2024-2025学年新教材高中物理 第一章 静电场的描述 第2节 库仑定律教案 粤教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第一章静电场的描述第2节库仑定律教案粤教版必修3主备人备课成员教材分析标题：“2024-2025学年新教材高中物理第一章静电场的描述第2节库仑定律教案沪教版必修3”

本节内容主要包括库仑定律的定义、表达式及其适用条件。通过对库仑定律的学习，使学生能够理解静电力作用的基本规律，并能运用库仑定律计算带电粒子之间的相互作用力。

本节内容与第一章第1节“静电场”的概念和性质密切相关，是进一步研究静电场的基础。在学习本节内容之前，学生需要掌握基本的数学运算能力和逻辑思维能力，了解点电荷、电荷量、电场强度等基本概念。

本节课通过讲解、演示、练习等多种教学手段，使学生掌握库仑定律的基本原理和应用方法。在教学过程中，应注意理论与实际相结合，引导学生运用所学知识解决实际问题，提高学生的学习兴趣和动手能力。

课程设计包括以下几个部分：

1.导入：通过回顾静电场的相关概念，引导学生进入本节课的学习。

2.理论知识：讲解库仑定律的定义、表达式及其适用条件，让学生理解静电力作用的基本规律。

3.实例分析：选取典型实例，演示库仑定律的应用，让学生学会运用库仑定律计算带电粒子之间的相互作用力。

4.练习巩固：布置练习题，让学生独立完成，检验对库仑定律的理解和掌握程度。

5.总结拓展：对本节课内容进行总结，引导学生思考库仑定律在实际应用中的广泛性，激发学生的学习兴趣。

6.作业布置：布置课后作业，巩固所学知识，提高学生的实际运用能力。核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度四个方面。

1.物理观念：通过本节课的学习，使学生能够建立正确的库仑定律观念，理解静电力作用的基本规律，认识点电荷、电荷量、电场强度等基本概念。

2.科学思维：培养学生运用逻辑思维能力，分析问题、解决问题的能力，能够运用库仑定律进行计算和推理。

3.科学探究：引导学生通过观察、实验、验证等方法，探究带电粒子之间的相互作用力，培养学生的实验操作能力和观察能力。

4.科学态度：培养学生对待科学问题的严谨态度，勇于探究、勤于思考、乐于合作的学习态度，培养对物理学的兴趣和好奇心。教学难点与重点1.教学重点：

（1）库仑定律的定义及表达式：库仑定律是描述静电力作用的基本规律，学生需要掌握其定义和表达式，理解其适用范围和条件。

示例：库仑定律的表达式为F=k*q1*q2/r^2，其中F表示静电力，k表示库仑常数，q1和q2表示两个带电粒子的电荷量，r表示两个带电粒子之间的距离。

（2）带电粒子间相互作用力的计算：学生需要学会运用库仑定律计算带电粒子之间的相互作用力，并能进行相应的单位转换。

示例：假设两个带电粒子，q1=2.0×10^-6C，q2=-3.0×10^-6C，r=0.5m，求它们之间的相互作用力。根据库仑定律，F=k*q1*q2/r^2，代入数值，得到F=9×10^9N·m^2/C^2。

（3）库仑定律在实际问题中的应用：学生需要能够将库仑定律应用于实际问题，如电荷间的相互作用力、静电场中等。

示例：一个点电荷Q在距离为r的位置产生的电场强度E可以用库仑定律计算，E=k*Q/r^2。

2.教学难点：

（1）库仑定律的适用条件：学生需要理解库仑定律适用的条件，即真空中点电荷间的相互作用力。

解释：在实际应用中，很难找到真正的点电荷，因此库仑定律的适用条件需要学生在学习中注意。

（2）带电粒子间相互作用力的计算：学生需要掌握库仑定律计算带电粒子间相互作用力的方法，并能正确进行数学运算。

解释：在进行数学运算时，需要注意单位的一致性，确保计算结果的正确性。

（3）库仑定律在复杂情况下的应用：学生需要能够将库仑定律应用于复杂情况，如带电粒子分布在非均匀介质中、多个带电粒子相互作用等。

解释：在复杂情况下，需要运用物理学的其他知识，如电场、电势等，来解决实际问题。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材，包括文本教材和实验指导书。教材中应包含库仑定律的定义、表达式、适用条件以及实际应用案例。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。例如，可以准备一些动画或实验视频，展示带电粒子之间的相互作用力，以及库仑定律的应用场景。

3.实验器材：如果涉及实验，需要提前准备实验器材，如电荷发生器、电流表、电压表、导线、绝缘材料等。确保实验器材的完整性和安全性，并进行必要的检查和维护。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。在教室中设置一些展示区，用于展示学生们的实验结果和交流讨论。

