库仑定律课件设计

　　知识目标：

1．掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律．

2．会用库仑定律进行有关的计算．

　　能力目标：

1．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．渗透控制度量的科学研究方法

　　德育目标：

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．

　　教学重点：

库仑定律和库仑力的教学．

　　教学难点：

关于库仑定律的教学

　　教学方法：

实验归纳法、讲授

　　库仑定律教学过程：

　　一、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

提问：那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢？

结论、电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关，电量越大，距离越近，作用力就越大；反之电量越小，距离越远，作用力就越小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。

电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关，那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？

早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律.

　　二、库仑定律：

1.内容：真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2.库仑定律表达式：

3.对库仑定律的理解：

(1) 库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。

a：不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷．

b：点电荷是一种理想化模型．

c：介绍把带电体处理为点电荷的条件．

d：库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力，但是任一带电体都可看成是由许多点电荷组成的，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大小和方向．

(2)K：静电力恒量。重要的物理常数K=9.0×109Nm2/C2，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。

(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即可。

（4）库仑力也称为静电力，它具有力的共性。它与高一时学过的重力，弹力，摩

擦力是并列的。它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵从平行四边形法则，与其它的力平衡，使物体发生形变，产生加速度。若点电荷不是静止的，而是存在相对运动，那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外，还存在相互作用的磁场力。

(5) ,F是Q1与Q2之间的相互作用力，F是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1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。不能理解为Q1Q2，受的力也不等。

三、库仑研究定律的过程

1.提出假设

2.做出假说

3.实验探究:

（1）实验构思

（2）实验方案

（3）对假说进行进行修正和推广

4.思考：（1）库仑通过什么方法比较力的大小？

（2）库仑通过什么方法比较电荷量的大小？

5.研究方法：控制变量法.

实验方案：

a.q1、q2一定时，探究F与r的关系

结论：F∝1/r2

b.r一定时，探究F与的q1、q2关系

结论：即 F ∝q1q2

6.思想方法:

(1)小量放大思想

(2)电荷均分原理

　　四、库仑定律的应用

完成课本例题1和例题2.

　　五、课堂训练:

1、下列说法中正确的是：（AD）

A .点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是

不存在的．

B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体

C .根据 可知，当r趋近于0 时,F趋近于∞

D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研

究的问题的影响是否可以忽略不计．

2、两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5×105 C的正电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带+1.5×105 C和1.5×105 C的电量时，相互作用力为F2 , 则（ ）

A．F1 = F2 B．F1 ＜F2 C．F1 ＞ F2 D．无法判断

3、已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg，它们之间的距离为5.3×10-11m（结果保留一位有效数值）

（1）它们之间的万有引力？

(2）异种电荷相互吸引质子给电子的.的引力为多少？

（3）电子给质子的库仑力？

（4）电子绕质子运动的向心力由谁提供？

(5）在电子、质子连线的垂直平分线上放一电子，与质子、电子构成等边三角形，求此时质子受到的合力？

答案：F引=3.6×10-47N F电=8.2×10-8N F电=8.2×10-8N F合=14.2×10-8N

　　六、小结：

（1）电荷间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定

（2）电荷间作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。

（3）库仑定律适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用力（均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可）。

　　一、教材分析

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。本节教学内容主线有两条：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。

教材的处理：本单元内容可分为两节课处理，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研究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和运用。

　　二、学生分析

知识基础分析：（1）掌握电荷之间存在相互作用力，且同性相斥，异性相吸。（2）掌握电荷守恒定律，并会简单地运用。（3）会处理共点力作用下物体的平衡，并通过偏转角度的变化判断受力的变化。

学习能力分析：（1）学生的观察水平不断提高，能够初步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。（3）已经初步具备基础的实验操作和实验观察能力。

学法分析：自主探究，观察分析，分组实验，讨论交流，类比总结，习题巩固。

　　三、教学目标

知识与技能：（1）知道点电荷的概念；（2）理解库仑定律；（3）会计算真空中点电荷之间的库仑力；（4）初步了解人类对电荷间相互作用的探究过程。

过程与方法：（1）通过实验演示培养学生的实验、观察、分析和总结能力；（2）通过对实验方案的制定和操作，加深对研究物理问题一些常用方法，如控制变量法、放大法等实验方法的理解。

