新课标高中物理选修第2节 库仑定律教案
第2节库仑定律学习目标核心提炼1.了解点电荷、静电力的概念。
1个方法——探究实验中的控制变量法1个定律——库仑定律1个模型——点电荷理想模型1个常量——静电力常量2.掌握库仑定律的内容和条件,并会简单计算。
3.掌握库仑力叠加原理,会计算静电力作用下的平衡问题。
一、探究影响电荷间相互作用力的因素实验现象(1)小球带电荷量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越小(2)小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度越大实验结论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二、库仑定律1.静电力:电荷间的相互作用力叫静电力,也叫库仑力。
2.点电荷的特点(1)带电体间的距离比它们自身的大小大很多;(2)带电体的形状、大小及电荷分布状况对电荷之间的作用力的影响可以忽略。
3.内容适用条件真空中两个静止的点电荷库仑力大小与它们的电荷量的乘积成正比与它们的距离的二次方成反比库仑力方向在它们的连线上,吸引或排斥4.表达式:F=kq1q2r,式中k叫做静电力常量,k=9.0×109__N·m2/C2。
5.静电力的叠加(1)两个点电荷间的作用力不会因第三个点电荷的存在而有所改变。
(2)两个或者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点电荷的作用力的矢量和。
思维拓展(1)只有体积很小或电荷量很小的带电体才可以看做点电荷吗?(2)点电荷就是元电荷吗?答案(1)不是。
一个带电体能否看做点电荷,是相对于具体问题而言的,与体积大小和电荷量大小无关。
(2)不是。
点电荷是一种理想化的物理模型,元电荷是最小电荷量。
对点电荷的理解[要点归纳]1.点电荷是理想化模型只有电荷量,没有大小、形状的理想化的模型,类似于力学中的质点,实际中并不存在。
2.带电体看成点电荷的条件如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小,就可以忽略形状、大小等次要因素,只保留对问题有关键作用的电荷量,带电体就能看成点电荷。
3.元电荷与点电荷(1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值,是电荷量的最小单位。
(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状,是带电个体,其带电荷量可以很大也可以很小,但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍。
[精典示例][例1]下列关于点电荷的说法正确的是()A.任何带电球体,都可看成电荷全部集中于球心的点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C.当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷D.一切带电体都可以看成是点电荷解析能否把一个带电体看成点电荷,关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状。
能否把一个带电体看做点电荷,不能以它的体积大小而论,应该根据具体情况而定。
若它的体积和形状可不予考虑时,就可以将其看成点电荷,不是任何带电球体都可看成电荷全部集中于球心的点电荷,故选项C正确。
答案 C[针对训练1] (多选)关于点电荷,下列说法中正确的是()A.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体B.点电荷是一种理想模型C.点电荷的最小带电量等于元电荷D.球形带电体都可以看作点电荷解析点电荷是一种物理模型,实际中并不存在,B正确;一个带电体能否看成点电荷,不是看它的大小和形状,而是看它的大小和形状对所研究的问题的影响是否可以忽略不计,若可以忽略不计,则它就可以看作点电荷,否则就不能看作点电荷,A、D错误;所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,C正确。
