静电场电荷的相互作用教案
电荷与电场实验教案理解电荷间的相互作用

电荷与电场实验教案理解电荷间的相互作用本教案旨在通过实验帮助学生理解电荷与电场的基本概念以及它们之间的相互作用。
通过实际操作,学生将能够观察和记录电荷间相互作用的现象,并通过分析实验数据来揭示电场的特性。
以下是教案的步骤及具体要求。
实验目的:通过实验观察和理解电荷与电场之间的相互作用。
实验材料:1. 两个带电体(一个正电荷,一个负电荷);2. 电荷计(或电场计);3. 导线;4. 电源。
实验步骤:1. 实验前准备准备好实验材料,并确保实验环境安全。
2. 实验设定安装电荷计,并将其连接到电源上。
确保电荷计能够正常工作。
3. 实验观察将正电荷和负电荷放置在一定距离的位置上,并开启电源。
观察电荷之间的相互作用,并记录实验过程中的现象。
4. 数据记录记录实验中观察到的现象,包括电荷之间的引力或斥力的大小和方向。
5. 分析数据根据实验数据,思考电荷之间相互作用的原因,并分析电场在其中的作用。
6. 结论与讨论总结实验结果,结合理论知识解释电荷之间的相互作用原理。
让学生展开讨论,加深对电荷与电场之间关系的理解。
拓展思考:1. 尝试使用不同大小和类型的电荷进行实验,观察其对电场的影响。
2. 探索电荷与电场强度之间的关系,尝试找出它们之间的规律。
对于本教案而言,通过实验让学生亲自观察和记录电荷间的相互作用现象,能够让他们更深入地理解电荷与电场之间的关系。
通过分析实验数据,学生将能够揭示电场的特性,并从中获得更具体的认识。
这种实践性的学习方法有助于学生对理论知识的巩固和应用,提高他们的学习兴趣和科学思维能力。
高中物理第1章静电与静电场第2节电荷间的相互作用学案鲁科版选修11word格式

第 2 节电荷间的互相作用学习目标知识脉络1.知道点电荷,知道点电荷是一种理想化模型. ( 难点 )2.知道验电器的构造和工作原理.3.认识电荷间的互相作用规律,掌握库仑定律,会利用库仑定律计算真空中静止的两点电荷间的互相作用力. ( 要点 )点电荷电荷量及其检验[先填空 ]1.电荷量(1)定义:物体所带电荷的多少.(2)单位:在国际单位制中,电荷量的单位是库仑,符号是 C. 2.点电荷(1)定义:用来取代带电体的只有电荷量没有大小的几何点.(2)意义:是一种理想化的模型.(3)视为点电荷的条件:两个带电体之间的距离比它们自己的尺度大得多.3.电荷量的检验(1)验电器用途:检验物体能否带电,并能大概判断所带电荷量的多少.(2)验电器构造:一根一端装有圆滑金属球的金属杆经过橡胶塞插入玻璃瓶内,在杆的下端连上两片金属箔,如图1-2- 1 所示.图 1-2-1(3)验电器原理:当带电体接触金属球时,带电体上的电荷转移到金属球上,此后传到金属箔上,使金属箔也带同种性质的电荷.因为同性电荷相斥,使两片金属箔互相推开,张开必然的角度.金属箔张开角度的大小,反响了带电体所带电荷的多少.[再判断 ]1.体积很小的带电体都能看作点电荷.( ×)2.带电体之间的互相作用力与电荷量的多罕有亲近关系.( √ )3.带电体接触验电器的金属球时,使金属球和金属箔带异种电荷.( ×)4.带电体凑近验电器的金属球时,使金属球和金属箔带同种电荷.( ×)[后思虑 ]现实生活中能否存在点电荷?【提示】不存在.1.点电荷点电荷是没有大小和形状,且拥有电荷量的理想化模型.实质其实不存在,它但是为了研究问题方便而人为抽象出来的.2.带电体视为点电荷的条件带电体间的距离比它们自己尺度的大小大得多,以致带电体的形状和大小对互相作用力的影响可以忽视不计,这样的带电体就可以视为点电荷.忽视形状、大小等次要要素,只保留对问题起要点作用的电荷量,这样的办搭理使问题大为简化,对结果又没有太大的影响,所以物理学上常常用到此方法.一个带电体能否看作点电荷,是相关于详尽问题而言的,不可以单凭其大小和形状确立.1.关于点电荷的以下说法中正确的选项是()A.点电荷就是体积足够小的电荷B.点电荷是电荷量和体积都很小的带电体C.体积大的带电体必然不可以看作点电荷D.