人教版-选修1-1-高二物理-1.1电荷-库仑定律-教学课件

今天，我们闭合开关就可以接通电路：电灯发出柔和的光，收音机播放动听的乐曲，电视机播映声情并茂的节目······导入新课

这一切早都习以为常。电的大规模应用给予人们对电的认识。然而，人类是怎样获得有关电的知识？下面观看一段视频，让我们走进电的世界！电

我们可以上网、看电视、收听音乐冬天在漆黑的房间里脱毛衣的时候可以看到火星天气干燥的时候，手摸到铁器的时候会发麻大家还知道哪些类似的现象？这是为什么？

——因为有“电”想一想1.1电荷库仑定律知识与技能知道元电荷、点电荷、静电常量通过实验理解电荷守恒定律理解库仑定律的含义和表达式过程与方法

通过对比天电和地电，以及定性和定量、神学和科学对电现象的认识，了解人类对电荷的认识过程教学目标情感态度与价值观通过了解人类对电现象的认识过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神培养热爱生活的情趣热爱生活探索神秘世界重点学习和借鉴本节课的研究方法解决实际问题电荷守恒、库仑定律的特点和规律难点电荷守恒、库仑定律教学重难点本节导航一.接引雷电下九天二.电荷三.电荷守恒四.库仑定律

一.接引雷电下九天电闪雷鸣

电闪雷鸣是自然界常见的现象，古人认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩罚，在很长的历史时期内对它充满畏惧。欧洲文艺复兴时期科学精神得到解放，活跃的科学思想和对丰富多彩的自然现象的好奇心，鼓舞着人们独立思考的勇气，在对自然的研究上，给了人们丰富的思想营养，点燃了热情，激发了好奇心。

天上的雷电和我们平时接触到的电究竟有没有联系？

如果有，会有什么联系？

这个答案在1752年6月的一个阴雨天，富兰克林为我们解答了，他用绸子做了一个大风筝，在风筝顶上安了一根细铁丝，一根麻线的一端连接铁丝，另一端拴一把钥匙并塞在莱顿瓶中。他和儿子一起把风筝放到天上，牵着风筝的一根丝绳系在遮雨棚内。当一阵雷电打下来，他看见末端的纤维散开，并且莱顿瓶也带上了电。

同学们千万不要重复这样危险的实验哦！

富兰克林美国科学家、发明家、政治家、美利坚合众国创始人之一富兰克林的实验证明了闪电是一种放电现象，与摩擦产生的电没有区别。他为我们揭开了天电的奥秘，统一了天电和地电，使人们摆脱了对雷电现象的迷信。

我们知道了天电与地电的关系，那么，地上的电有什么性质？它是从哪里来？它的存在跟我们的生活有哪些关系？

接下来，我们就共同探讨这个问题……

二.电荷

1、静电现象经过摩擦的物体，如塑料笔杆、玻璃棒，能够吸引轻小物体，我们说这些摩擦过的物体带了电荷，这些电荷静止在物体上，这类现象叫做静电现象。

初中时学过，使物体带电的方法是摩擦起电法，还有哪些方法可以使物体带电？摩擦起电

接触起电

感应起电怎样使用验电器？验电器结构如何？原理是什么？验电器如何知道物体是否带电了？

两个金属箔片能够因为带同种电荷而张开。静电计

一种特殊的验电器，上面是个金属球，下面是一根固定的金属杆和一个金属箔片，能够根据指针偏转的角度表示带电的多少。

用玻璃棒或塑胶棒和丝绸摩擦后，用棒去接触验电器的金属球，发现箔片张开，表明玻璃棒带了电。

玻璃棒和丝绸为什么会带电？

这种使物体带电的方法叫什么？

演示想一想

2、摩擦起电——摩擦起电物体是怎样带电的？？？

物体带电：使物体中的正负电荷分开的过程。（不带电物体，正负电荷等量）

带正电：物体失去一些电子带正电。

带负电：物体得到一些电子带负电。

中和：等量异种电荷相互抵消的现象。摩擦起电

丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒都带电，它们有什么不同？

议一议

用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷

用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷

摩擦起电的实质——

电子的转移同种电荷相互排斥

异种电荷相互吸引想一想这说明什么？3、接触起电

探究接触起电的实质是什么？接触带电球A不带电球BA、B都带电带电球A与不带电球B接触，最后B球也带上电，是电子从一个物体转移到另一个物体上。

接触起电的实质：电子的转移

4、感应起电

演示

取一对用绝缘支柱支持的金属导体A、B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在其下面的金属箔是闭合的。

