高中物理電荷庫侖定律教案

時(shí)間：2024-10-10 12:21:25 學(xué)人智庫我要投稿

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高中物理電荷庫侖定律教案

導(dǎo)語：庫侖定律(Coulomb's law)是靜止點(diǎn)電荷相互作用力的規(guī)律。庫侖定律教案如何去寫?本文為大學(xué)網(wǎng)為網(wǎng)友精心準(zhǔn)備幾篇教學(xué)方案，歡迎瀏覽

高中物理電荷庫侖定律教案

知識目標(biāo)：

1.掌握庫侖定律，知道點(diǎn)電荷的概念，并理解真空中的庫侖定律.

2.會用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.

能力目標(biāo)：

1.滲透理想化方法，培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)際問題進(jìn)行簡化抽象建立物理模型的能力.

2.滲透控制度量的科學(xué)研究方法

德育目標(biāo)：

通過元電荷的教學(xué)，滲透物質(zhì)無限可分的辯證唯物主義觀點(diǎn).

教學(xué)重點(diǎn)：

庫侖定律和庫侖力的教學(xué).

教學(xué)難點(diǎn)：

關(guān)于庫侖定律的教學(xué)

教學(xué)方法：

實(shí)驗(yàn)歸納法、講授

庫侖定律教學(xué)過程：

一、電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

提問：那么電荷之間的相互作用力和什么有關(guān)系呢?

結(jié)論、電荷之間存在著相互作用力，力的大小與電量的大小、電荷間距離的大小有關(guān)，電量越大，距離越近，作用力就越大;反之電量越小，距離越遠(yuǎn)，作用力就越小。作用力的方向，可用同種電荷相斥，異種電荷相吸的規(guī)律確定。

電荷間的作用力與它們帶的電荷量以及距離有關(guān)，那么電荷之間相互作用力的大小會不會與萬有引力的大小具有相似的形式呢?

早在我國東漢時(shí)期人們就掌握了電荷間相互作用的定性規(guī)律,定量討論電荷間相互作用則是兩千年后的法國物理學(xué)家?guī)靵?庫侖做了大量實(shí)驗(yàn),于1785年得出了庫侖定律.

二、庫侖定律：

1.內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷的相互作用跟它們所帶電量的乘積成正比，跟它們之間距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

2.庫侖定律表達(dá)式：

3.對庫侖定律的理解：

(1) 庫侖定律的適用條件：真空中，兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用。

a：不考慮大小和電荷的具體分布，可視為集中于一點(diǎn)的電荷.

b：點(diǎn)電荷是一種理想化模型.

c：介紹把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件.

d：庫侖定律給出的雖是點(diǎn)電荷間的靜電力，但是任一帶電體都可看成是由許多點(diǎn)電荷組成的，據(jù)庫侖定律和力的合成法則就可以求出帶電體間的靜電力大小和方向.

(2)K：靜電力恒量。重要的物理常數(shù)K=9.0×109Nm2/C2，其大小是用實(shí)驗(yàn)方法確定

的。其單位是由公式中的F、Q、r的單位確定的，使用庫侖定律計(jì)算時(shí)，各物理量的單位必須是：F：N、Q：C、r：m。

(3)關(guān)于點(diǎn)電荷之間相互作用是引力還是斥力的表示方法，使用公式計(jì)算時(shí)，點(diǎn)電

荷電量用絕對值代入公式進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)同性電荷相斥、異性電荷相吸判斷方向即可。

(4)庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性。它與高一時(shí)學(xué)過的重力，彈力，摩

擦力是并列的。它具有力的一切性質(zhì)，它是矢量，合成分解時(shí)遵從平行四邊形法則，與其它的力平衡，使物體發(fā)生形變，產(chǎn)生加速度。若點(diǎn)電荷不是靜止的，而是存在相對運(yùn)動，那么它們之間的`作用力除了仍存在靜電力之外，還存在相互作用的磁場力。

(5) ,F是Q1與Q2之間的相互作用力，F(xiàn)是Q1對Q2的作用力，也是Q2對Q1的作用力的大小，是一對作用力和反作用力，即大小相等方向相反。不能理解為Q11Q2，受的力也不等。

三、庫侖研究定律的過程

1.提出假設(shè)

2.做出假說

3.實(shí)驗(yàn)探究:

(1)實(shí)驗(yàn)構(gòu)思

(2)實(shí)驗(yàn)方案

(3)對假說進(jìn)行進(jìn)行修正和推廣

4.思考：(1)庫侖通過什么方法比較力的大小?

(2)庫侖通過什么方法比較電荷量的大小?

5.研究方法：控制變量法.

實(shí)驗(yàn)方案：

a.q1、q2一定時(shí)，探究F與r的關(guān)系

結(jié)論：F∝1/r2

b.r一定時(shí)，探究F與的q1、q2關(guān)系

結(jié)論：即 F ∝q1q2

6.思想方法:

(1)小量放大思想

(2)電荷均分原理

四、庫侖定律的應(yīng)用

完成課本例題1和例題2.

五、課堂訓(xùn)練:

1、下列說法中正確的是：(AD)

A .點(diǎn)電荷是一種理想模型，真正的點(diǎn)電荷是

不存在的.

B .點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體

C .根據(jù) 可知，當(dāng)r趨近于0 時(shí),F趨近于∞

D .一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研

究的問題的影響是否可以忽略不計(jì).

