2024-2025学年新教材高中物理 第9章 静电场及其应用 2 库仑定律教案 新人教版必修第三册

2024-2025学年新教材高中物理第9章静电场及其应用2库仑定律教案新人教版必修第三册学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析本节课选自《2024-2025学年新教材高中物理第9章静电场及其应用2库仑定律教案新人教版必修第三册》，库仑定律是静电学的基础定律，阐述了电荷之间的相互作用力与电荷量的乘积成正比、与距离的平方成反比的规律。本章节内容紧密联系实际，以生活中的静电现象引入，激发学生兴趣，通过对库仑定律的学习，使学生掌握电荷间作用力的计算方法，理解静电场的本质，为后续学习电场、电势等概念打下坚实基础。同时，结合教材实例，培养学生的科学思维和问题解决能力。核心素养目标分析本节课的核心素养目标旨在通过库仑定律的学习，深化学生对物理概念的理解，发展科学探究与科学思维能力，同时强化数学与物理之间的联系，提升实践与创新意识。首先，学生将通过探究电荷间相互作用力的规律，培养模型建构与科学推理的能力，从而深入理解静电场的本质。其次，通过分析库仑定律的应用实例，学生将学会运用科学方法解决实际问题，提高问题发现与解决的能力。此外，课程强调数理结合，培养学生运用数学工具描述物理现象，进行定量计算的能力。在小组合作与讨论中，学生还将发展交流与合作的能力，增强团队合作意识。通过本节课的学习，学生不仅掌握了物理知识，而且形成了科学的态度与价值观，为成为具有创新精神和实践能力的社会主义建设者奠定基础。学习者分析1.学生已经掌握了电荷的基本概念、电荷守恒定律以及简单的电场线分布等基础知识，这些都为学习库仑定律提供了必要的预备知识。此外，学生在数学方面也已经学习了三角函数、解析几何等，这些是理解和应用库仑定律进行计算的基础。

2.在学习兴趣方面，高中生通常对探索自然现象的本质和科学原理具有较强的兴趣，静电现象作为日常生活中常见的现象，容易引起学生的好奇心。学生在能力上，具备一定的逻辑推理和抽象思维能力，能够理解和运用定律进行问题分析。学习风格上，学生可能更偏好通过实验和实例来直观感受和理解物理定律。

3.学生可能遇到的困难和挑战主要包括：对库仑定律中涉及的距离平方反比关系理解不深，导致在具体计算中出错；对定律适用条件的理解不足，可能会在分析问题时忽视环境因素；此外，由于库仑定律的计算往往涉及复杂的数学运算，学生在数学应用能力上可能存在一定的挑战。因此，教学中需要针对这些难点进行重点讲解和练习。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过生动的语言和形象的表达，对库仑定律的基本概念、原理和适用条件进行讲解，使学生建立清晰的知识框架。结合物理历史，介绍库仑定律的发现过程，激发学生的科学探究精神。

2.讨论法：针对库仑定律的应用实例，组织学生进行小组讨论，鼓励学生发表见解，提高问题分析和解决问题的能力。通过课堂提问，引导学生主动思考，加深对知识点的理解。

3.实验法：设计静电实验，如电荷间的相互作用力实验，让学生亲自动手操作，观察实验现象，从而直观地理解库仑定律。实验过程中，培养学生严谨的科学态度和动手能力。

教学手段：

1.多媒体设备：利用多媒体课件，展示电荷相互作用力的动态模拟、电场线分布等图像，帮助学生形象地理解库仑定律。通过视频、动画等形式，提高学生的学习兴趣和注意力。

2.教学软件：运用物理教学软件，如PhET等，让学生在虚拟实验室中自主探究电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系，培养学生的科学探究能力。

3.网络资源：充分利用网络资源，如在线教育平台、学术网站等，提供丰富的学习资料，拓展学生的知识视野。同时，引导学生正确使用网络资源，提高信息筛选和处理能力。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解库仑定律的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。设计预习问题，如“电荷间的作用力与哪些因素有关？”激发学生思考，为课堂学习库仑定律内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确库仑定律教学目标和重难点。准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。设计课堂互动环节，提高学生学习库仑定律的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的电荷基本概念等内容，帮助学生建立知识之间的联系。提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为学习新课打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解库仑定律的知识点，结合实例帮助学生理解。突出定律的重点，强调距离平方反比关系等难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕电荷间作用力的问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