教学重点难点：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的一些常用基本方法。难点：静电实验的操作和对实验现象的分析归纳。

　　四、教学环境

交互式多媒体教学环境。

　五、教学流程设计

（一）旧知回顾。

教师活动：精心设计本节课涉及的已学内容。课件展示答案。及时对学生回答给出有效评价。

学生活动：学生自主复习完成问题，为新课学习做好准备。

设计意图：通过课件简单呈现相关知识点，承接前面所学电荷的相关内容以便为库仑定律的学习做好知识储备。

（二）设计情境，提出课题。

教师活动：（趣味小实验）请一位同学站到绝缘地毯上，带上粘有铝箔纸的铅丝环。用一个手抓住起电机的一个金属球，教师则慢慢摇动起电机手柄，引导学生观察现象并思考原因。

学生活动：观察这位学生身上发生的情景，分析得出电荷之间的作用力。

设计意图：通过自制实验让学生亲身体验，为学生创设轻松有趣、新奇不解的情境，在提高兴趣、激发学习动力的同时，顺势提出课题，促使学生手脑并用，让学生在简单层次上“主动发现”。

（三）启发分析，寻找相关量。

教师活动：（演示实验）用实验定性探究，用感应起电机让两球同时带上电，观察现象。（1）移动铁架台靠近右边带电小球，观察左边小球选线与竖直方向的角度。（2）保持铁架台与右边金属球位置不变，用一不带电金属球接触左边铝箔求，观察悬线与竖直方向的角度。

设置引导学生思考电荷之间作用力有哪些影响因素。

问题1：移动铁架台靠近右边的小球时，实验现象是什么？说明了什么问题？

问题2：保持铁架台与右边金属球位置不变，用一不带电金属球接触左边铝箔球，小球的摆角是否变化？说明了什么问题？

问题3：当保持铁架台与右边金属球位置不变，用一不带电金属球接触左边铝箔球，然后移走金属球，摆角如何变化？说明了什么问题？

问题4：该实验表明哪些因素影响电荷间的相互作用力？这些因素对相互作用力的大小有什么影响？该实验采用了什么科学方法？

学生活动：学生观察实验现象，通过思考，分析得出实验的本质。

设计意图：通过引导学生掌握观察的基本方法，适当点拨，让学生透过实物的表象，抓住本质，让学生自主分析归纳出静电力大小与电荷量和电荷间距之间的定性关系，促进学生对物理规律意义的深刻理解。

（四）引导探究，寻找规律。

教师活动：（分组实验）教师展示实验装置，提出问题，引导说明实验方法，进行实验设计，完成实验操作，并最终根据数据得出实验结论。

1.试说明探究方法及分步实施方案？

2.怎样通过观察判断小球所受库仑力的大小？

3.怎样通过改变小球间的距离寻找库仑力与电荷间距r的定量关系？

4.怎样改变小球的带电量？

学生活动：学生根据实验器材和相关问题通过交流讨论得出实验设计思路，并说明相关步骤。学生分组合作完成实验探究，填写数据表格，得出实验结论，投影展示实验结果并讲解。

设计意图：通过自制实验器材培养学生的动手能力和创新意识，最终使学生在熟悉物理规律生成的过程中，体会常见物理方法及实验设计的分析思路。

（五）类比分析，归纳总结。

教师活动：（视频实验）教师播放库仑定律实验视频，引导学生类比万有引力定律得出库仑定律内容，适用条件。

学生活动：类比万有引力定律适用条件及引力常量测量方法给出库仑定律适用条件，并分析测量k值的实验设计原理及方法

设计意图：通过观看“库仑定律实验”视频，一方面让学生体验科学家研究问题的方法和思维过程，另一方面类比万有引力常量的测量强化常用的物理思想及方法。

（六）知识建构。

教师活动：教师对学生的表达进行修正和完善，使其形成完整的知识体系。

学生活动：学生自主完成知识建构内容。

设计意图：课件展示知识框架，给出学生本节知识系统和物理方法。

　　六、教学特色

本课学习突出了学生的主体地位，围绕物理规律的生成过程及学生对规律的认知特点，循序渐进地设计了演示和分组实验，并最终根据视频实验得出了规律，在落实“实验定律”生成过程精细化的同时激发了学生的学习兴趣。