1.带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了，这表示A、B上都带了电。

2.如果把A、B分开，然后移去C，可以观测到A和Ｂ仍带有电荷。

3.让Ａ和Ｂ接触，金属箔就不再张开了，表明他们不再带电了。A、B所带的电荷是等量的，互相接触时，等量的正、负电荷发生了中和。

把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象，叫做感应起电。

定义：电荷的多少叫做电荷量

单位：库仑

符号：Ｃ大小：梳子与衣袖摩擦后电荷量不到百万分之一库仑;闪电前云层中积累电荷可达数百库仑生活中，有时在触碰到电时会仅仅感觉到麻，然而，碰到外面的高压时，会有电死人的情况。

5、电荷量高压危险——这是因为带电量的多少不同三.电荷守恒定律

大量事实表明：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。

这个结论叫做电荷守恒定律。电荷守恒定律

到目前为止，科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量。这个最小的电荷用e表示。

质子、正电子带有跟电子等量的异种电荷。

元电荷实验指出，所有带电物体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，因此，电荷量e叫元电荷。

四.库仑定律观察与发现

两塑料片会相互排斥。相互作用力大小可能与电荷量大小、距离有关。

用软纸在两张塑料透明片上摩擦。然后把它们相互靠近。两张塑料片之间会发生什么作用？反复实验几次，说明它们之间作用力的大小可能跟哪些因素有关？为了检验我们的观察是否正确下面再看一个演示

演示将一个带正电的物体放在A处，另把一个带正电的轻质小球系在线上，先后挂P1、P2、P3等位置，小球所受电荷作用力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。观察小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度，比较小球所受力的大小。库仑定律库仑

法国物理学家库仑用精确的实验研究了电荷之间的作用力，得知：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。人们把这个定律就称之为库仑定律。大家来总结K是静电力常量

K=9.0×109N·m2/C2

如果用Q

、q

表示两个点电荷的电荷量，用r表示它们之间的距离，用F表示它们之问的相互作用力，则库仑定律可以表示为：探究库仑定律成立的条件真空点电荷静止探究

什么情况下电荷才能称之为点电荷？

如果带电体间的距离比它们自身线度的大小大得多，以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看做点电荷。

点电荷如果两个带电体不能看成点电荷，该如何处理？

可以把带电体看成是许多个点电荷组成，根据库仑定律和力的合成法则，原则上就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。

例子

有三个完全一样的金属小球A、B、C，A带电量7Q，B带电量－Q，C不带电，将A、B固定，相距r，然后让C球反复与A、B球多次接触，最后移去C球，试问A、B两球间的相互作用力变为原来的多少倍?（A、B间的距离远大于r）解：A、B球原先是引力，大小为：A、B球后来是斥力，大小为：所以A、B间的相互作用力减为原来的。课堂小结1.电荷

同种电荷相互排斥

异种电荷相互吸引2.电荷量

定义：指电荷的多少单位：库仑

符号：C3.电荷守恒定律

电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从无题的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。

4.元电荷

所有带电物体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，因此电荷量e叫做元电荷。

5.库仑定律

定义：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

公式：F=KQ1Q2/r2

适用条件：真空、点电荷、静止高考链接

1.[北京卷]使用电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（）ABCDB

2.[广东]已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为，下夸克带电为，e为电子所带电量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为L，L=1.5×10-15试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力。（库仑力）F1=46N，为斥力。F2=23N，为吸力。

3.[全国卷]两个完全相同的金属小球，分别带有+3Q和－Q的电量，当它们相距r时，它们之间的库仑力是F。若把它们接触后分开，再置于相距r/3的两点，则它们的库仑力的大小将变为（）