答案BC库仑定律的理解与应用[要点归纳]1.静电力的确定方法(1)大小计算:利用库仑定律计算静电力大小时,不必将表示电性的正、负号代入公式,只代入q1、q2的绝对值即可。
(2)方向判断:利用同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引来判断。
2.库仑定律的两个应用(1)计算在真空中两个可视为点电荷的带电体间的库仑力。
(2)分析两个带电球体间的库仑力。
①两个规则的均匀带电球体,相距比较远时,可以看成点电荷,库仑定律也适用,二者间的距离就是球心间的距离。
②两个规则的带电金属球体相距比较近时,不能被看成点电荷,此时两带电球体之间的作用距离会随电荷的分布发生改变。
如图1甲,若带同种电荷,由于排斥作用距离变大,此时F <k q 1q 2r 2;如图乙,若带异种电荷,由于吸引作用距离变小,此时F >k q 1q 2r 2。
图1[精典示例][例2] 甲、乙两导体球,甲球带有4.8×10-16 C 的正电荷,乙球带有3.2×10-16 C 的负电荷,放在真空中相距为10 cm 的地方,甲、乙两球的半径远小于10 cm 。
(结果保留三位有效数字)(1)试求两球之间的静电力,并说明是引力还是斥力?(2)将两个导体球相互接触一会儿,再放回原处,其作用力能求出吗?是斥力还是引力?(3)如果两个导体球完全相同,接触后放回原处,两球之间的作用力如何?解析 (1)因为两球的半径都远小10 cm ,因此可以作为两个点电荷考虑。
由库仑定律可求F =k q 1q 2r 2=9.0×109×4.8×10-16×3.2×10-160.12 N ≈1.38×10-19 N 。
两球带异种电荷,它们之间的作用力是引力。
(2)将两个导体球相互接触,首先正、负电荷相互中和,还剩余(4.8-3.2)×10-16 C 的正电荷,这些正电荷将重新在两导体球间分配。
由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样,因此我们无法求出力的大小,但可以肯定两球放回原处后,它们之间的作用力变为斥力。
(3)如果两个导体球完全相同,则电荷中和后平分,每个小球的带电荷量为8×10-17C,代入公式得F=kq1q2r2=9.0×109×(8×10-17)20.12N=5.76×10-21N,即两个电荷之间的斥力为F=5.76×10-21 N。
答案(1)1.38×10-19 N引力(2)不能斥力(3)5.76×10-21 N斥力(1)库仑定律适用于点电荷间的相互作用,当r→0时,电荷不能再看成点电荷,库仑定律不再适用。
(2)两个点电荷之间相互作用的库仑力遵守牛顿第三定律。
不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷作用力大。
[针对训练2](2019·山东烟台高一下期末)如图2所示,在光滑绝缘的水平面上有两个金属小球A和B带同种电荷,它们之间用一绝缘轻弹簧相连,平衡时弹簧伸长量为x0;如果将A所带电荷量减半,当它们重新平衡时,弹簧伸长量为x,则x和x0的关系为()图2A.x0=2xB.x0>2xC.x0<2xD.不能确定解析设弹簧的劲度系数为k1,原长为l,A、B所带的电荷量分别为Q、q,当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0,则有k1x0=kQq(l+x0)2;将A所带电荷量减半,当它们重新平衡时,有k1x=12kQq(l+x)2,两边同乘以2得:2k1x=kQq(l+x)2。
因为x<x0,所以x0<2x。
答案 C库仑力的叠加[要点归纳]当多个带电体同时存在时,每两个带电体间的库仑力都遵守库仑定律。
某一带电体同时受到多个库仑力作用时可利用力的平行四边形定则求出其合力。
这就是库仑力的叠加原理。
[精典示例][例3] 如图3所示,在A 、B 两点分别放置点电荷Q 1=+2×10-14 C 和Q 2=-2×10-14 C ,在AB 的垂直平分线上有一点C ,且AB =AC =BC =6×10-2 m 。
如果有一个电子在C 点,它所受到的库仑力的大小和方向如何?图3解析 电子在C 点同时受A 、B 点电荷对其的作用力F A 、F B ,如图所示,由库仑定律F =k q 1q 2r 2得F A =F B =k Q 1e r 2=9.0×109×2×10-14×1.6×10-19(6×10-2)2 N =8.0×10-21 N 。
