人教版-選修1-1-高二物理-1.1電荷-庫侖定律-教學(xué)課件

今天，我們閉合開關(guān)就可以接通電路：電燈發(fā)出柔和的光，收音機(jī)播放動(dòng)聽的樂曲，電視機(jī)播映聲情并茂的節(jié)目······導(dǎo)入新課

這一切早都習(xí)以為常。電的大規(guī)模應(yīng)用給予人們對電的認(rèn)識。然而，人類是怎樣獲得有關(guān)電的知識？下面觀看一段視頻，讓我們走進(jìn)電的世界！電

我們可以上網(wǎng)、看電視、收聽音樂冬天在漆黑的房間里脫毛衣的時(shí)候可以看到火星天氣干燥的時(shí)候，手摸到鐵器的時(shí)候會(huì)發(fā)麻大家還知道哪些類似的現(xiàn)象？這是為什么？

——因?yàn)橛小半姟毕胍幌?.1電荷庫侖定律知識與技能知道元電荷、點(diǎn)電荷、靜電常量通過實(shí)驗(yàn)理解電荷守恒定律理解庫侖定律的含義和表達(dá)式過程與方法

通過對比天電和地電，以及定性和定量、神學(xué)和科學(xué)對電現(xiàn)象的認(rèn)識，了解人類對電荷的認(rèn)識過程教學(xué)目標(biāo)情感態(tài)度與價(jià)值觀通過了解人類對電現(xiàn)象的認(rèn)識過程，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神培養(yǎng)熱愛生活的情趣熱愛生活探索神秘世界重點(diǎn)學(xué)習(xí)和借鑒本節(jié)課的研究方法解決實(shí)際問題電荷守恒、庫侖定律的特點(diǎn)和規(guī)律難點(diǎn)電荷守恒、庫侖定律教學(xué)重難點(diǎn)本節(jié)導(dǎo)航一.接引雷電下九天二.電荷三.電荷守恒四.庫侖定律

一.接引雷電下九天電閃雷鳴

電閃雷鳴是自然界常見的現(xiàn)象，古人認(rèn)為那是“天神之火”，是天神對罪惡的懲罰，在很長的歷史時(shí)期內(nèi)對它充滿畏懼。歐洲文藝復(fù)興時(shí)期科學(xué)精神得到解放，活躍的科學(xué)思想和對豐富多彩的自然現(xiàn)象的好奇心，鼓舞著人們獨(dú)立思考的勇氣，在對自然的研究上，給了人們豐富的思想營養(yǎng)，點(diǎn)燃了熱情，激發(fā)了好奇心。

天上的雷電和我們平時(shí)接觸到的電究竟有沒有聯(lián)系？

如果有，會(huì)有什么聯(lián)系？

這個(gè)答案在1752年6月的一個(gè)陰雨天，富蘭克林為我們解答了，他用綢子做了一個(gè)大風(fēng)箏，在風(fēng)箏頂上安了一根細(xì)鐵絲，一根麻線的一端連接鐵絲，另一端拴一把鑰匙并塞在萊頓瓶中。他和兒子一起把風(fēng)箏放到天上，牽著風(fēng)箏的一根絲繩系在遮雨棚內(nèi)。當(dāng)一陣?yán)纂姶蛳聛恚匆娔┒说睦w維散開，并且萊頓瓶也帶上了電。

同學(xué)們千萬不要重復(fù)這樣危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)哦！

富蘭克林美國科學(xué)家、發(fā)明家、政治家、美利堅(jiān)合眾國創(chuàng)始人之一富蘭克林的實(shí)驗(yàn)證明了閃電是一種放電現(xiàn)象，與摩擦產(chǎn)生的電沒有區(qū)別。他為我們揭開了天電的奧秘，統(tǒng)一了天電和地電，使人們擺脫了對雷電現(xiàn)象的迷信。

我們知道了天電與地電的關(guān)系，那么，地上的電有什么性質(zhì)？它是從哪里來？它的存在跟我們的生活有哪些關(guān)系？

接下來，我們就共同探討這個(gè)問題……

二.電荷

1、靜電現(xiàn)象經(jīng)過摩擦的物體，如塑料筆桿、玻璃棒，能夠吸引輕小物體，我們說這些摩擦過的物體帶了電荷，這些電荷靜止在物體上，這類現(xiàn)象叫做靜電現(xiàn)象。