2、兩個(gè)半徑為0.3m的金屬球，球心相距1.0m放置，當(dāng)他們都帶1.5×105 C的正電時(shí)，相互作用力為F1 ，當(dāng)它們分別帶+1.5×105 C和1.5×105 C的電量時(shí)，相互作用力為F2 , 則( )

A.F1 = F2 B.F1F2 D.無法判斷

3、已知電子的質(zhì)量m1=9.10×10-31kg，質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67×10-27kg，它們之間的距離為5.3×10-11m(結(jié)果保留一位有效數(shù)值)

(1)它們之間的萬有引力?

(2)異種電荷相互吸引質(zhì)子給電子的的引力為多少?

(3)電子給質(zhì)子的庫侖力?

(4)電子繞質(zhì)子運(yùn)動的向心力由誰提供?

(5)在電子、質(zhì)子連線的垂直平分線上放一電子，與質(zhì)子、電子構(gòu)成等邊三角形，求此時(shí)質(zhì)子受到的合力?

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

六、小結(jié)：

(1)電荷間相互作用規(guī)律：同性相斥，異性相吸，大小用庫侖定

(2)電荷間作用力為一對相互作用力，遵循牛頓第三定律。

(3)庫侖定律適用條件：真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力(均勻帶電球體間、均勻帶電球殼間也可)。

高中物理電荷庫侖定律教案

教學(xué)目標(biāo)

(一)知識與技能

1.掌握庫侖定律，要求知道點(diǎn)電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達(dá)，知道靜電力常量.

2.會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.

3.知道庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理.

(二)過程與方法

通過演示讓學(xué)生探究影響電荷間相互作用力的因素，再得出庫侖定律

(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生的觀察和探索能力

重點(diǎn)：掌握庫侖定律

難點(diǎn)：會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算

教具：庫侖扭秤(模型或掛圖).

教學(xué)過程：

一、庫侖定律

兩種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，那么電荷之間的.相互作用力跟什么有關(guān)系?下面我們通過實(shí)驗(yàn)來探討一下。

學(xué)生閱讀課本P118《實(shí)驗(yàn)》，演示塑料絲的排斥吸引現(xiàn)象

分析：定性地表明：相互之間地作用力與兩電荷間的距離和電荷量有關(guān)

首先定量研究電荷之間的相互作用力地是法國的科學(xué)家?guī)靵�，閱讀材料中介紹他用精確(扭秤)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了這種規(guī)律。

1、庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)(1785年，法國物理學(xué)家.庫侖)

【演示】：庫侖扭秤(模型或掛圖)介紹：物理簡史及庫侖的實(shí)驗(yàn)技巧.

實(shí)驗(yàn)技巧：(1).小量放大.(2).電量的確定.

2、庫侖定律

內(nèi)容表述：

適用條件：真空中，點(diǎn)電荷——理想化模型

公式表達(dá)： F=kQ1Q2/r2

體會定律條件：真空，點(diǎn)電荷

二、對庫侖定律的理解

1. 靜電力：兩個(gè)帶電體之間的作用力通常叫做靜電力或庫侖力(遵守牛頓第三定律)，合成時(shí)遵守平行四邊形定則。

2. 關(guān)于“點(diǎn)電荷”，應(yīng)讓學(xué)生理解這是相對而言的，只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以看作點(diǎn)電荷.嚴(yán)格地說點(diǎn)電荷是一個(gè)理想模型，實(shí)際上是不存在的.這里可以引導(dǎo)學(xué)生回顧力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)的概念.容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是：只要體積小就能當(dāng)點(diǎn)電荷，這一點(diǎn)在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合實(shí)例予以糾正.3. 要強(qiáng)調(diào)說明課本中表述的庫侖定律只適用于真空，也可近似地用于氣體介質(zhì)，對其它介質(zhì)對電荷間庫侖力的影響不便向?qū)W生多作解釋，只能簡單地指出：為了排除其他介質(zhì)的影響，將實(shí)驗(yàn)和定律約束在真空的條件下.

4. 實(shí)際操作：大距離，均勻帶電體。對帶電均勻的球體，如果所帶電荷對帶電球的電荷分布沒有影響或影響不大可以看成是兩個(gè)點(diǎn)電荷，兩球心之間的距離為兩點(diǎn)電荷之間的距離。

5. 靜電力恒量k=9×109牛·米2/庫2

6. 庫侖定律和萬有引力定律都遵從二次方反比規(guī)律，人們至今還不能說明這兩個(gè)定律為什么如此相似。它們有沒有內(nèi)在的聯(lián)系，會不會是某一種力的不同的表現(xiàn)形式呢?物理學(xué)家還在致力于這方面的研究。

7. 在進(jìn)行庫侖定律的計(jì)算時(shí)，由于公式中涉及到電荷的正負(fù)號問題，應(yīng)該注意的正負(fù)號在計(jì)算中的作用與意義。

三、例題：

例：課本P119例，比較電子質(zhì)子間的靜電力和萬有引力

【問】這個(gè)巨大的數(shù)值說明什么?

在計(jì)算帶電粒子間的相互作用力時(shí)，萬有引力時(shí)可以不計(jì)的。

【問】為什么地月之間計(jì)算萬有引力而不計(jì)算靜電力呢?

地球、月球幾乎為中性的

四、課堂小結(jié)

五、板書設(shè)計(jì)