2024-2025学年高中物理 第1章 2 库仑定律教案 教科版选修3-1

2024-2025学年高中物理第1章2库仑定律教案教科版选修3-1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：高中物理——库仑定律

2.教学年级和班级：高中物理选修3-1，高一年级

3.授课时间：2024年9月28日

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要围绕物理学科的科学探究能力、科学思维和科学态度与价值观展开。

1.科学探究能力：通过自主学习、合作交流和问题解决等方式，培养学生的实验操作能力、观察分析能力和科学推理能力。学生能够运用库仑定律解释静电力现象，提高解决实际问题的能力。

2.科学思维：本节课旨在培养学生运用物理学方法思考问题、分析问题和解决问题的能力。学生需要掌握库仑定律的内涵和外延，了解静电力与距离、电荷量的关系，培养模型建构和科学推理的思维能力。

3.科学态度与价值观：通过学习库仑定律，使学生认识到物理知识在生活中的重要作用，增强学生对物理学科的兴趣和自信心。同时，培养学生严谨治学、勇于探索的科学态度，养成良好的学习习惯和合作精神。重点难点及解决办法1.重点：

-库仑定律的公式及其含义

-库仑定律的适用条件

-静电力与距离、电荷量的关系

2.难点：

-库仑定律的推导过程

-库仑定律在实际问题中的应用

3.解决办法：

-针对重点内容，通过示例和实际问题引导学生理解和掌握库仑定律的公式及其含义，以及适用条件。

-对于难点内容，首先通过理论推导让学生了解库仑定律的得出过程，再通过实际问题引导学生运用库仑定律进行计算和分析，从而突破难点。

-在教学过程中，鼓励学生提问和发表自己的观点，教师及时解答和引导，确保学生能够理解和掌握知识点。

-针对不同学生的学习情况，给予针对性的指导和帮助，提高学生的学习效果。

-利用多媒体教学资源，如动画、视频等，直观地展示库仑定律的应用场景，帮助学生更好地理解和记忆。

-布置适量的课后练习题，巩固所学知识，提高学生的应用能力。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中物理》选修3-1教科版教材，以便跟随课程进度进行学习。

2.辅助材料：

-准备与库仑定律相关的图片、图表、实验数据等，以直观展示静电力与距离、电荷量的关系。

-收集一些生活中的静电力现象的图片或视频，如静电吸附、静电除尘等，以便在课堂上进行案例分析。

-准备一些与库仑定律相关的思考题和练习题，以便在课堂上进行讨论和练习。

3.实验器材：

-准备两个带电体（如电荷球、电荷板等），以及测量电荷量的仪器（如电荷计）。

-准备一些绝缘材料（如塑料棒、橡胶棒等），以便在实验中传递电荷。

-准备一些测量距离的工具（如尺子、测量线等），以便在实验中测量带电体之间的距离。

4.教室布置：

-将教室布置成分组讨论区，每个小组都有自己的讨论桌和椅子，以便学生进行合作学习和讨论。

-在教室中设置一个实验操作台，放置实验器材，以便学生进行实验操作。

-在教室中设置一个展示区，用于展示学生的作品、思考题答案等。

-确保教室内的灯光充足，以便学生清晰地观看教学资源和实验操作。

-确保教室内的通风良好，以便实验过程中产生的气味或气体能够及时排出。

-准备一些警示标志或警示语，提醒学生注意实验安全，如“请勿触摸带电体”、“请勿直接观察紫外线光源”等。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对库仑定律的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道库仑定律是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于静电力现象的图片或视频片段，让学生初步感受库仑定律的魅力或特点。

简短介绍库仑定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.库仑定律基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解库仑定律的基本概念、适用条件和原理。

过程：

讲解库仑定律的定义，包括其适用条件和主要组成元素。

详细介绍库仑定律的公式及其含义，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.库仑定律案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解库仑定律的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的静电力现象案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解库仑定律的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用库仑定律解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与库仑定律相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对库仑定律的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调库仑定律的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括库仑定律的基本概念、适用条件、案例分析等。

强调库仑定律在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用库仑定律。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于库仑定律的短文或报告，以巩固学习效果。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《电磁学入门》：这本书详细介绍了电磁学的基本概念和原理，包括库仑定律的相关内容，适合学生加深对电磁学的理解。

-“静电力现象”科普文章：介绍静电力在自然界和日常生活中的各种现象，帮助学生更好地理解静电力的应用。

-科学实验视频：通过观看库仑定律实验的操作和结果分析，学生可以更直观地了解实验过程和原理。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-让学生结合自己的生活经验，思考还有哪些静电力现象可以应用库仑定律进行解释。