初中時(shí)學(xué)過，使物體帶電的方法是摩擦起電法，還有哪些方法可以使物體帶電？摩擦起電

接觸起電

感應(yīng)起電怎樣使用驗(yàn)電器？驗(yàn)電器結(jié)構(gòu)如何？原理是什么？驗(yàn)電器如何知道物體是否帶電了？

兩個(gè)金屬箔片能夠因?yàn)閹N電荷而張開。靜電計(jì)

一種特殊的驗(yàn)電器，上面是個(gè)金屬球，下面是一根固定的金屬桿和一個(gè)金屬箔片，能夠根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的角度表示帶電的多少。

用玻璃棒或塑膠棒和絲綢摩擦后，用棒去接觸驗(yàn)電器的金屬球，發(fā)現(xiàn)箔片張開，表明玻璃棒帶了電。

玻璃棒和絲綢為什么會(huì)帶電？

這種使物體帶電的方法叫什么？

演示想一想

2、摩擦起電——摩擦起電物體是怎樣帶電的？？？

物體帶電：使物體中的正負(fù)電荷分開的過程。（不帶電物體，正負(fù)電荷等量）

帶正電：物體失去一些電子帶正電。

帶負(fù)電：物體得到一些電子帶負(fù)電。

中和：等量異種電荷相互抵消的現(xiàn)象。摩擦起電

絲綢摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒都帶電，它們有什么不同？

議一議

用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷

用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電荷

摩擦起電的實(shí)質(zhì)——

電子的轉(zhuǎn)移同種電荷相互排斥

異種電荷相互吸引想一想這說明什么？3、接觸起電

探究接觸起電的實(shí)質(zhì)是什么？接觸帶電球A不帶電球BA、B都帶電帶電球A與不帶電球B接觸，最后B球也帶上電，是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。

接觸起電的實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移

4、感應(yīng)起電

演示

取一對用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體A、B，使它們彼此接觸。起初它們不帶電，貼在其下面的金屬箔是閉合的。

1.帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A，可以看到A、B上的金屬箔都張開了，這表示A、B上都帶了電。

2.如果把A、B分開，然后移去C，可以觀測到A和Ｂ仍帶有電荷。

3.讓Ａ和Ｂ接觸，金屬箔就不再張開了，表明他們不再帶電了。A、B所帶的電荷是等量的，互相接觸時(shí)，等量的正、負(fù)電荷發(fā)生了中和。

把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做感應(yīng)起電。

定義：電荷的多少叫做電荷量

單位：庫侖

符號：Ｃ大?。菏嶙优c衣袖摩擦后電荷量不到百萬分之一庫侖;閃電前云層中積累電荷可達(dá)數(shù)百庫侖生活中，有時(shí)在觸碰到電時(shí)會(huì)僅僅感覺到麻，然而，碰到外面的高壓時(shí)，會(huì)有電死人的情況。

5、電荷量高壓危險(xiǎn)——這是因?yàn)閹щ娏康亩嗌俨煌?電荷守恒定律

大量事實(shí)表明：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變。

這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律。電荷守恒定律

到目前為止，科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量是電子所帶的電荷量。這個(gè)最小的電荷用e表示。

質(zhì)子、正電子帶有跟電子等量的異種電荷。

元電荷實(shí)驗(yàn)指出，所有帶電物體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍，因此，電荷量e叫元電荷。

四.庫侖定律觀察與發(fā)現(xiàn)

兩塑料片會(huì)相互排斥。相互作用力大小可能與電荷量大小、距離有關(guān)。

用軟紙?jiān)趦蓮埶芰贤该髌夏Σ?。然后把它們相互靠近。兩張塑料片之間會(huì)發(fā)生什么作用？反復(fù)實(shí)驗(yàn)幾次，說明它們之間作用力的大小可能跟哪些因素有關(guān)？為了檢驗(yàn)我們的觀察是否正確下面再看一個(gè)演示