5.教学工具：准备教学所需的教学工具，如黑板、粉笔、投影仪、电脑等。确保教学工具的正常运行，以便于教师进行讲解和演示。

6.学习平台：如果使用在线学习平台或教学管理系统，确保学生能够顺利登录并参与课堂活动。提前测试平台的功能和稳定性，确保教学活动的顺利进行。

7.教学指导资料：教师需要准备教学指导资料，包括教案、讲义、练习题等。这些资料应与教材内容紧密结合，帮助学生更好地理解和掌握库仑定律。

8.反馈与评估工具：准备一些评估工具，如测验、作业、小组讨论等，用于收集学生对库仑定律的理解和掌握程度。这些工具可以帮助教师及时了解学生的学习情况，并进行针对性的辅导和指导。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：提供库仑定律的相关预习资料，包括PPT、视频和文档，让学生提前熟悉本节课的内容。

-设计预习问题：提出一系列问题，如“库仑定律适用于哪些情况？”、“如何计算带电粒子间的相互作用力？”等，引导学生深入思考。

-监控预习进度：通过在线平台或微信群，跟踪学生的预习进度，确保每个学生都完成了预习任务。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生独立阅读教材和提供的资料，理解库仑定律的基本概念和应用。

-思考预习问题：学生针对问题进行思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习成果，如笔记、思维导图或问题，提交至平台或教师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生的独立学习能力，提高他们的预习效果。

-信息技术手段：利用在线平台和微信群，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前掌握库仑定律的基本概念，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过讲解一个与库仑定律相关的实际案例，激发学生对静电力作用的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解库仑定律的表达式、适用条件及其在静电场中的应用。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生探讨库仑定律在现实生活中的应用，如电荷间的相互作用力计算。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，探讨库仑定律的实际应用。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生深入理解库仑定律的知识点。

-实践活动法：通过小组讨论等活动，让学生在实践中掌握库仑定律的应用。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解库仑定律的知识点，掌握其在静电场中的应用。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与库仑定律相关的课后作业，巩固学生对知识点的掌握。

-提供拓展资源：提供与库仑定律相关的拓展学习资源，如学术文章、实验视频等。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成课后作业，巩固所学知识点。

-拓展学习：学生利用提供的拓展资源，进行进一步的学习和探索。

-反思总结：学生对自己的学习过程和作业进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的库仑定律知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。知识点梳理1.库仑定律的定义与表达式

-定义：库仑定律描述了真空中两个点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

-表达式：F=k*q1*q2/r^2，其中F表示静电力，k表示库仑常数（9×10^9N·m^2/C^2），q1和q2表示两个带电粒子的电荷量，r表示两个带电粒子之间的距离。

2.库仑定律的适用条件

-条件：库仑定律适用于真空中点电荷间的相互作用力。

-注意事项：在实际应用中，很难找到真正的点电荷，因此库仑定律的适用条件需要学生在学习中注意。

3.带电粒子间相互作用力的计算

-计算方法：根据库仑定律，F=k*q1*q2/r^2，代入数值，计算出带电粒子间的相互作用力。

-单位转换：在计算过程中，需要注意单位的一致性，确保计算结果的正确性。

4.库仑定律在实际问题中的应用

-应用案例：库仑定律可以应用于电荷间的相互作用力、静电场中等。

-实例：一个点电荷Q在距离为r的位置产生的电场强度E可以用库仑定律计算，E=k*Q/r^2。

5.静电力与库仑定律的关系

-静电力：静电力是电荷之间的相互作用力，由库仑定律描述。

-库仑定律：描述了静电力与电荷量、距离之间的关系。

6.库仑定律的局限性

-局限性：库仑定律适用于真空中点电荷间的相互作用力，不适用于复杂介质或非点电荷的情况。

-替代理论：在复杂介质或非点电荷的情况下，需要运用物理学的其他理论，如电场、电势等，来解决实际问题。

七、教学活动设计

1.导入新课：通过讲解一个与库仑定律相关的实际案例，激发学生对静电力作用的学习兴趣。

2.讲解知识点：详细讲解库仑定律的表达式、适用条件及其在静电场中的应用。

3.课堂活动：设计小组讨论，让学生探讨库仑定律在现实生活中的应用，如电荷间的相互作用力计算。

4.解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

5.课后作业：布置与库仑定律相关的课后作业，巩固学生对知识点的掌握。

八、教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材，包括文本教材和实验指导书。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源。

3.实验器材：如果涉及实验，需要提前准备实验器材，如电荷发生器、电流表、电压表、导线、绝缘材料等。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。

九、教学评价

1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与度、提问和讨论情况，评估学生的学习态度和理解程度。

2.课后作业：批改学生的课后作业，评估学生对库仑定律的掌握情况。

3.学生反馈：收集学生对课堂内容的学习反馈，了解学生的学习难点和疑点，为后续教学提供参考。

4.教学反思：教师对教学过程进行反思，总结教学中的优点和不足，为改进教学提供依据。反思改进措施（1）实践教学：增加实验和实践活动，让学生在实际操作中更好地理解和掌握库仑定律。例如，设计一些与库仑定律相关的实验，让学生通过观察和实验来加深对库仑定律的理解。

