性实验,电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小。
这隐约使我们猜想,电荷之间的作用力是否与万有引力具有相似的形式呢事
实上,在很早以前,一些学者也是这样猜想的,卡文迪许和普利斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的作用力。
但是仅靠一些定性的实验,不能证明这样的结论。
而这一猜想被库伦所证实,库仑在探究三者之间的定量关系时,定量实验在当时遇到的三大困难:
①带电体间作用力小,没有足够精密的测量仪器;怎样确定带电体间的作用力的数量关系
②没有电量的单位,无法比较电荷的多少;怎样确定电荷量的数量关系
③带电体上电荷分布不清楚,难测电荷间距离。
怎样测定电荷间的距离
同学们,如果是你,你能想到怎样的方法来解决这些困难
引导学生用类比的方法得出三大困难的对策:
卡文迪许扭称实验——库仑扭称实验,
对称性——等分电荷法,
质点——点电荷
①、放大思想:力很小,但力的作用效果(使悬丝扭转)可以比较明显。
②、转化思想:力的大小正比于悬丝扭转角,通过测定悬丝扭转角度倍数关系即可
得到力的倍数关系
③、均分思想:带电为Q的金属小球与完全相同的不带电金属小球相碰分开,每小球带电Q/2,同理可得Q/4、Q/8、Q/16等等电量的倍数关系(电荷在两个相同金属球之间等量分配)。
课件演示电荷在相同的两个金属球间的等量分配。
④理想化模型思想:把带电金属小球看作点电荷(理想化模型)利用刻度尺间接测量距离。
点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体可以看做带电的点,叫点电荷。
它是一个理想化模型,实际上点电荷不存在。
(与“质点”进行比较)
接下来引导学生观看库仑扭秤的实验视频与库仑当时的数据,总结规律。
(观看视频)。
库伦在艰苦的条件下,联想到万有引力定律和卡文地许扭称实验,利用巧妙的库伦扭秤装置和方法,发现了库伦规律。
通过刚才的展示过程让学生了解库仑探究的过程、思路、方法。
你能用自己的语言总结出规律吗
电荷间相互作用力与电荷间距离成平方反比关系,与电荷电量乘积成正比。
介绍:库仑扭称实验只能定量测出同种电荷间相互作用力,库仑还利用电单摆实验定量测出异种电荷间作用力大小。
让学生体会库仑定律的完美。
二、库仑定律:
内容:真空中两个点电荷间的作用力大小与两电荷量的乘积成正比,与电荷间的距离平方成反比;方向在它们的连线上。
这个规律叫做库仑定律。
电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力。
公式:
说明: ①k 为静电力常量, k =×C 2,其大小是用实验方法确定的。
其单位是由公式中的F 、Q 、r 的单位确定的,使用库仑定律计算时,各物理量的单位必须是:F :N ,Q :C ,r :m 。
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② 库仑定律的适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。
让学生回答实际带电体可以看成点电荷的条件。
思考:当r 趋向于0时,F 趋向于无穷大吗
③关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法,使用公式计算时,点电荷电量用绝对值代入公式进行计算,然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。
④F 是Q 1与Q 2之间的相互作用力,是Q 1对Q 2的作用力,也是Q 2对Q 1的作用力的大小,是一对作用力和反作用力,即大小相等方向相反。
⑤库仑力(静电力)是与重力,弹力,摩擦力并列的。
任意带电体可以看成是由许多点电荷组成的,所以,知道带电体上的电荷分布,根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。
三、 库仑定律与万有引力定律的比较
例题1已知氢核(质子)的质量m 2=×10-27 kg ,电子的质量m 1=×10-31kg ,电子和质子的电荷量都是×10-19C ,在氢原子内电子与质子间的最短距离为×10-11m 。
试比较氢原子中氢核和电子之间的库伦力和万有引力。
(课件播放解题过程)
小结:
① 库仑定律在应用时,可以不代入电性符号,直接代入绝对值,最后判定方向; ② 计算说明万有引力远远小于库仑力,以后在研究微观带电粒子的相互作用力时,通常可以忽略万有引力.
讨论:比较库仑定律和万有引力定律(相似点与不同点),你会有什么样的感想如何认识自然规律的多样性与统一性
两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力,等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。
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 ,求他们各自所受的库仑力。
小结:选择研究对象,画出受力图,由库伦定律和平行四边形定则求解。
巩固练习:
两个相同的均匀带电小球,分别带Q 1=1 C ,Q 2=-2C ,在真空中相距r 且静止,相互作用的库伦力为F 。
(1)今将Q 1、Q 2、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.
2
21r Q Q k F
(4)将两个球接触一下后,仍放回原处,作用力如何
(5)使两球接触后,如果库伦力的大小不变,应如何放置两球 课堂小结:
今天你学到了什么让学生总结本节的内容。
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作业:课本练习2、3题.
(七) 板书设计:
第二节 库伦定律
1. 库仑定律
2. 公式 3. 适用条件:真空中点电荷之间的相互作用
(1)点电荷
(2)k 的物理意义
2
2
1r Q Q k F。