演示將一個(gè)帶正電的物體放在A處，另把一個(gè)帶正電的輕質(zhì)小球系在線上，先后掛P1、P2、P3等位置，小球所受電荷作用力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來。觀察小球在不同位置時(shí)絲線偏離豎直方向的角度，比較小球所受力的大小。庫侖定律庫侖

法國物理學(xué)家?guī)靵鲇镁_的實(shí)驗(yàn)研究了電荷之間的作用力，得知：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們電荷量的乘積成正比，跟它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。人們把這個(gè)定律就稱之為庫侖定律。大家來總結(jié)K是靜電力常量

K=9.0×109N·m2/C2

如果用Q

、q

表示兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量，用r表示它們之間的距離，用F表示它們之問的相互作用力，則庫侖定律可以表示為：探究庫侖定律成立的條件真空點(diǎn)電荷靜止探究

什么情況下電荷才能稱之為點(diǎn)電荷？

如果帶電體間的距離比它們自身線度的大小大得多，以至帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)，這樣的帶電體就可以看做點(diǎn)電荷。

點(diǎn)電荷如果兩個(gè)帶電體不能看成點(diǎn)電荷，該如何處理？

可以把帶電體看成是許多個(gè)點(diǎn)電荷組成，根據(jù)庫侖定律和力的合成法則，原則上就可以求出帶電體間的靜電力的大小和方向。

例子

有三個(gè)完全一樣的金屬小球A、B、C，A帶電量7Q，B帶電量－Q，C不帶電，將A、B固定，相距r，然后讓C球反復(fù)與A、B球多次接觸，最后移去C球，試問A、B兩球間的相互作用力變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?（A、B間的距離遠(yuǎn)大于r）解：A、B球原先是引力，大小為：A、B球后來是斥力，大小為：所以A、B間的相互作用力減為原來的。課堂小結(jié)1.電荷

同種電荷相互排斥

異種電荷相互吸引2.電荷量

定義：指電荷的多少單位：庫侖

符號：C3.電荷守恒定律

電荷既不能創(chuàng)生，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從無題的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變。

4.元電荷

所有帶電物體的電荷量或者等于e，或者是e的整數(shù)倍，因此電荷量e叫做元電荷。

5.庫侖定律

定義：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，跟它們電荷量的乘積成正比，跟它們距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

公式：F=KQ1Q2/r2

適用條件：真空、點(diǎn)電荷、靜止高考鏈接

1.[北京卷]使用電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片開。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是（）ABCDB

2.[廣東]已經(jīng)證實(shí)，質(zhì)子、中子都是由上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克帶電為，下夸克帶電為，e為電子所帶電量的大小，如果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的，且各個(gè)夸克之間的距離都為L，L=1.5×10-15試計(jì)算質(zhì)子內(nèi)相鄰兩個(gè)夸克之間的靜電力。（庫侖力）F1=46N，為斥力。F2=23N，為吸力。

3.[全國卷]兩個(gè)完全相同的金屬小球，分別帶有+3Q和－Q的電量，當(dāng)它們相距r時(shí)，它們之間的庫侖力是F。若把它們接觸后分開，再置于相距r/3的兩點(diǎn)，則它們的庫侖力的大小將變?yōu)椋ǎ?/p>

A．F/3

B．F

C．3F

D．9FC課堂練習(xí)

1.有兩個(gè)點(diǎn)電荷,所帶電量的絕對值均為Q，從其中一個(gè)電荷上取下△Q電量,并加在另一個(gè)電荷上,那么它們之間的互相作用力與原來相比（）A.一定變大B.一定變小

C.保持不變D.無法確定B

2.真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，它們之間的作用力為F，若它們的帶電量都增大為原來的2倍，距離減少為原來的1/2，它們之間的相互作用力變?yōu)椋ǎ?/p>

A.F/2

B.FＣ.4FＤ.16FD

3.如圖，在光滑水平面上固定一個(gè)小球A，用一根原長為L，由絕緣材料制成的輕彈簧把A球和另一個(gè)小球B連接起來。然后讓兩球帶上等量的同種電荷Q，這時(shí)彈簧的伸長量為X1，如果設(shè)法使AB的電量各減少一半，這時(shí)彈簧的伸長量為X2，則（）