当两个带电体的形状对它们之间互相作用力的影响可忽视时,这两个带电体可看成点电荷【解析】带电体能否看作点电荷,不可以以体积大小,带电荷量多少而论.只要在测量精度要求的范围内,带电体的形状、大小等要素的影响可以忽视,即可视为点电荷.故D正确.【答案】 D2.以下关于点电荷的说法,正确的选项是 ( )A.点电荷必然是电量很小的电荷B.点电荷是一种理想化模型,实质其实不存在C.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D.体积很大的带电体必然不可以看作点电荷【解析】点电荷是一种理想化模型,实质不存在,带电体能否看做点电荷,其实不是由带电体的大小及带电量大小决定,而是看其形状和大小对所研究的问题的结果的影响是否可以忽视,故 B 正确.【答案】B3.关于点电荷,以下表述正确的选项是()【导学号: 18152010】A.任何带电体都能看作点电荷B.点电荷是实质带电体的理想化模型C.只有带电量很小的带电体才能看作点电荷D.只有质量很小的带电体才能看作点电荷【解析】带电体能否被看做点电荷,决定于带电体的大小、形状、电荷量分布等对所研究问题的影响能否可以忽视不计.其实不是体积小的就可以视为点电荷,而体积大的就不可以视为点电荷,在研究的问题里面,只要形状、体积等要素的影响可以忽视就可以视为点电荷.应选项 B 正确.【答案】B突出主要要素,忽视次要要素,建立理想化的物理模型,来简化研究的问题,是物理学中常用的研究方法.库仑定律[先填空 ]1.内容:在真空中两个静止的点电荷间互相作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上.2.合用条件:合用于真空中静止的两个点电荷.对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律.q1q23.公式:F电=k r2,k称为静电力常量.4.静电力常量:k=9.0 ×10922 _N·m/C .[再判断 ]1.两个带电小球即便相距特别近,也能用库仑定律计算库仑力的大小.( ×) 2.库仑定律可合用于任何两带电体之间的互相作用.( ×)3.互相作用的两个点电荷,不论它们的电荷量能否相等,它们之间的库仑力大小一定相等.( √ )[ 后思虑]微观带电粒子之间既有库仑力又有万有引力且它们都与距离的二次方成反比,为何常常不计万有引力呢?【提示】如氮原子中电子和原子核之间,分别求其万有引力和库仑力,39是万有引力的10 倍,万有引力远小于库仑力,所以可以忽视不计.但我们结果库仑力1.库仑定律的合用条件(1)真空中,在空气中可以为近似合用.在其余介质中不是没有库仑力,而是库仑力Q1Q2不满足 F 电= k.r2(2)点电荷.非点电荷间也存在库仑力,但是公式中的距离没法确立.2.库仑定律公式的应用(1)计算库仑力的大小:不要将表示电性的符号代入公式计算,只将电荷量的绝对值代入即可.(2)判断库仑力的方向:由同种电荷互相排斥、异种电荷互相吸引进行判断.(3)作用特色:库仑力拥有力的共性,例:两点电荷间的互相作用力也依据牛顿第三定律.(4)单位:代入数值时,各量必然采纳国际单位.4.关于库仑定律的公式F Q1Q2)= k r2,以下说法正确的选项是 (电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→0B.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合用了D.当两个电荷之间的距离r →0时,电荷不可以看作是点电荷,库仑定律的公式就不适用了【解析】r →∞时,电荷可以看做点电荷,库仑定律的公式合用,由公式可知,它们之间的静电力F→0; r →0时,电荷不可以看作点电荷,库仑定律的公式就不合用了.【答案】A5.如图1-2- 2 所示,两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上,两球面近来距离为r ,带等量异种电荷,电荷量均为Q,两球间的静电力为以下选项中的哪一个()【导学号: 181520011 】图1-2-2A.