高中物理库伦定律教案

高中物理库伦定律教案

【教学目标】

知识与技能

1．理解库仑定律的内容和表达式，知道静电常量。了解库仑定律的适用条件，学会用库仑定律解决简单的问题。

2．渗透理想化思想，培养由实际问题进行简化抽象思维，建立物理模型的力。

过程与方法

1．通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。

2．通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。

情感、态度与价值观

1．培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。

2．了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。

3．通过对库仑定律探究过程的讨论，使学生掌握科学的探究方法，激发学生对科学的热爱。

【教学重点】

对库仑定律的理解与应用

【教学难点】

库仑定律的实验探究

【教学课时】

1课时

【教学过程】

一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素

〔一〕定性实验探究：

探究一：影响电荷间相互作用力的因素

猜测：电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。

如何做实验定性探究？

(1) 你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系？

学生：控制变量法。

(2) 请阅读教材，如果要比拟这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来？

学生：比拟悬线偏角的大小

组织学生根据现有器材，设计出可能的实验方案。

(3) 你想选取哪些实验器材？

球形导体，两个自制的带细线泡沫小球，铁架台，橡胶棒，毛皮，气球。

二、 库仑定律：

内容：真空中两个点电荷间的作用力大小与两电荷量的乘积成正

比，与电荷间的距离平方成反比；方向在它们的连线上。这个规律叫做库仑定律。

电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力。

公式: 说明:

①k 为静电力常量, k =9.0×109N.m 2/C 2,其大小是用实验方法确定

的。其单位是由公式中的F 、Q 、r 的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F ：N ，Q ：C ，r ：m 。.

② 库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。

③关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，使用公

式计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。

让学生答复实际带电体可以看成点电荷的条件。

思考：当r 趋向于0时，F 趋向于无穷大吗？

④F 是Q 1与Q 2之间的相互作用力，是Q 1对Q 2的作用力，也是Q 2

对Q 1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相

反。

⑤库仑力(静电力)是与重力，弹力，摩擦力并列的。 2

21r Q Q k

F

任意带电体可以看成是由许多点电荷组成的，所以，知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。

三、典型例题

例题1. 氢核〔质子〕的质量m2=1.67×10-27 kg，电子的质量

m1=9.1×10-31kg，电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C，在氢原子内电子与质子间的最短距离为5.3×10-11m。试比拟氢原子中氢核和电子之间的库伦力和万有引力。

小结：

①库仑定律在应用时，可以不代入电性符号，直接代入绝对值，最后判定方向；

②计算说明万有引力远远小于库仑力，以后在研究微观带电粒子的相互作用力时,通常可以忽略万有引力.

③两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。

例题2.如下图，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm 长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上，且恰与A等高，

假设B的质量为30 3 g，则B带电荷量是多少？(取g＝10 m/s2)

解析：因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A

等高，设A 、B 之间的水平距离为L 。

依题意可得：tan30°＝h L ，L ＝h tan30°＝1033

cm ＝10 3 cm ，

对B 进行受力分析如右图所示，依据物体平衡条件解得库仑力： F ＝mg tan30°＝303×10－3×10×33

N ＝0.3 N 。 由库仑定律得两小球间库仑力：F ＝k Q 2

L

2。 解得：Q ＝FL 2

k ＝0.39×10

9×103×10－2 C ＝1.0×10－6 C 。 四．【随堂根底稳固】

1．以下关于点电荷的说法，正确的是( C )

A ．只有体积很小的带电体才可看做点电荷

B ．体积很大的带电体一定不是点电荷

C ．当两个带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略时，

这两个带电体可看做点电荷

D ．任何带电体，都可以看做是电荷全部集中于几何中心的点电

荷

2．关于库仑定律的公式F ＝k Q 1Q 2r

2，以下说法正确的是( AD )

A．当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时，它们之间的静电力F→0

B．当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F →∞

C．当两个点电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了

D．当两个电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了

3．如下图，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( C )

A．速度变大，加速度变大

B．速度变小，加速度变小

C．速度变大，加速度变小

D．速度变小，加速度变大

五．【板书设计】

六．【教学反思】

【课时跟踪训练】