总结归纳：

在新课呈现结束后，对库仑定律知识点进行梳理和总结。强调定律的重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对库仑定律知识的掌握情况。鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与库仑定律相关的拓展知识，如库仑定律在现实生活中的应用。拓宽学生的知识视野。引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合库仑定律内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的库仑定律内容，强调重点和难点。肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的库仑定律内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）科学史资料：介绍库仑定律的发现过程，包括库仑的生平、实验方法、对电荷间作用力研究的历史背景等，让学生了解科学发展的历程，体会科学家的探索精神。

（2）生活实例：收集生活中与静电现象相关的实例，如衣物静电、静电吸附等，帮助学生理解库仑定律在实际生活中的应用。

（3）学术文章：选取与库仑定律相关的学术论文或科普文章，让学生了解库仑定律在科学研究中的重要性，拓展学生的学术视野。

（4）实验视频：提供库仑扭秤实验等经典物理实验的视频资源，让学生直观地了解实验原理和操作过程，提高实验素养。

2.拓展建议：

（1）鼓励学生阅读科学史资料，了解库仑定律的发现过程，培养学生对科学家的尊重和敬仰之情。

（2）引导学生关注生活中的静电现象，让学生尝试用所学知识解释这些现象，提高学生学以致用的能力。

（3）指导学生阅读学术文章，培养学生获取、筛选、整合信息的能力，提高学生的学术素养。

（4）组织学生观看实验视频，让学生了解实验操作细节，培养学生的实验技能和观察能力。

（5）鼓励学生开展小组合作，对库仑定律的相关问题进行深入探讨，培养学生的团队协作能力和创新精神。

（6）建议学生利用课余时间，开展库仑定律相关的小制作或实验，提高学生的实践能力。课堂（一）课堂评价

1.提问：通过课堂提问，了解学生对库仑定律知识点的理解和掌握程度。针对学生的回答，及时发现问题，引导学生深入思考，纠正错误，巩固知识。

2.观察：在课堂教学中，观察学生的反应、参与度和合作情况，了解学生的学习状态，判断教学方法和策略是否得当。

3.测试：定期进行课堂小测试，检查学生对库仑定律及相关知识点的掌握情况，及时发现学生的薄弱环节，有针对性地进行辅导。

（二）作业评价

1.批改：对学生的作业进行认真批改，关注学生的解题思路、计算过程和结果，发现并纠正错误。

2.点评：针对学生的作业表现，给予积极的评价和鼓励，指出学生的进步和优点，激发学生的学习兴趣和自信心。

3.反馈：及时向学生反馈作业评价结果，让学生了解自己的学习效果，针对存在的问题进行改进。

（三）课外评价

1.研究性学习：鼓励学生参与研究性学习，对库仑定律的相关问题进行深入探讨。评价学生在研究过程中的表现，如资料收集、数据分析、结论得出等，培养学生的科研素养。

2.实践活动：组织学生参加与库仑定律相关的实践活动，如小制作、实验等。评价学生的实践操作能力、创新意识和团队合作精神。

3.课堂外表现：关注学生在课堂外的学习表现，如学术竞赛、科普活动等。鼓励学生积极参与，提升学科素养。教学反思与改进在本次库仑定律的教学中，我发现了一些值得反思的地方。首先，我发现学生在理解库仑定律中距离平方反比关系时存在一定的困难。他们往往无法直观地理解这个关系，导致在计算中出现错误。为了解决这个问题，我计划在未来的教学中增加一些直观的演示和实例，帮助学生更好地理解这个概念。

其次，我发现学生在应用库仑定律解决实际问题时存在一定的困难。他们往往无法将理论应用到实际问题中，缺乏实践能力。为了提高学生的实践能力，我计划在教学中增加一些实际案例的讲解和练习，让学生有更多的机会将理论应用到实际问题中。

另外，我发现学生在小组合作中存在一些问题，如沟通不畅、合作不积极等。为了改善这种情况，我计划在教学中增加一些小组合作的训练，如角色扮演、小组讨论等，帮助学生提高合作能力和沟通技巧。

