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1、库仑定律教学分析本节内容的核心是库仑定律，它是静电学的第一个试验定律，是学习电场强度的根底。本节的教学内容的主线有两条，第一条为学问层面上的，驾驭真空中点电荷之间互相作用的规律即库仑定律；第二条为方法层面上的，即探讨多个变量之间关系的方法，间接测量一些不易测量的物理量的方法，及探讨物理问题的其他根本方法。教学目的1定性理解电荷间的互相作用力规律，驾驭库仑定律的内容及其应用。2通过视察演示试验，概括出电荷间的作用规律。培育学生视察、分析、概括实力。3体会探讨物理问题的一些常用的方法，如：限制变量法、志向模型法、测量变换法、类比法等。4浸透物理方法的教化，运用志向化模型的探讨方法，突出主要因素、忽
2、视次要因素，抽象出物理模型点电荷，探讨真空中静止点电荷互相作用力问题。5体会科学探讨的艰辛，培育学生酷爱科学的、探究物理的爱好。6通过静电力与万有引力的比照，体会自然规律的多样性与统一性。教学重点难点1电荷间互相作用力与间隔 、电荷量的关系。2库仑定律的内容、适用条件及应用。教学方法与手段1探究、讲授、探讨、试验归纳2演示试验、多媒体课件教学媒体1J2367库仑扭秤(投影式)、感应起电机、通草球、绝缘细绳、铁架台、金属导电棒、库仑扭秤挂图等。2多媒体课件、实物投影仪、视频片断。学问打算自然界存在着两种电荷，同种电荷相排挤，异种电荷相吸引。事务1教学任务：创设情境，引入新课师生活动：三国志吴书中
3、写道“琥珀不取腐芥”，意思是腐烂潮湿的草不被琥珀吸引。但是，由于当时社会还没有对电力的需求，加受骗时也没有测量电力的精细仪器，因此，人们对电的相识始终停留在定性的程度上。直到18世纪中叶人们才开场对电进展定量的探讨。如今就让我们踏着科学家的踪迹去探讨电荷之间的互相力。演示试验：首先转动感应起电机起电，然后利用带电的物体吸引轻小物体的性质使通草球与感应起电机的一端相接触，通草球带同种电荷后弹开，最终变更二者之间的间隔 视察有什么现象产生？(留意：视察细线的偏角)猜测：电荷间互相作用力的大小与哪些因素有关？可能因素：间隔 、电荷量及其他因素。事务2教学任务：设计方案定性探究师生活动：定性探究一：探
4、究F与r之间的定性关系(学生探讨设计试验方案)为了探究F与r之间的定性关系，对其他因素(如：电荷量、带电体的形态)我们应当如何处理？只变更r的大小，保持其他条件不变。(让学生回忆起限制变量法)试验设计方案试验器材：如图所示。其中A、B是两个直径为1.5 cm泡沫小球，小球的外层匀称涂有墨水，使之可以通过接触带电，A球用长为60 cm左右的绝缘棉线悬挂于铁架台上。试验操作：使A、B两球带上同种电荷，发觉B球离A球越近，A球偏离竖直方向就越大(试验中最好保持两球在同一程度面上)。现象说明：大家是如何推断小球A所受的库仑力F大小的变更的？(通过偏离竖直方向的角度的大小，角度越大A所受的库仑力就越大。
5、)偏转角与小球A所受的库仑力F的大小关系如何？(Fmgtan)特殊提示：由于在这里我们没法干脆测量出力F的大小，而是通过偏转角的变更来推断F的变更这种方法就是测量变换法(间接测量法)。试验结论：电荷量不变时，变更带电体间间隔 r，两电荷间的作用力F随间隔 r的减小而增大。：定性探究二：F与q之间的定性关系(学生探讨设计试验方案)只变更q的大小，保持其他条件不变。试验设计方案试验器材：将两个直径为1.5 cm、外层匀称涂有墨水的泡沫小球，用长为60 cm左右的细导线连起来，然后用绝缘棉线悬挂于铁架台上。再将导线接到手摇静电感应器的一个小球上。试验操作：摇动手柄，使A、B两球带上等量的同种电荷，发
6、觉手摇得越快，两球间的间隔 越大，即偏角越大。特殊提示：由于要保持间隔 不变，通过变更电荷量的大小比拟困难，而前面已经得出了F与R的定性关系，这里学生一般可以看出q越大，F就越大。现象说明：1转得越快说明什么？(转得越快，说明两小球的带电荷量越多。)2两球间隔 (偏角)越大说明什么？(两球间隔 (偏角)越大说明两球间的互相作用力越大。)试验结论：若间隔 不变，变更电荷量，两电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大。事务3教学任务：简要介绍物理学史，初步感受平方反比规律的得出师生活动：电荷间的作用力与它们带的电荷量以及间隔 有关，那么电荷之间互相作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相像的形式呢？
7、简要介绍物理学史：类比法的胜利1普利斯特利(17331804)：德国人，氧气的发觉者，化学家。2富兰克林的空罐试验用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的旁边，软木受到吸引。但把它悬挂在罐内时，不管在罐内何处，它都不受电力。当富兰克林写信将这一现象告之普利斯特利后，普氏想到：1687年牛顿曾证明：万有引力若听从平方反比定律，则匀称的物质球壳对壳内物体应无作用。普利斯特利将空罐试验与牛顿推理类比，联想到电力也表现了这种特性，所以也应遵从平方反比定律。事务4教学任务：库仑定律的内容师生活动：1定律内容：真空中两个静止点电荷之间的互相作用力，与它们电荷量的乘积成正比，与它们的间隔 的二次方成反比，作用