等于Q2k B.大于Q2kC.小于k Q2D.等于k Q2 9r2r2【解析】两球间距和球自己大小差不多,不切合简化成点电荷的条件,因为库仑定律的公式计算仅合用于点电荷,所以不可以用该公式计算.我们可以依据电荷间的互相作用规律作一个定性解析.因为两带电体带等量异种电荷,电荷间互相吸引,所以电荷在导体球上的分布不平均,会向正对的一面会合,电荷间的距离就要比 3 小.由库仑定律知,r静电力必然大于Q2r 的两点上,所以静电,电荷的吸引不会使电荷所有会合在相距为k9r2Q2力也不等于k r2 ,正确选项为B.【答案】B6. 如图1-2- 3 所示,两个质量均为m 的完满同样的金属球壳a 和b ,其壳层的厚度和质量分布平均, 将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半径的 3 倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q ,那么关于a 、b 两球之间的万有引力F 引和库仑力F 库 的表达式正确的选项是()【导学号:18152012】图 1-2-3m2Q2A . F 引 = G l2 ,F 库= k l2B .引 ≠ m2 库≠ Q2 F G l2 , F kl2m2 Q2 C . F 引 ≠ G l2 ,F 库= k l2 D . Fm2Q2引= G l2 ,F库≠ k l2【解析】固然两球心间的距离 L 只有其外半径 r 的 3 倍,但因为其壳层的厚度和质量分布平均,两球壳可看作质量会合于球心的质点,所以,可以应用万有引力定律;而本题中因为 a 、 b 两球壳所带异种电荷互相吸引,使它们各自的电荷分布不平均,即互相靠近的一侧电荷分布比较密集,又因两球心间的距离L 只有其外半径 r的 3 倍,不满足L 远大于 r的要求,故不可以将两带电球壳看作点电荷,所以不可以应用库仑定律,D 正确.【答案】D库仑定律只合用于点电荷, 当两球间距离太小时, 不可以当点电荷办理, 只好依据互相作用特色定性议论 .。
静电场教案

新课标高中物理选修3-1第一章静电场电荷及其守恒定律1、两种电荷2、作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引同斥异吸一、电荷电荷是一种物质属性自然界中有两种电荷:正电荷和负电荷电荷性质:同斥异吸同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
使物体带电的方法:1、摩擦起电摩擦起电的原因:在摩擦起电的过程中,一些被原子核束缚得不紧的电子转移到另一个物体上,于是失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。
起电的原因摩擦起电的原因:束缚电子本领弱的物体带失去电子带正电,束缚电子本领强的物体得到电子带等量的负电丝绸- 玻璃毛皮+ 橡胶思考:玻璃无论与什么物质摩擦都带正电吗?玻璃棒与毛皮摩擦后带负电先吸引,接触后排斥2、感应起电(1)静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象,叫做静电感应.(2)感应起电:利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.(3)静电感应的原因:把带电球C移近金属导体A和B时,导体上的自由电子被吸引过来,因此导体A和B带上了等量的异种电荷.感应起电没有创造电荷,而是使物体中的正负电荷分开,将电荷从物体的一部分转移到另一部分.起电方法:接触起电、感应起电二、电荷守恒定律电荷既不能创造,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,在转移过程中,电荷的总量保持不变。
物理学的基本定律之一。
