電荷間的相互作用

1、電荷間的相互作用 一、素質(zhì)教育目標(biāo)（一）知識(shí)教學(xué)點(diǎn)1知道在什么情況下帶電體可看成是點(diǎn)電荷2了解電荷的相互作用，并能應(yīng)用庫(kù)侖定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題3知道元電荷是實(shí)驗(yàn)得出的最小電量，元電荷e=1.60×10-19C（二）能力訓(xùn)練點(diǎn)由實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象建立物理模型的能力，控制變量的科學(xué)研究方法。（三）德育滲透點(diǎn)介紹元電荷時(shí)適當(dāng)擴(kuò)展，滲透物質(zhì)無(wú)限可分的辯證唯物主義觀點(diǎn)二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法1重點(diǎn)庫(kù)侖定律庫(kù)侖力2難點(diǎn)庫(kù)侖定律的定性演示3疑點(diǎn)靜電力常量K的數(shù)值的確定4解決辦法講清庫(kù)侖定律及適用條件，說(shuō)明庫(kù)侖力符合力的特征，遵守牛頓第三定律，說(shuō)清K的單位由公式中各量單位確定，其數(shù)值則

2、由實(shí)驗(yàn)確定。為定性演示庫(kù)侖定律，應(yīng)使帶電小球表面光滑，防止尖端放電，支架應(yīng)選絕緣性能好的，空氣要干燥（采用紅外線燈照射空氣）。三、課時(shí)安排1課時(shí)四、教具準(zhǔn)備玻璃棒，絲綢，系有絲線的包有鋁箔的泡沫塑料小球，紅外線燈，庫(kù)侖扭秤模型或掛圖。五、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)本課學(xué)生活動(dòng)主要集中體現(xiàn)在兩處：1學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)定性分析，兩帶電體間的作用力大小與距離及帶電體的帶電量有關(guān)。2應(yīng)用庫(kù)侖定律解決簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的練習(xí)。六、教學(xué)步驟（一）明確目標(biāo)經(jīng)過(guò)本課的講授使學(xué)生知道點(diǎn)電荷、元電荷、庫(kù)侖力的概念，理解庫(kù)侖定律及其適用的條件，并能解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題；培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象的思維能力及如何建立物理模型，

3、滲透物質(zhì)可分的思想，適當(dāng)介紹粒子研究的物理學(xué)進(jìn)展。（二）整體感知庫(kù)侖定律是本課的核心，是靜電學(xué)中的重要知識(shí)，它既是電荷間相互作用的基本規(guī)律，又是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)，也是今后學(xué)習(xí)氫原子結(jié)構(gòu)模型的依據(jù)。（三）重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程1創(chuàng)設(shè)情景提問(wèn)用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒靠近包有鋁箔的小球，會(huì)發(fā)生什么情況？讓學(xué)生猜想，并要求說(shuō)明理由。2實(shí)驗(yàn)探索演示1 演示上述提問(wèn)內(nèi)容，結(jié)果先吸引，而鋁箔與帶電玻璃棒接觸后再排斥。這是由于兩者接觸后帶有同種電荷的帶電體間發(fā)生相互排斥作用的緣故。引導(dǎo)同種電荷相互排斥，異種電荷互相吸引。那么電荷間相互作用力的大小跟什么有關(guān)呢？演示2 讓帶電玻璃棒在不同距離上靠近懸掛的帶

4、電小球，觀察小球懸線偏離豎直方向的角度不同的情況（課本圖1-1）這說(shuō)明了什么？啟發(fā)學(xué)生回答，說(shuō)明電荷之間作用力隨著距離的增大而減少。為什么？啟發(fā)學(xué)生分析小球的受力情況，當(dāng)小球平衡時(shí)后它所受的電荷間的作用力F=mgtg（如右圖）玻璃棒距小球越遠(yuǎn)，偏角越小，表示電荷間作用力越小。演示3 固定玻璃棒位置，增加懸掛小球帶電量，觀察偏角增大的現(xiàn)象。說(shuō)明了什么？啟發(fā)學(xué)生回答，說(shuō)明電荷間的作用力隨著電量的增大而增大。3教師歸納出示扭秤模型或掛圖，簡(jiǎn)述庫(kù)侖利用扭秤研究點(diǎn)電荷間相互作用力的大小與電量和距離的關(guān)系及控制變量科學(xué)研究方法。介紹庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)結(jié)論庫(kù)侖定律（用幻燈片投影顯示）在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它

5、們的電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。同時(shí)應(yīng)指出（1）關(guān)于“點(diǎn)電荷”，應(yīng)讓學(xué)生理解這是相對(duì)而言的，只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以看作是點(diǎn)電荷。嚴(yán)格意義上的點(diǎn)電荷只是一個(gè)理想化的物理模型，實(shí)際上是不存在的，類同于質(zhì)點(diǎn)概念。庫(kù)侖定律適用于真空中的點(diǎn)電荷。（2）靜電力同樣有力的共性，遵守牛頓第三定律。電量不同的兩個(gè)點(diǎn)電荷相互作用時(shí)，所受的靜電力也相等。（3）庫(kù)侖定律公式中的恒量K是個(gè)重要的物理常數(shù)K的單位只能由公式中的其它幾個(gè)量的單位來(lái)確定，而它的數(shù)值也要由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，并依據(jù)計(jì)算精度的需要確定數(shù)值的有效數(shù)字位數(shù)（K的精確值是89

6、8755179×109Nm2/C2，計(jì)算中可取K=9.0×109Nm2/C2）。其物理意義為K在數(shù)值上等于兩個(gè)帶有單位電量的點(diǎn)電荷在真空中相距單位距離時(shí)的庫(kù)侖力。Q1=Q2=1C r=1m時(shí)，F(xiàn)=9.0×109N，與人（約50kg）體重（500N）相比較，體會(huì)K值是一個(gè)很大的值。這種情況不同于牛頓第二定律規(guī)定力的單位，公式中的比例恒量可取作1，可讓學(xué)生在對(duì)比中了解比例關(guān)系的公式中為什么有的比例恒量是1，有的卻不是1（4）元電荷e=1.6×10-19C經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得，任何帶電體所帶電量都等于一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子所帶電量的整數(shù)倍，有時(shí)也用元電荷作為電量單位。4應(yīng)用分析（1）閱讀課本第4頁(yè)的例題應(yīng)用庫(kù)侖定律計(jì)算時(shí)，可用所帶電量的絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)電性判斷是引力還是斥力。（2）討論下述情況，靜電力如何變化a電量不變，距離增大為原來(lái)兩倍b距離不變，其中一個(gè)電量增大為原來(lái)2倍c若兩個(gè)電荷的電量都增大為原來(lái)的2倍，距離也增大為原來(lái)兩倍（3）碳原子核，帶電量為9.6×10-19C，碳原子核中有幾個(gè)質(zhì)子？（6個(gè)）（4）兩個(gè)相同的小球，帶電后互相接觸，如果它們平衡時(shí)懸線間夾角為60°，懸線長(zhǎng)度l（如圖），小球質(zhì)量為m小球可看作點(diǎn)電荷，則它們所帶電量為多少？讓學(xué)生計(jì)算出（四）總結(jié)、擴(kuò)展庫(kù)侖定律、公式及適用條件點(diǎn)電荷的概念K值的物理意