由平行四边形定则和几何知识得:静止在C 点的电子受到的库仑力F =F A =F B =8.0×10-21 N ,方向平行于AB 向左。
答案 8.0×10-21 N 方向平行于AB 向左[针对训练3] 在光图4滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球,小球A 、B 、C 位于等边三角形的三个顶点上,小球D 位于三角形的中心,如图4所示。
现让小球A 、B 、C 带等量的正电荷Q ,让小球D 带负电荷q ,使四个小球均处于静止状态,则Q 与q 的比值为( ) A.13 B.33 C.3 D. 3解析 设三角形边长为L ,故AB 、AC 距离为L ,AD 距离为33L 。
以小球A 为研究对象,由库仑定律知,B 、C 对A 球的库仑力大小均为F =k Q 2L 2,两力的合力F合=2F cos 30°=3k Q 2L 2。
球A 、D 间的库仑力F ′=k Qq ⎝ ⎛⎭⎪⎫33L 2=3k Qq L 2。
根据平衡知识得:F 合=F ′,即3k Q 2L 2=3k Qq L 2,所以Q =3q ,Q 与q 的比值为3,D 正确。
答案 D静电力作用下的平衡问题[精典示例][例4] 如图图55所示,质量为m 、电荷量为q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点,带有电荷量也为q 的小球B 固定在O 点正下方绝缘柱上。
其中O 点与小球A 的间距为l ,O 点与小球B 的间距为3l ,当小球A 平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°。
带电小球A 、B 均可视为点电荷,静电力常量为k 。
则( )A.A 、B 间库仑力大小F =kq 22l 2B.A、B间库仑力大小F=3mg 3C.细线拉力大小F T=kq2 3l2D.细线拉力大小F T=3mg解析带电小球A受力如图所示,OC=32l,即C点为OB中点,根据对称性AB=l。
由库仑定律知A、B间库仑力大小F=kq2l2,细线拉力F T=F=kq2l2,选项A、C错误;根据平衡条件得F cos 30°=12mg,得F=3mg3,绳子拉力F T=3mg3,选项B正确,D错误。
答案 B处理点电荷的平衡问题及动力学问题的方法(1)确定研究对象。
如果有几个物体相互作用时,要依据题意,适当选取“整体法”或“隔离法”。
(2)对研究对象进行受力分析,多了库仑力(F=kq1q2r2)。
(3)列平衡方程(F合=0或F x=0,F y=0)。
[例5]如图6所示,光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B,带电荷量分别为-4Q和+Q,今引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,则C的电荷量和放置的位置是()图6A.-Q在A左侧距A为L处B.-2Q在A左侧距A为L 2处C.-4Q在B右侧距B为L处D.+2Q在A右侧距A为3L 2处解析要使三点电荷处于平衡,可知C应放在B的右侧,且与A电性相同带负电,由F AB=F CB得k4Q2L2=k Q C Qr2BC;由F AC=F BC得k4QQ C(r BC+L)2=k QQ Cr2BC;解得r BC=L,Q C=4Q,故选项C正确。
库仑定律教案
库仑定律教案库仑定律教案(一):教学目标(一)学问与技能1.明白两种电荷及其相互作用.明白点电荷量的概念。
2.了解静电现象及其产生缘由;明白原子结构,把握电荷守恒定律。
3.明白什么是元电荷。
4.把握库仑定律,要求明白明白点电荷模型,明白静电力常量,会用库仑定律的.公式进行有关的计算。
(二)过程与方法2、经过对原子核式结构的学习使同学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,经过试验探究库仑定律并能敏捷运用。
(三)情感态度与价值观经过对本节的学习培育同学从微观的角度熟悉物体带电的本质,熟悉幻想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行探究。