它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化,其中所有电荷的代数和永远保持不变。
电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种符号的电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
验电器:为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少,从18世纪起,物理学研究者们经常应用一种叫做验电器的简单装置:玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一条导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出。
如果把金属箔换成指针,并用金属做外壳,这样的验电器又叫静电计。
静电场的作用实验教案

静电场的作用实验教案
一、实验目的
通过本实验,掌握静电场的基本概念及其作用,了解静电力的性质
和运算法则。
二、实验器材与药品
1. 黑色导电球:1个
2. 白色绝缘杆:1根
3. 高压静电发生器:1台
三、实验原理
静电场是指电荷周围存在的电场,由正负电荷间的相互作用所形成。
静电场的作用有吸引和排斥两种。
同性电荷之间相互排斥,异性电荷
之间相互吸引。
四、实验步骤
1. 将黑色导电球和白色绝缘杆固定在实验台上。
2. 打开高压静电发生器,让其产生足够的静电荷。
3. 将静电发生器中的电荷分别接地和带电。
4. 将带电的静电发生器靠近黑色导电球,观察导电球的变化。
5. 将带电的静电发生器靠近白色绝缘杆,观察绝缘杆的变化。
五、实验结果与分析
在实验过程中,当带电的静电发生器靠近黑色导电球时,导电球上会出现明显的排斥作用,导电球会受到一个向远离静电发生器的力;而当带电的静电发生器靠近白色绝缘杆时,绝缘杆上会出现明显的吸引作用,绝缘杆会被静电发生器吸引过去。
六、实验结论
静电场对带电体有排斥和吸引的作用。
同性电荷之间相互排斥,异性电荷之间相互吸引。
七、实验拓展
1. 可以调整静电发生器的电荷多少,观察排斥或吸引的大小变化。
2. 可以改变导电球和绝缘杆的形状和材质,观察对静电场作用的影响。
以上为静电场的作用实验教案,希望对您有所帮助。
大学物理静电场教案

课时:2课时教学目标:1. 理解并掌握库仑定律及其应用,能够计算两个点电荷之间的作用力。
2. 掌握电场叠加原理,并能利用其求解点电荷电场分布。
3. 理解并掌握电场强度和电势的概念,以及它们之间的关系。
4. 熟悉静电场中导体、绝缘介质等物理现象,并能解释相关现象。
教学重点:1. 库仑定律及其应用。
2. 电场叠加原理。
3. 电场强度和电势的概念及其关系。
教学难点:1. 电场叠加原理的应用。
2. 静电场中导体、绝缘介质等物理现象的理解。
教学准备:1. 多媒体课件。
2. 静电场实验器材。
3. 电荷板、电场线图等教学辅助工具。
教学过程:第一课时一、导入1. 通过生活中的实例,引导学生思考电荷、电场等基本概念。
2. 引出静电场的研究意义。
二、新课讲授1. 库仑定律及其应用- 介绍库仑定律的物理意义和数学表达式。
- 通过实例讲解库仑定律的应用,如计算两点电荷之间的作用力。
2. 电场叠加原理- 介绍电场叠加原理的物理意义。
- 通过实例讲解电场叠加原理的应用,如求解点电荷电场分布。
三、课堂练习1. 举例说明库仑定律的应用。
2. 利用电场叠加原理求解点电荷电场分布。
四、小结1. 总结本节课所学内容,强调库仑定律和电场叠加原理的重要性。
2. 提出课后思考题,引导学生进一步巩固所学知识。
第二课时一、导入1. 回顾上一节课的内容,引导学生思考电场强度和电势的概念。
2. 提出本节课的研究重点。
二、新课讲授1. 电场强度和电势的概念- 介绍电场强度和电势的定义、物理意义和数学表达式。
- 通过实例讲解电场强度和电势的关系,如电场强度与电势梯度的关系。