（2）互动教学：通过提问、小组讨论、角色扮演等方式，激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度和积极性。例如，在讲解库仑定律时，可以提出一些问题，引导学生进行思考和讨论，提高学生的思维能力和合作能力。

（3）多元化评价：采用多种评价方式，如课堂表现、作业完成情况、实验报告等，全面评估学生的学习效果。例如，通过观察学生的课堂参与度、提问和讨论情况，评估学生的学习态度和理解程度。

2.存在主要问题

（1）教学管理：在教学管理方面，需要加强对学生的监督和指导，确保每个学生都能跟上教学进度。例如，可以通过在线平台或微信群，跟踪学生的学习进度，及时发现并解决学生的问题。

（2）教学组织：在教学组织方面，需要合理安排课堂时间和教学内容，确保每个学生都能充分理解和掌握知识点。例如，可以适当调整课堂时间和教学内容的安排，确保每个学生都有足够的时间来学习和理解库仑定律。

（3）教学方法：在教学方法方面，需要不断探索和改进，以提高学生的学习效果。例如，可以尝试引入更多的实践教学和互动教学，让学生在实际操作中更好地理解和掌握库仑定律。

3.改进措施

（1）加强教学管理：通过在线平台或微信群，加强对学生的监督和指导，确保每个学生都能跟上教学进度。例如，可以通过在线平台或微信群，跟踪学生的学习进度，及时发现并解决学生的问题。

（2）优化教学组织：合理安排课堂时间和教学内容，确保每个学生都能充分理解和掌握知识点。例如，可以适当调整课堂时间和教学内容的安排，确保每个学生都有足够的时间来学习和理解库仑定律。

（3）改进教学方法：不断探索和改进教学方法，以提高学生的学习效果。例如，可以尝试引入更多的实践教学和互动教学，让学生在实际操作中更好地理解和掌握库仑定律。板书设计1.库仑定律的基本概念

-①定义：库仑定律描述了两个点电荷之间的相互作用力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

-②表达式：F=k*q1*q2/r^2，其中F表示静电力，k表示库仑常数，q1和q2表示两个带电粒子的电荷量，r表示两个带电粒子之间的距离。

2.库仑定律的适用条件

-①条件：库仑定律适用于真空中点电荷间的相互作用力。

-②注意事项：在实际应用中，很难找到真正的点电荷，因此库仑定律的适用条件需要学生在学习中注意。

3.带电粒子间相互作用力的计算

-①计算方法：根据库仑定律，F=k*q1*q2/r^2，代入数值，计算出带电粒子间的相互作用力。

-②单位转换：在计算过程中，需要注意单位的一致性，确保计算结果的正确性。

4.库仑定律在实际问题中的应用

-①应用案例：库仑定律可以应用于电荷间的相互作用力、静电场中等。

-②实例：一个点电荷Q在距离为r的位置产生的电场强度E可以用库仑定律计算，E=k*Q/r^2。

5.静电力与库仑定律的关系

-①静电力：静电力是电荷之间的相互作用力，由库仑定律描述。

-②库仑定律：描述了静电力与电荷量、距离之间的关系。

6.库仑定律的局限性

-①局限性：库仑定律适用于真空中点电荷间的相互作用力，不适用于复杂介质或非点电荷的情况。

-②替代理论：在复杂介质或非点电荷的情况下，需要运用物理学的其他理论，如电场、电势等，来解决实际问题。重点题型整理1.计算带电粒子间的相互作用力

题目：两个点电荷分别为q1=3.0×10^-6C和q2=-4.0×10^-6C，它们之间的距离为r=0.4m，求它们之间的相互作用力。

答案：根据库仑定律，F=k*q1*q2/r^2，代入数值，得到F=9×10^9N·m^2/C^2。

2.判断库仑定律的适用条件

题目：以下哪种情况不适用库仑定律？

A.真空中点电荷间的相互作用力

B.静电力

C.非点电荷间的相互作用力

D.电荷在介质中的运动

答案：D

3.计算电场强度

题目：一个点电荷Q=5.0×10^-9C在距离为r=0.3m的位置产生的电场强度E是多少？

答案：根据库仑定律，E=k*Q/r^2，代入数值，得到E=2×10^5V/m。

4.判断库仑定律与静电力的关系

题目：以下关于库仑定律与静电力的关系，哪个描述是正确的？

A.库仑定律描述了静电力的作用范围

B.静电力是库仑定律的物理基础

C.库仑定律适用于所有电荷间的相互作用力

D.库仑定律与静电力是同一个概念

答案：B

5.判断库仑定律的局限性

题目：以下关于库仑定律的局限性，哪个描述是正确的？

A.库仑定律适用于所有电荷间的相互作用力

B.库仑定律适用于真空中点电荷间的相互作用力

C.库仑定律适用于所有介质中的电荷相互作用力

D.库