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。
下头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行了闻名的风筝试验,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相同的。
第二节《库仑定律》教案
第二节库仑定律
一、教材分析:
本节主要介绍库仑定律的相关知识,内容比较容易理解,在教学中可以侧重练习,使学生在较短的时间内能够库仑定律解决问题,为下节课电场的学习打好基础。
二、教学目标:
知识与技能:(1)掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其公式表达,知道静电力常量。
(2)会用库仑定律的公式进行有关的计算。
(3)知道库仑扭秤的实验原理。
过程与方法:通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素,再得出库仑定律。
情感态度与价值观:培养学生的观察和探索能力。
三、教学重点与难点:
重点:掌握库仑定律
难点:会用库仑定律的公式进行有关的计算
四、教学用具:
库仑扭秤图
五、教学过程:
六、小结:库仑定律:
内容:表达式
七、作业:练习册本节内容
八、课后反思:。
高中物理库仑定律教案
高中物理库仑定律教案第一章:库仑定律的发现1.1 介绍库仑定律的背景和意义1.2 回顾静电力和电荷的概念1.3 介绍库仑的生平和对电磁学的贡献1.4 探讨库仑定律的实验基础和验证方法第二章:库仑定律的数学表达2.1 引入库仑定律的数学公式2.2 解释电荷量、距离和力之间的关系2.3 探讨库仑定律的适用范围和条件2.4 举例说明库仑定律在实际问题中的应用第三章:库仑定律的验证实验3.1 介绍库仑扭秤实验的原理和操作方法3.2 讲解实验步骤和注意事项3.3 分析实验结果和数据处理3.4 探讨实验中可能出现的误差和解决方法第四章:库仑定律的推导和证明4.1 引入库仑定律的推导过程4.2 解释电场和电势的概念4.3 探讨库仑定律与电场强度和电势差的关系4.4 讲解库仑定律的证明方法和数学推导过程第五章:库仑定律的应用5.1 介绍库仑定律在静电力计算中的应用5.2 探讨库仑定律在电荷分布和电场计算中的应用5.3 分析库仑定律在电磁场问题和电磁波传播中的应用5.4 举例说明库仑定律在其他领域中的应用和意义第六章:库仑定律与电磁学的关系6.1 回顾电磁学的基本概念和原理6.2 探讨库仑定律与电场、磁场之间的关系6.3 分析库仑定律在电磁场问题中的应用6.4 举例说明库仑定律在电磁学问题中的重要性第七章:库仑定律的拓展应用7.1 介绍库仑定律在原子和分子结构中的应用7.2 探讨库仑定律在材料科学和固体物理中的应用7.3 分析库仑定律在等离子体物理学和天体物理学中的应用7.4 举例说明库仑定律在其他科学领域的应用和意义第八章:库仑定律的实验设计8.1 介绍库仑定律实验设计的基本原则和方法8.2 讲解库仑扭秤实验的设计和实施步骤8.3 探讨库仑定律实验中可能遇到的问题和解决方法8.4 分析库仑定律实验结果的准确性和可靠性第九章:库仑定律在实际问题中的应用9.1 介绍库仑定律在电子学和电气工程中的应用9.2 探讨库仑定律在电力系统和能源传输中的应用9.3 分析库仑定律在通信技术和雷达系统中的应用9.4 举例说明库仑定律在其他技术和工程领域的应用和意义10.1 回顾库仑定律的重要性和意义10.3 评价学生的学习情况和理解程度10.4 提出进一步学习的建议和参考资料重点和难点解析重点环节1:库仑定律的数学表达解析:库仑定律的数学表达是理解库仑定律的关键,学生需要掌握电荷量、距离和力之间的关系,并了解库仑定律的适用范围和条件。
《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。
电场第二节库仑定律教案
选修3-1第一章第二节库仑定律
(人教版)
(一课时)
一、教学目标
1、知识与技能
掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其公式表达,知道静电力常量.
会用库仑定律的公式进行有关的计算.
知道库仑扭秤的实验原理.