最后，我发现自己在教学中也存在一些不足之处，如对学生的关注度不够、教学方法单一等。为了改进自己的教学，我计划参加一些教学培训，学习更多的教学方法和技巧，提高自己的教学水平。典型例题讲解例题1：两个点电荷分别带有电量+2C和-2C，它们之间的距离为1m，求它们之间的库仑力。

解答：根据库仑定律，两个点电荷之间的库仑力F由公式F=k*q1*q2/r^2计算，其中k为库仑常数，q1和q2为两个电荷的电量，r为它们之间的距离。代入题目给出的数据，得到F=k*(2C)*(-2C)/(1m)^2=-4kC^2/m^2。由于k=9*10^9N·m^2/C^2，所以F=-4*9*10^9N=-3.6*10^10N。因此，这两个点电荷之间的库仑力为-3.6*10^10N，方向为两点电荷连线方向。

例题2：一个点电荷带有电量+4C，距离它2m处有一个平面，求这个电荷在平面上的电场强度。

解答：根据库仑定律，一个点电荷在距离r处的电场强度E由公式E=k*q/r^2计算，其中k为库仑常数，q为电荷的电量，r为距离。代入题目给出的数据，得到E=k*(4C)/(2m)^2=9*10^9N·m^2/C^2*4C/4m^2=9*10^9N/C。因此，这个点电荷在平面上的电场强度为9*10^9N/C，方向为从点电荷指向平面的方向。

例题3：两个点电荷分别带有电量+3C和-3C，它们之间的距离为1m，求它们之间的电势差。

解答：电势差U由公式U=k*q/r计算，其中k为库仑常数，q为电荷的电量，r为距离。由于电势差是标量，因此两个点电荷之间的电势差U=k*(3C)/(1m)=9*10^9N·m^2/C^2*3C/m=2.7*10^10V。因此，这两个点电荷之间的电势差为2.7*10^10V。

例题4：一个点电荷带有电量+5C，距离它3m处有一个点电荷带有电量-2C，求这两个点电荷之间的电势差。

解答：由于电势差是标量，因此两个点电荷之间的电势差U=k*(q1+q2)/r，其中k为库仑常数，q1和q2为两个电荷的电量，r为它们之间的距离。代入题目给出的数据，得到U=k*(5C-2C)/3m=9*10^9N·m^2/C^2*3C/3m=9*10^9N/C。因此，这两个点电荷之间的电势差为9*10^9V。

例题5：一个点电荷带有电量+6C，距离它4m处有一个点电荷带有电量-3C，求这两个点电荷之间的电场强度。

解答：根据库仑定律，一个点电荷在距离r处的电场强度E由公式E=k*q/r^2计算，其中k为库仑常数，q为电荷的电量，r为距离。由于两个点电荷之间存在电场叠加，因此这两个点电荷之间的电场强度E=k*(q1+q2)/r^2，其中q1和q2为两个电荷的电量，r为它们之间的距离。代入题目给出的数据，得到E=k*(6C-3C)/(4m)^2=9*10^9N·m^2/C^2*3C/16m^2=1.69*10^9N/C。因此，这两个点电荷之间的电场强度为1.69*10^9N/C，方向为从+6C点电荷指向-3C点电荷的方向。内容逻辑关系①库仑定律的基本概念与公式

-重点知识点：库仑定律的定义，库仑定律的数学表达式，库仑常数的数值。

②电荷间相互作用力的计算与应用

-重点知识点：库仑力的计算公式，库仑力的方向，库仑力的实际应用。

③电场强度的定义与计算

-重点知识点：电场强度的定义，电场强度的计算公式，电场线及其特点。

④电势差的概念与计算

-重点知识点：电势差的定义，电势差的计算公式，电势差与电场强度的关系。

⑤库仑定律的适用条件与局限性

-重点知识点：库仑定律适用的条件，库仑定律的局限性，库仑定律与量子电动力学的关系。

板书设计：

一、库仑定律的基本概念与公式

-库仑定律定义：电荷之间的相互作用力与电荷量的乘积成正比，与距离的平方成反比。

-库仑定律公式：F=k*q1*q2/r^2

-库仑常数：k=9*10^9N