-学生可以查找一些科学家关于库仑定律的研究历史和有趣的故事，了解科学研究的艰辛和乐趣。

-鼓励学生尝试进行一些简单的库仑定律实验，如使用气球、塑料片等制作带电体，观察它们之间的相互作用。

-学生可以探索库仑定律在现代科技领域的应用，如电荷间的通信技术、静电除尘设备等。

-鼓励学生思考库仑定律的局限性，例如在极近距离内或极高电压下的适用性，以及与其他电磁现象的联系和区别。板书设计1.重点知识点：

①库仑定律的公式：F=k*q1*q2/r^2

②库仑定律的适用条件：真空中、静止点电荷间

③静电力与距离、电荷量的关系

2.关键词：

①库仑定律

②点电荷

③静电力

④距离

⑤电荷量

⑥比例常数k

3.句子：

①库仑定律描述了静止点电荷之间的相互作用力。

②库仑定律的适用条件是在真空中，且电荷量为点电荷。

③静电力与电荷量成正比，与距离的平方成反比。

板书设计应具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。可以采用以下方式进行设计：

1.使用不同颜色或标记来突出重点知识点，如用红色标注库仑定律的公式，用蓝色标注适用条件等。

2.利用图形或符号来辅助表达，如用带电体的图标来表示点电荷，用箭头表示静电力方向等。

3.设计一些有趣的插图或图案，如用电荷球和弹簧表示库仑定律的相互作用力。

4.使用简洁明了的句子或词语来表达复杂的概念，如用“正比”、“反比”等词语来简洁描述静电力与电荷量、距离的关系。教学评价与反馈1.课堂表现：

-观察学生在课堂上的参与程度，是否积极回答问题、参与讨论。

-注意学生在课堂上的注意力集中情况，是否能够跟随教学进度。

-评估学生对库仑定律的理解程度，能否正确运用公式和概念。

2.小组讨论成果展示：

-评估学生在小组讨论中的参与度，每个成员是否都有贡献。

-检查小组讨论的成果，学生是否能够清晰地表达观点和结论。

-评价学生对库仑定律应用的创造性思考，是否能够提出新的想法或建议。

3.随堂测试：

-设计一些关于库仑定律的随堂测试题，包括选择题、填空题和简答题。

-评估学生对库仑定律知识点的掌握程度，能否正确回答问题。

-分析学生的解题过程，关注他们的思维过程和解决问题的能力。

4.作业完成情况：

-检查学生对课后作业的完成质量，包括库仑定律相关文章的撰写。

-评估学生对作业中提出问题的思考和分析能力，能否结合实际情况进行应用。

5.教师评价与反馈：

-针对学生在课堂表现、小组讨论、随堂测试和作业完成情况方面的表现，给予积极的评价和反馈。

-强调学生在本节课中学到的知识点和技能，鼓励他们继续努力。

-指出学生需要改进的地方，并提供具体的建议和指导。

-鼓励学生提出问题和建议，建立积极的师生互动关系，促进学生的学习动力和兴趣。典型例题讲解1.题目：两个点电荷A和B在真空中相距10cm，A的电荷量为+2C，B的电荷量为-3C。求A和B之间的静电力大小。

答案：使用库仑定律公式，F=k*q1*q2/r^2，其中k为比例常数，q1为A的电荷量，q2为B的电荷量，r为A和B之间的距离。代入数值，得到F=(9*10^9N*m^2/C^2)*(2C)*(-3C)/(0.1m)^2=-5.4*10^-5N。

2.题目：一个带电粒子在电场中运动，电场强度为E=10N/C，粒子电荷量为+2C。求粒子在电场中的加速度。

答案：使用牛顿第二定律，F=ma，其中F为电场力，m为粒子质量，a为加速度。电场力F=q*E，代入数值，得到F=(2C)*(10N/C)=20N。根据牛顿第二定律，a=F/m。假设粒子质量为m=1kg，则a=20N/1kg=20m/s^2。

3.题目：一个带电球体的电荷量为Q=+4C，球体的半径为R=0.5m。求球体表面的电场强度。

答案：使用库仑定律公式，F=k*q/r^2，其中k为比例常数，q为球体电荷量，r为电场中点到球心的距离。球体表面的电场强度E=F/q。在球体表面，r=R，代入数值，得到E=(9*10^9N*m^2/C^2)*(4C)/(0.5m)^2=1.6*10^6V/m。

4.题目：两个等量的正点电荷A和B在真空中相距10cm，A的电荷量为+1C，B的电荷量为+1C。求A和B之间的静电力大小。

答案：使用库仑定律公式，F=k*q1*q2/r^2，其中k为比例常数，q1为A的电荷量，q2为B的电荷量，r为A和B之间的距离。代入数值，得到F=(9*10^9N*m^2/C^2)*(1C)*(1C)/(0.1m)^2=9*10^8N。

5.题目：一个点电荷在电场中受到电场力的作用，电场强度为E=5N/C，点电荷电荷量为+3C。求点电荷在电场中的加速度。

答案：使用牛顿第二定律，F=ma，其中F为电场力，m为点电荷质量，a为加速度。电场力F=q*E，代入数值，得到F=(3C)*(5N/C)=15N。根据牛顿第二定律，a=F/m。假设点电荷质量为m=1kg，则a=15N/1kg=15m/s^2。教学反思与总结其次，在讲解库仑定律的基础知识时，我注重用图表和示意图来辅助教学，这有助于学生更好地理解库仑定律的公式和含义。同时，我通过实例和案例来展示库仑定律的实际应用，让学生能够将理论知识与实际问题相结合。但是，在讲解过程中，我应该更加注重学生的理解和掌握程度，及时解答他们的