第二节库仑定律教案_第二节库仑定律学案

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优质课评选

《库仑定律》教案

第2节 库仑定律

教学目标

（一）知识与技能

1．通过演示实验，定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少及电荷之间距离大小的关系。

2．明确点电荷是个理想模型。知道带电体简化为点电荷的条件，感悟科学研究中建立理想模型的重要意义。

3．知道库仑定律的文字表述及其公式表达。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性。

4.了解库仑扭秤实验。

（二）过程与方法

教学方法演示归纳、自主探究。

（三）情感态度与价值观

通过对库仑定律探究过程的讨论，使学生掌握科学的探究方法，激发学生对科学的热 教学重难点

（一）重点

对库仑定律的理解

（二）难点

对库仑定律发现过程的探讨。

教学过程

复习引入：谈谈现在你对电荷的认识。

使物体带电的方式：摩擦起电、接触带电、感应起电，无论哪种使物体带电的方式都不是创造电荷，总电荷量是守恒的；电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢？

第2节库仑定律

一、定性探究

【演示实验】带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向．使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)． 点电荷的概念：（学生自学并类比质点）

①点电荷同质点一样也是一个理想化模型——带电的几何点。②若带电体间的距离比它们自身的尺寸大得多，以至带电体的形状和大小对库仑力的影响可以忽略不计，这样带电体就可以看作点。

【转化思想】对带电小球受力分析，寻找电荷间作用力的大小与悬线倾角α的关系 F=mg tanα

可见，可以从悬线倾角的大小反应力的大小。【结论】

○1将带电金属球靠近静电摆，观察静电摆与铅垂线的偏角，当增大金属球与静电摆的距离，观察摆角的变化。

○2用不带电的金属球与原来带电金属球接触，原来静电摆带电荷量减少，在观察静电摆与铅垂线的偏角大小如何变化。

【学生总结】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。

【提出问题】电荷间的作用力与电荷量和距离之间的定量关系是怎样的呢？

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.【历史回顾，定量探究】学生自学人类对静电力的探究过程：根据类比由万有引力与静电力的相似之处推测这两种力的其它特性也可能相似，由此猜测静电力数学表达式。培养学生热爱科学的兴趣。【 板书：】

二、定量探究：库仑的实验

库仑扭秤实验的验证过程（课件展示加解说）【教师活动】

（1）结构简介（课件展示）。（2）如何解决力的准确测量？

①操作方法，力矩平衡：静电力力矩＝金属细丝扭转力矩，②思想方法：放大、转化

（3）F与r2关系的验证。

①设计思想：控制变量法——控制Q不变

②结果：库仑精确地用他的扭称实验测量了两个带电小球在不同距离下的静电力，证实了自己的猜测。基本上验证了F与r之间的平方反比关系。

（4）当时没用电荷量的概念，库仑是如何解决电量测量问题，验证F与Q的关系？引导学生阅读课本。

【学生活动】阅读课本库仑的实验部分回答学案问题。

①库仑将两个完全相同的金属小球，一个带电、一个不带电，两者相互接触后电量被两球等分，各自带有原有总电量的一半。这样库仑就巧妙地解决了这个问题，从而顺利的验证得出电荷间的作用力与电荷量的关：力F与q1和q2的乘积成正比。②思想方法：守恒、对称。

【学生活动：】阅读教材内容完成学案

【教师活动：】巡视后提问归纳库仑定律。

三、库仑定律

1．内容：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 , 跟它们间距离的平方成反比 , 作用力的方向在它们的连线上。

电荷间的这种相互作用力叫做静电力或库仑力。

FKQ1Q2r22．公式： ：

k叫静电力常量，k=9×109 N·m2/C2。3．适用条件：真空，静止的点电荷

四、典型例题

【例题1】：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．

分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．

解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是

F1FF1=k=Q1Q2r29，F2=Gm1m2r219，F1F2=kQ1Q2Gm1·m219279.0×10×1.60×106.67×1011×1.60×102

处理方法：由于这个题计算量太大，让学生自己做会占有课堂上太多时间，所

×9.10×1031×1.67×10=2.3×1039以让学生直接观察课本计算结果从而得出：

可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力．其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计．

【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，求其中一个电荷受到的库仑力。

【课堂小结】

这节课我们首先定性的探究电荷间的作用力与电荷量q和电荷间距离r的关系，然后通过库仑的实验了解定量探究的过程，最后得出了电学的一个基本定律—库仑定律。库仑定律使电学进入了定量化的科学阶段。所以物理学家们把库仑的名字命名为电荷量的单位。【当堂达标】

1、下列说法中正确的是：（）

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

FKQ1Q2r2C.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.真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷增加了1/2，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电量一定减少了（）

A.1/5

B.1/4

C.1/3

D.1/2 3.已知点电荷A的电量是B点电荷的2倍，则A对B作用力大小跟B对A作用力大小的比值为（）

A.2:1

B.1:2

C.1:1

D.不一定

4．如下图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A，B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为()A．一定是正电

B．一定是负电

C．可能是正电，也可能是负电 D．无法判断

5.三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（）。

A．F/2 B．F/4 C．F/8 D．3F/8 6.如图14－1所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等．A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB．那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为________． 【布置作业】完成学案

板书设计

一、定性探究

点电荷

二、定量探究：库仑的实验

三、库仑定律 1．内容：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 , 跟它们间距离的平方成反比 , 作用力的方向在它们的连线上。

FKQ1Q2r22．公式： ：

2k叫静电力常量，k=9×10 N·m/C。3．适用条件：真空，静止的点电荷 教后札记：

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