A．F/3

B．F

C．3F

D．9FC课堂练习

1.有两个点电荷,所带电量的绝对值均为Q，从其中一个电荷上取下△Q电量,并加在另一个电荷上,那么它们之间的互相作用力与原来相比（）A.一定变大B.一定变小

C.保持不变D.无法确定B

2.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的2倍，距离减少为原来的1/2，它们之间的相互作用力变为（）

A.F/2

B.FＣ.4FＤ.16FD

3.如图，在光滑水平面上固定一个小球A，用一根原长为L，由绝缘材料制成的轻弹簧把A球和另一个小球B连接起来。然后让两球带上等量的同种电荷Q，这时弹簧的伸长量为X1，如果设法使AB的电量各减少一半，这时弹簧的伸长量为X2，则（）

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

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

4.如图，质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L（L比球的半径r大得多），B球带电荷量为QB＝3q。A球带电荷量为QA＝6q，若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动，求：（1）F的大小。（2）C球所带的电量。ABCF（1）F=－162Kq2/L2

（2）QC＝－24q

5.如图，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C一个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r、A、B带正电，电荷量为q，现对C施加一水平力F的同时放开三个小球，欲使三个小球在运动过程中保持距离r不变，求:

（1）C球的电性和电荷量。（2）水平力F的大小。（1）C为负电荷，QC=2qFCAB问题与练习

1.略

2.答：因为木屑在接近带点棒时，其上电子重新分布。木屑在靠近带电棒的一端会带有异号电荷，因此木屑被吸引。然后异号电荷被中和，致使木屑上与带点棒带有相同的电荷。又由于同号电荷互相排斥，木屑又跳离带电棒。3.答：按照目前统计，世界人口数目约为63亿。

因为

所以10-7C负电荷含电子数为

这些电子数与世界人口数相比为把世界人口数63亿代入上式得：

因此，这些负电荷是地球人口的约100倍。

4.答：

5.答：目前人类通过科学实验发现原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子所带的电荷量是最小电荷量，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。质子、电子带等量异种电荷。既然组成物质单元所带的电荷只有两种，自然界的电荷也只有正电荷和负电荷两种。长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路上，要不断反思、关照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的有骨气！古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?心中有理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与不学同；知而不能行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不信者行不果。立志越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担当。为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。淡看世间事，心情如浮云天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。君子，生在世间，当靠自己拼搏奋斗。博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。进学之道，一步步逼近真相，逼近更高。百学须先立志。天下大事，不立志，难成！海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚做人，心胸要宽广。其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”真正努力精进者，不会把时间耗费在负性情绪上。好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。力行善事，有羞耻之心，方可成君子。操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器做学问和学技术，都需要无数次的练习。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。人总是珍惜未得到的，而遗忘了所拥有的。谁伤害过你，谁击溃过你，都不重要。重要的是谁让你重现笑容。幸运并非没有恐惧和烦恼；厄运并非没有安慰与希望。你不要一直不满人家，你应该一直检讨自己才对。不满人家，是苦了你自己。最深的孤独不是长久的一个人，而是心里没有了任何期望。要铭记在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一个过往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福却很短暂。一个人的价值，应该看他贡献什么，而不应当看他取得什么。做个明媚的女子。不倾国，不倾城，只倾其所有过的生活。生活就是生下来，活下去。人生最美的是过程，最难的是相知，最苦的是等待，最幸福的是真爱，最后悔的是错过。两个人在一起能过就好好过！不能过就麻利点分开。当一个人真正觉悟的一刻，他放下追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。人若软弱就是自己最大的敌人。日出东海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不转牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。乌云总会被驱散的，即使它笼罩了整个地球。心态便是黑暗中的那一盏明灯，可以照亮整个世界。生活不是单行线，一条路走不通，你可以转弯。给我一场车祸。要么失忆。要么死。有些人说：我爱你、又不是说我只爱你一个。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。删掉了关于你的一切，唯独删不掉关于你的回忆。任何事都是有可能的。所以别放弃，相信自己，你可以做到的。、相信自己，坚信自己的目标，去承受常人承受不了的磨难与挫折，不断去努力、去奋斗，成功最终就会是你的！既然爱，为什么不说出口，有些东西失去了，就在也回不来了！对于人来说，问心无愧是最舒服的枕头。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，要把人当人；在人之下，要把自己当人。人不怕卑微，就怕失去希望，期待明天，期待阳