庫侖定律教案2022學(xué)年【新教材】人教

庫侖定律〖教材分析〗本節(jié)內(nèi)容的核心是庫侖定律，它闡明了帶電體間相互作用的規(guī)律，為整個電磁學(xué)奠定了基礎(chǔ)。教材首先通過"探究影響電荷間相互作用力的因素"的定性實驗導(dǎo)入，而且教材中引入了一些科學(xué)家探究的思維過程。在此基礎(chǔ)上，庫倫通過巧妙的扭秤實驗，得出庫倫定律。所以，本節(jié)的教學(xué)要特別注意實驗教學(xué)。〖教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)〗物理觀念：明確點電荷和質(zhì)點一樣是個理想模型，了解庫倫定律得出的思路和過程。理解庫倫定律的含義并掌握相應(yīng)計算的方法。科學(xué)思維：在庫倫定律建立過程的學(xué)習(xí)中，培養(yǎng)學(xué)生實際問題進行簡化抽象建立物理模型的探究思維意識和能力?？茖W(xué)探究：通過演示實驗，定性了解電荷之間的作用力大小與電荷量的多少以及電荷之間距離大小的關(guān)系?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過扭秤實驗的教學(xué)，提高學(xué)生實驗猜想和驗證猜想的思維能力。滲透從極大到極小的辯證唯物主義觀點?！冀虒W(xué)重點與難點〗重點：掌握庫倫定律。難點：會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算?！冀虒W(xué)準(zhǔn)備〗多媒體課件〖教學(xué)過程〗一、情景導(dǎo)入帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁，把系在絲線上帶正電的小球先后掛在P1、P2、P3等位置。帶電體C與小球間的作用力會隨距離的不同怎樣改變呢?在同一位置增大或減小小球所帶的電荷量，作用力又會怎樣變化?電荷之間作用力的大小與哪些因素有關(guān)?二、學(xué)導(dǎo)結(jié)合（一）電荷之間的作用力材料展示：探究電荷之間的作用力①（播放動圖）帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁，不斷改變C與懸掛小球的距離。觀察絲線和豎直方向的偏角大小，就可以觀察小球所受作用力了的大小。觀察發(fā)現(xiàn)：懸球的絲線和豎直方向的偏角大小隨著距離的增大而減少，即懸球受到的作用力隨著距離的增大而減少。②（播放動圖）帶正電的帶電體C置于鐵架臺旁固定不動，不斷改變C的電量。觀察發(fā)現(xiàn)：懸球的絲線和豎直方向的偏角大小隨著電荷量的增大而增大，即懸球受到的作用力隨著電荷量的增大而增大。實驗小結(jié)：電荷之間相互作用力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減少。法國物理學(xué)家?guī)靷愑镁_的實驗，研究了電荷間的相互作用力，他發(fā)現(xiàn)真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。這個規(guī)律叫作庫侖定律。電荷間的這種相互作用力叫作靜電力或庫侖力。適用范圍:①真空也就是說如果電荷在其他介質(zhì)中，那之間的相互作用力還會受到介質(zhì)的干擾，不過空氣和真空比較近似，可以認(rèn)為空氣中的庫倫定律也是近似成立的。除了真空之外，庫倫定律是對點電荷而言的。②靜止的點電荷那么，什么是點電荷呢?其實它和力學(xué)中質(zhì)點模型一樣，是一種科學(xué)的抽象的理想化模型，真正的點電荷并不存在。