8、力的方向在它们的连线上。2公式：Fk，其中k为静电力常量，k9.0109 Nm2/C2。3特殊说明：(1)关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的间隔 相比可以忽视，带电体就可以看做点电荷。严格地说点电荷是一个志向模型，事实上是不存在的。这里可以引导学生回忆力学中的质点的概念。简洁出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以订正。(2)要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其他介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作说明，只能简洁地指出：为理解除其他介质的影响，将试验与定律约束在真空的条件下。(3)扩展：任
9、何一个带电体都可以看成是由很多点电荷组成的。随意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律。用矢量求与法求合力。利用微积分计算得：带电小球可等效看成电荷量都集中在球心上的点电荷。静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则。事务5教学任务：介绍库仑扭秤试验师生活动：利用图片加文字说明的形式呈现人类对静电力的探究过程。片段一：1767年，英国物理学家普利斯特利通过试验发觉静电力与万有引力的状况特别相像，为此他首先提出了静电力平方成反比定律揣测。片段二：1772年，英国物理学家卡文迪许遵循普利斯特利的思想以试验验证了电力平方反比定律。片段三：1785年法国物理学家库仑设计制作了一台准确
10、的扭秤，用扭秤试验证明了同号电荷的斥力遵从平方反比律，用振荡法证明异号电荷的吸引力也遵从平方反比定律。库仑扭秤试验的验证过程(投影加讲解)(1)构造简介(利用投影显示)。(2)如何解决力的准确测量？操作方法，力矩平衡：静电力力矩金属细丝改变力矩，F思想方法：放大、转化(3)F与r2关系的验证。设计思想：限制变量法限制Q不变结果：库仑准确地用他的扭秤试验测量了两个带电小球在不同间隔 下的静电力，证明了自己的揣测。根本上验证了F与r之间的平方反比关系。(4)如何解决电荷量测量问题，验证F与Q的关系？库仑将两个完全一样的金属小球，一个带电、一个不带电，两者互相接触后电荷量被两球等分，各自带有原有总电
11、荷量的一半。这样库仑就奇妙地解决了这个问题，用这个方法依次得到了原来电荷量的1/2、1/4、1/16等的电荷，从而顺当地验证得出FQ1Q2思想方法：守恒、对称。事务6教学任务：库仑定律的应用例题试比拟电子与质子间的静电引力与万有引力。已知电子的质量m19.101031 kg，质子的质量m21.671027 kg。电子与质子的电荷量都是1.601019 C。分析：这个问题不用分别计算电子与质子间的静电引力与万有引力，而是列公式，化简之后，再求解。解：电子与质子间的静电引力与万有引力分别是F1k，F2G，2.31039可以看出，万有引力公式与库仑定律公式在外表上很相像，表述的都是力，这是一样之处；
12、它们的本质区分是：首先万有引力公式计算出的力只能是互相吸引的力，绝没有相排挤的力。其次，由计算结果看出，电子与质子间的万有引力比它们之间的静电引力小很多，因此在探讨微观带电粒子间的互相作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下特别小，所以可忽视不计。事务7教学任务：稳固练习复习本节课文及阅读科学闲逛参考题1真空中有两个一样的带电金属小球A与B，相距为r，带电荷量分别为q与2q，它们之间互相作用力的大小为F。有一个不带电的金属球C，大小跟A、B一样，当C跟A、B小球各接触一次后拿开，再将A、B间间隔 变为2r，那么A、B间的作用力的大小可为()A3F/64B0C3F/82D3F/162
13、如图所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电荷量相等。A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC2AB。那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为_。3真空中有两个点电荷，分别带电q15103C，q22102 C，它们相距15 cm，现引入第三个点电荷，它应带电荷量为_，放在_位置才能使三个点电荷都处于静止状态。4把一电荷Q分为电荷量为q与(Qq)的两局部，使它们相距肯定间隔 ，若想使它们有最大的斥力，则q与Q的关系是_。答案1解析：若A、B同号，Fk，FkF；若A、B异号，FkF。A正确。2解析：FAkkk，FBkkk，FCkkk，FAFBFC3245532102 C，q1q2连线上与q2关于q1对称4q特殊说明：1点电荷是一种志向化的物理模型，这一点应当使学生有明确的相识。2通过本书的例题，应当使学生明确地知道，在探讨微观带电粒子的互相作用时为什么可以忽视万有引力不计。3在用库仑定律进展计算时，要用电荷量的肯定值代入公式进展计算，然后依据是同种电荷，还是异种电荷来推断电荷间的互相作用是引力还是斥力。4库仑扭秤的试验原理是选学内容，但考虑到库仑定律是根本物理定律，库仑扭秤的试验对检验库仑定律具有重要意义，所以盼望老师介绍给学生，可利用模型或挂图来介绍。2库仑定律演示试验猜测试验库仑定律应用