A.X2=X1/4B.X2=X1

C.X2>X1/4D.X2<X1/4A

4.如圖，質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑的絕緣水平面上，彼此相隔的距離為L（L比球的半徑r大得多），B球帶電荷量為QB＝3q。A球帶電荷量為QA＝6q，若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始終保持L的間距運(yùn)動(dòng)，求：（1）F的大小。（2）C球所帶的電量。ABCF（1）F=－162Kq2/L2

（2）QC＝－24q

5.如圖，光滑絕緣水平面上固定著A、B、C一個(gè)帶電小球，它們的質(zhì)量均為m，間距均為r、A、B帶正電，電荷量為q，現(xiàn)對C施加一水平力F的同時(shí)放開三個(gè)小球，欲使三個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中保持距離r不變，求:

（1）C球的電性和電荷量。（2）水平力F的大小。（1）C為負(fù)電荷，QC=2qFCAB問題與練習(xí)

1.略

2.答：因?yàn)槟拘荚诮咏鼛c(diǎn)棒時(shí)，其上電子重新分布。木屑在靠近帶電棒的一端會(huì)帶有異號電荷，因此木屑被吸引。然后異號電荷被中和，致使木屑上與帶點(diǎn)棒帶有相同的電荷。又由于同號電荷互相排斥，木屑又跳離帶電棒。3.答：按照目前統(tǒng)計(jì)，世界人口數(shù)目約為63億。