2、过程与方法
通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素,再得出库仑定律
3、情感态度与价值观
培养学生的观察和探索能力
二、教学设想
在库仑定律教学的处理上,首先通过“演示”栏目中“探究影响电荷间相互作用力的因素”的定性实验导入。
在此基础上,展示库仑定律建立的历史背景。
一方面突现类比的方法在该定律建立过程中所起的重要作用;另一方面,库仑的实验是建立在该定律的重要基础,该实验结果有力地证实了多位科学家的猜想。
所以,本节的教学要特别注意实验教学。
另一点,在讲述库仑定律内涵时要讲清点电荷是一种理想化的物理模型,这一点应该使学生有明确的认识,库仑定律只适用于点电荷或能够按点电荷处理的情况。
三、教材分析
本节内容的核心是库仑定律,它不仅是电磁学的基本定律,也是物理学的基本定律之一。
库仑定律阐明了带点体相互作用的规律,为整个电磁学奠定基础。
四、重点、难点
重点:掌握库仑定律
难点:会用库仑定律的公式进行有关的计算
五、教学方法
实验归纳法、讲授法
六、教具准备
定性演示:铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台
七、教学过程。
2021人教版高中物理选修《库仑定律》word精品教案
2021人教版高中物理选修《库仑定律》word精品教案1.2库仑定律教案一、教材分析1.库仑定律既是电荷间相互作用的差不多规律,又是学习电场强度的基础不仅要求学生定性明白,而且还要求定量了解和应用。
2、展现库仑定律的内容和库仑发觉这一定律的过程,并强调该定律的条件和远大意义。
二教学目标(一)知识与技能1明白得库仑定律的含义和表达式,明白静电常量。
了解库仑定律的适用条件,学习用库仑定律解决简单的问题。
2.渗透理想化思想,培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的力。
(二)过程与方法通过认识科学家在了解自然的过程中常用的科学方法,培养学生善用类比方法、理想化方法、实验方法等物理学习方法。
(三)情感态度与价值观通过对库仑定律探究过程的讨论,使学生把握科学的探究方法,激发学生对科学的热三、教学重难点(一)重点对库仑定律的明白得(二)难点对库仑定律发觉过程的探讨。
四、学情分析学生在高一差不多学习了万有引力的差不多知识,为过渡到本节的学习起着铺垫作用,学生已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推理演算能力。
能在老师指导下通过观看、摸索,发觉一些问题和解决问题五、课前预备学生预备展现学案上预习的情形,老师预备必要的课件六、教学方法比较库仑定律与万有引力定律的异同。
七、课时安排 1课时八、教学过程1.教师演示1.1-6的实验。
2.学生注意观看小球偏角的变化以及引起这一变化的缘故。
3.通过对实验现象的定性分析得到:电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大,随距离的增大而减小。
4.法国物理学家库仑,用实验研究了电荷间相互作用的电力,这确实是库仑定律。
内容:真空中的两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
表达式:,k叫静电力常量,k=9×109 N·m2/C2。
5.介绍点电荷:①不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷。
②点电荷是一种理想化模型。
《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。
第二节库仑定律
物理选修3-1第一章第二节库仑定律一、课标要求知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。
知道两个点电荷间相互作用的规律。
通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。
二、三维教学目标1.知道点电荷的概念,体会科学研究中的理想模型方法2.知道库仑定律,理解它含义及其表达式,知道静电力常数,会用库仑定律的公式进行有关运算3.对比静电力和万有引力,体会自然规律的多样性和统一性三、重点难点1.重点:点电荷的概念,库仑定律的内容与应用。
2.难点:应用库仑定律进行有关计算四、导学流程前置复习万有引力定律的内容是,公式是。
新课学习(一)库仑定律的探究1.带电物体之间是存在相互作用力的,你能举出说明这一现象的实例吗?2.提出问题:电荷之间相互作用力的大小决定于哪些因素呢?3.实验探究:教师演示课本P6演示实验4.实验现象分析:(1)保持小球的带电量不变,将它离带电体Q的距离逐渐增大,丝线偏离竖直方向的角度,这表明带电小球受到的作用力。
(2)使小球处于同一位置,增大小球所带的电荷量,丝线偏离竖直方向的角度,这表明带电小球受到的作用力。
(3)根据上述分析,请猜想一下电荷之间相互作用力的大小与哪些因素有关?具体的关系是什么呢?(二)库仑的实验(结合课本P7的第4~6段,熟悉库仑的实验装置及实验原理)阅读课本P7第四段后思考以下问题:1.库仑是用什么办法测算出点电荷之间相互作用力的?2.库仑扭秤中由哪几部分组成?它们各起什么作用?3.当时还没有电荷量的单位,库仑是怎样解决作用力与电荷量的关系的?4.实验原理:两带电球之间的相互作用使悬挂银丝发生扭转,用比较力的大小;库仑巧妙地解决了带电荷量的问题,即的金属球接触电荷量的方法。
