高中物理人教版1第一章静电场第2节库仑定律 省一等奖

人教版选修3－1第一章第2节库仑定律教学目标知识与技能：（1）掌握库仑定律的文字表述及其表达式，了解库仑扭秤实验。（2）理解点电荷是一种理想化的模型。（3）会用控制变量法探究影响静电力大小的因素。过程与方法：（1）通过实验探究静电力的大小，得出库仑定律，并体会物理学实验探究的一般过程。（2）以库仑扭秤实验为载体，渗透物理文化和科学思想方法的教育。情感态度与价值观：（1）感悟科学探究的方法，领悟实验在物理学科中的地位的作用。（2）通过静电力与万有引力的类比，体会到自然规律的多样性和统一性，感受自然界和谐与多样而统一的美。重点难点重点：库仑定律及其理解与应用难点：库仑定律的实验探究教学过程【导入】自然界中有两种电荷，正电荷和负电荷，电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，那么电荷间的相互作用力的大小可能与什么因素有关呢？（猜想）带着这个问题我们来学习库仑定律。活动2【讲授】首先我们猜想一下，电荷之间的相互作用力可能与哪些因素有关？学生猜想：距离、电荷量、带电体的大小、形状等等。

教师：那么如果一个带电体能够把它的大小和形状忽略的话，问题是不是就变得简单了？在这里我们把大小和形状全都忽略的带电体我们叫做点电荷。找学生读定义。一、点电荷1、定义：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷。我们看点电荷的定义好像和我们之前学过的一个理想化的模型的定义很相像，是哪个模型呢？学生答：质点。质点是一个理想化的模型，那么一个物体能不能看成质点，是不是有具体的条件？学生：是。那么点电荷和质点类似2、说明：①点电荷是理想化模型②一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定。知道点电荷的概念之后，大家想一想，一个带电体的形状和大小对我们研究电荷之间的相互作用力还有没有影响啦？学生：没有。既然带电体的大小和形状对他们相互直接的作用力没有影响了，那么刚才我们说的电荷量还有距离对带电体直接的相互作用力有没有影响呢?如果有的话是什么样的影响呢？大家通过一个小实验来探究一下带电体之间的相互作用力与带电量还有距离有什么关系，大家仔细看下面这个视频，看过后来回答这个问题。教师播放视频找学生总结：电荷之间的作用力（1）随着电荷量的减小而减小；（2）随着距离的增大而减小。这隐约使我们猜想，电荷之间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？也就是说，带电体之间的相互作用力会不会与他们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比。事实上，卡文迪许和普里斯特利等人都确信平方反比的规律，适用于电荷之间的力。但是我们的实验是定性的，不能完全证实我们的猜想，这一科学问题的解决是由法国学者库仑完成的，库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认（引出库仑定律）二、库仑定律1、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律就是库仑定律

大家思考一下，库仑定律的适用条件是什么？2、适用条件：真空中两个静止的点电荷3、理解：（1）电荷间的相互作用力称为静电力或库仑力。

（2）作用力的方向在两个电荷的连线上，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。库仑是怎么做的实验呢？（通过视频观看库仑扭秤以及实验原理）学生观看后回答若用一个表达式来表示库仑定律，就是：4、库仑定律的表达式：

k是比例系数，叫做静电力常量取值

k=×109N·m2/C2k值由实验测定需要注意的是：（1）在计算中不用带入电量的符号

（2）不能说当r趋近于0的时，F趋近于无穷大。我们发现库仑力与万有引力在形式上很相似，两者到底有什么区别与联系呢？（通过幻灯片表格进行对比）库仑力与万有引力的比较活动3【练习】例题例1.

已知氢核（质子）的质量是×10-27

kg，电子的质量是×10-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。例2.真空中有三个点电荷，它们固定在边长为d的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+q，求他们各自所受的库仑力。活动4【练习】随堂训练1、要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法可行的是(

)

A．每个点电荷的带电量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变

B．保持点电荷的带电量不变，使两个点电荷的距离增大到原来的2倍

C．使一个点电荷的带电量增加一倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两点电荷间的距离减小为原来的1/2

D．保持点电荷的带电量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的1/22、两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F，两小球相互接触后将其固定距离变为r/2，则两球间库仑力的大小为

（

）12

4 C.4F/3

3、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（

）。A．F/2

B．F/4

C．F/8

D．3F/8活动5【活动】课堂小结本节课主要学习的内容就是库仑定律，我们要熟练掌握定律的内容，重点记住表达式，并会应用公式进行计算，理解点电荷的概念，知道什么条件下能把带电体看做点电荷活动6【作业】布置作业思考：两个带电体间并没有相互接触，电荷之间通过什么产生相互作用？活动7【活动】板书

第二节

库仑定律一、点电荷

1、定义

2、说明