因?yàn)?/p>

所以10-7C負(fù)電荷含電子數(shù)為

這些電子數(shù)與世界人口數(shù)相比為把世界人口數(shù)63億代入上式得：

因此，這些負(fù)電荷是地球人口的約100倍。

4.答：

5.答：目前人類通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子組成，電子所帶的電荷量是最小電荷量，原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成。質(zhì)子、電子帶等量異種電荷。既然組成物質(zhì)單元所帶的電荷只有兩種，自然界的電荷也只有正電荷和負(fù)電荷兩種。長風(fēng)破浪會(huì)有時(shí)，直掛云帆濟(jì)滄海。努力，終會(huì)有所收獲，功夫不負(fù)有心人。以銅為鏡，可以正衣冠；以古為鏡，可以知興替；以人為鏡，可以明得失。前進(jìn)的路上，要不斷反思、關(guān)照自己的不足，學(xué)習(xí)更多東西，更進(jìn)一步。窮則獨(dú)善其身，達(dá)則兼濟(jì)天下?，F(xiàn)代社會(huì)，有很多人，鉆進(jìn)錢眼，不惜違法亂紀(jì)；做人，窮，也要窮的有骨氣！古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有堅(jiān)忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修煉才華和能力，更重要的是要能堅(jiān)持下來。士不可以不弘毅，任重而道遠(yuǎn)。仁以為己任，不亦重乎?死而后已，不亦遠(yuǎn)乎?心中有理想，腳下的路再遠(yuǎn)，也不會(huì)迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，雖久不廢，此謂不朽。任何事業(yè)，學(xué)業(yè)的基礎(chǔ)，都要以自身品德的修煉為根基。飯疏食，飲水，曲肱而枕之，樂亦在其中矣。不義而富且貴，于我如浮云。財(cái)富如浮云，生不帶來，死不帶去，真正留下的，是我們對這個(gè)世界的貢獻(xiàn)。英雄者，胸懷大志，腹有良策，有包藏宇宙之機(jī)，吞吐天地之志者也英雄氣概，威壓八萬里，體恤弱小，善德加身。老當(dāng)益壯，寧移白首之心；窮且益堅(jiān)，不墜青云之志老去的只是身體，心靈可以永遠(yuǎn)保持豐盛。樂民之樂者，民亦樂其樂；憂民之憂者，民亦憂其憂。做領(lǐng)導(dǎo)，要能體恤下屬，一味打壓，盡失民心。勿以惡小而為之，勿以善小而不為。越是微小的事情，越見品質(zhì)。學(xué)而不知道，與不學(xué)同；知而不能行，與不知同。知行合一，方可成就事業(yè)。以家為家，以鄉(xiāng)為鄉(xiāng)，以國為國，以天下為天下。若是天下人都能互相體諒，紛擾世事可以停歇。志不強(qiáng)者智不達(dá)，言不信者行不果。立志越高，所需要的能力越強(qiáng)，相應(yīng)的，逼迫自己所學(xué)的，也就越多。臣心一片磁針石，不指南方不肯休。忠心，也是很多現(xiàn)代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。為人謀而不忠乎?與朋友交而不信乎?傳不習(xí)乎?若人人皆每日反省自身，世間又會(huì)多出多少君子。人人好公，則天下太平；人人營私，則天下大亂。給世界和身邊人，多一點(diǎn)寬容，多一份擔(dān)當(dāng)。為天地立心，為生民立命，為往圣繼絕學(xué)，為萬世開太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老將至，貧賤于我如浮云。淡看世間事，心情如浮云天行健，君子以自強(qiáng)不息。地勢坤，君子以厚德載物。君子，生在世間，當(dāng)靠自己拼搏奮斗。博學(xué)之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之。進(jìn)學(xué)之道，一步步逼近真相，逼近更高。百學(xué)須先立志。天下大事，不立志，難成！海納百川，有容乃大；壁立千仞，無欲則剛做人，心胸要寬廣。其身正，不令而行；其身不正，雖令不從。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不憂，勇者不懼?！闭嬲M(jìn)者，不會(huì)把時(shí)間耗費(fèi)在負(fù)性情緒上。好學(xué)近乎知，力行近乎仁，知恥近乎勇。力行善事，有羞恥之心，方可成君子。操千曲爾后曉聲，觀千劍爾后識器做學(xué)問和學(xué)技術(shù)，都需要無數(shù)次的練習(xí)。第一個(gè)青春是上帝給的；第二個(gè)的青春是靠自己努力當(dāng)眼淚流盡的時(shí)候，留下的應(yīng)該是堅(jiān)強(qiáng)。人總是珍惜未得到的，而遺忘了所擁有的。誰傷害過你，誰擊潰過你，都不重要。重要的是誰讓你重現(xiàn)笑容。幸運(yùn)并非沒有恐懼和煩惱；厄運(yùn)并非沒有安慰與希望。你不要一直不滿人家，你應(yīng)該一直檢討自己才對。不滿人家，是苦了你自己。最深的孤獨(dú)不是長久的一個(gè)人，而是心里沒有了任何期望。要銘記在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一個(gè)過往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福卻很短暫。一個(gè)人的價(jià)值，應(yīng)該看他貢獻(xiàn)什么，而不應(yīng)當(dāng)看他取得什么。做個(gè)明媚的女子。不傾國，不傾城，只傾其所有過的生活。生活就是生下來，活下去。人生最美的是過程，最難的是相知，最苦的是等待，最幸福的是真愛，最后悔的是錯(cuò)過。兩個(gè)人在一起能過就好好過！不能過就麻利點(diǎn)分開。當(dāng)一個(gè)人真正覺悟的一刻，他放下追尋外在世界的財(cái)富，而開始追尋他內(nèi)心世界的真正財(cái)富。人若軟弱就是自己最大的敵人。日出東海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不轉(zhuǎn)牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。烏云總會(huì)被驅(qū)散的，即使它籠罩了整個(gè)地球。心態(tài)便是黑暗中的那一盞明燈，可以照亮整個(gè)世界。生活不是單行線，一條路走不通，你可以轉(zhuǎn)彎。給我一場車禍。要么失憶。要么死。有些人說：我愛你、又不是說我只愛你一個(gè)。生命太過短暫，今天放棄了明天不一定能得到。刪掉了關(guān)于你的一切，唯獨(dú)刪不掉關(guān)于你的回憶。任何事都是有可能的。所以別放棄，相信自己，你可以做到的。、相信自己，堅(jiān)信自己的目標(biāo)，去承受常人承受不了的磨難與挫折，不斷去努力、去奮斗，成功最終就會(huì)是你的！既然愛，為什么不說出口，有些東西失去了，就在也回不來了！對于人來說，問心無愧是最舒服的枕頭。嫉妒他人，表明他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。在人之上，要把人當(dāng)人；在人之下，要把自己當(dāng)人。人不怕卑微，就怕失去希望，期待明天，期待陽