5.引导学生分析实验结论:(1)改变A与C之间的距离R,记录每次悬丝扭转的角度,便可找到力F与距离的关系,结果是,即:。
(2)库仑采用等大的金属球接触均分电荷量方法,又发现了电荷间的作用力F与电荷Q 的关系,结果是,即。
选修3-1教学案:第一章 第2节 库仑定律 Word版含解析-物理备课大师学案
第2节库仑定律1.点电荷是理想模型,当带电体的大小和形状在研究的问题中的影响可以忽略时,带电体可被看成点电荷。
2.库仑定律表达式为F =k q 1q 2r 2,此式仅适用于真空中的点电荷。
静电力常量k =9.0×109 N·m 2/C 2。
一、探究影响电荷间相互作用力的因素1.实验原理:如图1-2-1所示,小球受Q 的斥力,丝线偏转。
图1-2-1F =mg tan_θ,θ变大,F 。
2.实验现象(1)小球带电荷量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度 。
(2)小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度 。
3.实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 ,随着距离的增大而 。
二、库仑定律1.库仑力:电荷间的 ,也叫做静电力。
2.点电荷:带电体间的距离比自身的大小 ,以致带电体的 、 及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略时,可将带电体看做 ,即为点电荷。
3.库仑定律(1)内容:真空中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 ,与它们的距离的二次方 ,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:F =k q 1q 2r 2,k = ,叫做静电力常量。
(3)适用条件:真空中 。
三、库仑的实验1.实验装置:库仑做实验用的装置叫做 。
如图1-2-2所示,细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A ,另一端有一个不带电的球B ,B 与A 所受的重力平衡。
当把另一个带电的金属球C 插入容器并使它靠近A 时,A 和C 之间的作用力使悬丝 ,通过悬丝扭转的 可以比较力的大小。
图1-2-22.实验步骤(1)改变A 和C 之间的距离,记录每次悬丝扭转的角度,便可找出力F 与 的关系。
(2)改变A 和C 的带电荷量,记录每次悬丝扭转的角度,便可找出力F 与 之间的关系。
3.实验结论(1)力F 与距离r 的二次方成反比,即 。
第二节 库仑定律
(2)点电荷是一个理想化的模型,类似于力学中的质点。
三、库仑实验:
1、装置: 库仑扭秤
2、原理:
m m A B ( 1)
横梁平衡
C + A + B
(2)使A带正电,之后取一与A、B完全相同的
带正电的球C,当C靠近A时,静电力使银丝有一
个扭转角,力越大扭转角度越大。
俯视图
(3)改变A、C的距离看扭转程度得:
1 A. 3 C.3
3 B. 3 D. 3
6.如下图所示,在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q(q>0)的相同小 球,小球之间用劲度系数均为k0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静 止状态时,每根弹簧长度为l.已知静电力常量为k,若不考虑弹簧的静电感 应,则每根弹簧的原长为( C )
解析: 对最右边的小球受力分析可 知, 小球受到另外两个带电小球对它向右的 kq2 kq2 库仑力,大小分别为 F1= 2和 F2= 2 , l 2l 由力的平衡可知弹簧弹力的大小 F = F1 + 5kq2 F 5kq2 F2= 2 ; 故弹簧的伸长量为 Δl= = , 4l k0 4k0l2 所以选 C.
l
Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和
库仑力F库的表达式正确的是(
m2 Q2 A.F 引=G 2 ,F 库=k 2 l l m2 Q2 C.F 引≠G 2 ,F 库=k 2 l l
)
m2 Q2 B.F 引≠G 2 ,F 库≠k 2 l l m2 Q2 D.F 引=G 2 ,F 库≠k 2 l l
(三)情感态度与价值观 培养学生的观察和探索能力
复习回顾:
一、物体带电的三种方式 1、摩擦起电: 2、感应起电: 3、接触带电: 二、 电荷守恒定律 : 电荷既不能创造,也不能消失,只能从一个物体转移到另一个物 体,或者从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总 量保持不变。这个结论称为电荷守恒定律 另一表述:一个与外没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保 持不变的。