點電荷只有電量和質(zhì)量而沒有形狀和大小，它其實就是帶電的質(zhì)點?？梢钥闯牲c電荷的主要有兩種類型：第一種形狀、大小、電荷分布可以忽略。如帶電體的距離比他們的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，就可以把它看成點電荷。第二種是均勻帶電的球體或球殼。均勻帶電的球體或球殼也可以看成一個點電荷。它位于球心，帶電量與該球相同。注意：一個帶電體能否看成點電荷，是相對具體問題而言的，不能單憑大小或形狀來判斷。想一想兩個靠近的帶電球體，是否可以看做是集中在球心位置的點電荷？不能，因為同種電荷相互排斥，導(dǎo)致電荷的分布并不是均勻的，而是集中在兩側(cè)，所以不能看成是集中在球心位置的點電荷，同理異種電荷也是。問題：庫倫定律是通過怎樣的實驗得出的呢？庫倫的實驗要做這種實驗就得測量庫倫F，但是它非常微弱難以感覺到，怎樣測量這種微小的力呢？又要怎么樣測量物體的帶電量的？閱讀課本庫倫的實驗部分。①微力難于測量——小量放大法，找到力與距離的關(guān)系。庫倫扭秤的結(jié)構(gòu)：帶電小球A與后來的球C，產(chǎn)生庫倫力。不帶電小球B用來來平衡小球A重力。扭秤實驗（播放動圖）。結(jié)果是力F與距離r的二次方成反比，。②電量無法測量——電荷均分使一個帶電金屬小球與另一個不帶電的完全相同的金屬小球接觸，前者的電荷量就會分給后者一半。多次重復(fù)，可以把帶電小球的電荷量q分為，以及更小的等等。庫倫繼續(xù)研究最后就得到了電荷間的作用力與電荷量的關(guān)系，即綜合以上兩個結(jié)論就可以得到庫倫定律了。把它寫成等試就是這樣①k為靜電力常量：k=×109N·m2/C2。②q為電荷量：計算大小時只將電荷量的絕對值代入。當(dāng)兩個點電荷所帶的電荷量為同種時，它們之間的作用力為斥力；反之，異種電荷時，它們之間的作用力為引力。符號并不影響靜電力的大小。③r是兩點電荷間的距離。如果是均勻帶電球體間的作用，r是球心間的距離。注意：當(dāng)r→0是，不能看成點電荷了，所以公式不在適用。課堂練習(xí)例1：如圖所示，兩個帶異種電荷，電量均為Q的均質(zhì)金屬小球，小球的半徑為r，兩球相距為R，那么它們之間庫倫力大?。ǎ┙忸}提示：只有電荷分布均勻時才能用，如果這兩個球是導(dǎo)體時，他兩帶異種電荷，因此導(dǎo)體表面的電荷虎相互吸引，向內(nèi)側(cè)移動，此時電荷間的距離要比圓心間的距離大。所以它們間的引力要比大。（三）探究深化根據(jù)庫侖定律，兩個電荷量為1C的點電荷在真空中相距1m時，相互作用力是：庫侖是一個非常大的電荷量單位。差不多相當(dāng)于一百萬噸的物體所受的重力，這將是多么可怕的作用力。（播放動圖）一把梳子和衣袖摩擦后所帶的電荷量不到百萬分之一庫侖，巨大的云層中積累的電荷量可達(dá)幾百庫侖。問題：靜電力公式與萬有引力公式有點像，那這兩個力誰大呢？庫倫力的矢量運算庫侖定律描述的是兩個點電荷之間的作用力。如果存在兩個以上點電荷，那么要對這個點電荷的作用力進行的矢量求和。庫倫定律（四.總結(jié)反思）電荷之間的作用力——庫倫定律條件：①真空中形狀、大小、電荷分布可以忽略②靜止的點電荷均勻帶電的球體或球殼庫倫的實驗——扭秤實驗①微力難于測量——小量放大困難②電量無法測量——電荷均分①k為靜電力常量：k=×109N·m2/C2。②q為電荷量：計算大小時只將電荷量的絕對值代入。③r是兩點電荷間的距離。如果是均勻帶電球體間的作用，r是球心間的距離。注意：當(dāng)r→0是，不能看成點電荷了，所以公式不在適用。學(xué)生對點電荷的認(rèn)識不夠明確，沒有判斷意識。很不理解具體問題具體分析的原則，對于能不能看成點電荷，存在最求標(biāo)準(zhǔn)，如帶電物