2. 静电场中导体、绝缘介质等物理现象- 介绍静电场中导体、绝缘介质等物理现象的原理。
- 通过实例讲解静电场中导体、绝缘介质等物理现象的应用。
三、课堂练习1. 举例说明电场强度和电势的关系。
2. 解释静电场中导体、绝缘介质等物理现象。
四、小结1. 总结本节课所学内容,强调电场强度和电势的概念及其应用。
151两种电荷教案

151两种电荷教案电荷是物质中一种基本的物理性质,表征物体所具有的静电性质。
通过对电荷的教学,可以帮助学生理解电荷的本质和相互作用,培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
以下是两种电荷的教案,供参考。
教案一:正负电荷的形成和相互作用教学目标:1.了解正负电荷的形成过程;2.理解正负电荷之间的相互作用;3.掌握通过实验操作进行电荷分离和观察电荷间的相互作用的方法。
教学准备:1.实验仪器:塑料梳子、玻璃棒、金属导线等。
2.实验材料:细绳、小纸片等。
3.教具:电荷分离动画视频、电荷相互作用示意图等。
教学过程:Step 1:导入(5分钟)利用电荷分离动画视频导入课堂,激发学生的兴趣,并提出问题:“为什么梳子梳理头发后,能够吸引小纸片呢?”Step 2:探究正负电荷的形成过程(15分钟)1.指导学生进行实验:a.用干燥的毛巾擦拭玻璃棒,然后用细绳系在玻璃棒上;b.用毛巾擦洗塑料梳子,然后用细绳系在梳子上;c.观察细绳受到的力的方向。
2.回顾实验结果,引导学生分析玻璃棒和梳子所带电荷的性质,提出正负电荷的概念。
3.引导学生思考,正负电荷的产生与物质的什么性质有关?Step 3:了解正负电荷之间的相互作用(20分钟)1.介绍电荷相互作用的概念,并通过电荷相互作用示意图加深学生的理解。
2.分析正负电荷之间的相互作用规律,引导学生总结出正负电荷之间的相互吸引和相互排斥规律。
3.进行实验验证:a.将两个带电体分别靠近和远离,观察它们之间的相互作用;b.利用金属导线将两个带电体连接,观察导线两端的现象。
4.结合实验结果,总结出同性电荷之间的相互作用和异性电荷之间的相互作用规律。
Step 4:应用与拓展(10分钟)1.设计一个实验,通过观察导线两端的表现来判断两个带电体之间的电荷性质。
2.给学生提供一些案例,让他们思考并阐述正负电荷的相互作用对生活中的一些现象的影响。
Step 5:小结(5分钟)回顾本节课的主要内容,强调正负电荷的形成和相互作用规律,并检查学生的学习情况。
静电场·电荷的相互作用·教案

教案:静电场·电荷的相互作用一、教学目标1. 让学生了解电荷的基本概念,掌握正电荷和负电荷的定义。
2. 让学生了解电荷之间的相互作用规律,掌握库仑定律。
3. 让学生了解静电场的概念,掌握静电场强度的计算方法。
二、教学内容1. 电荷的基本概念:正电荷、负电荷。
2. 电荷之间的相互作用:库仑定律。
3. 静电场的概念:静电场强度。
三、教学重点与难点1. 教学重点:电荷的基本概念,电荷之间的相互作用规律,静电场的概念。
2. 教学难点:库仑定律的推导及应用,静电场强度的计算。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解电荷的基本概念、电荷之间的相互作用规律和静电场的概念。
2. 采用演示法,通过实验现象展示电荷之间的相互作用。
3. 采用案例分析法,分析实际问题中的静电场现象。
五、教学步骤1. 导入:通过日常生活中的静电现象,引发学生对静电的兴趣,导入新课。
2. 讲解电荷的基本概念,介绍正电荷和负电荷的定义。
3. 讲解电荷之间的相互作用规律,推导库仑定律。
4. 讲解静电场的概念,介绍静电场强度的计算方法。
5. 结合实验现象,展示电荷之间的相互作用。
6. 分析实际问题中的静电场现象,巩固所学知识。
8. 布置课后作业,巩固所学知识。
六、教学活动1. 设计实验:让学生通过实验观察电荷之间的相互作用,如丝绸摩擦过的玻璃棒吸引小纸片等。
3. 案例分析:分析实际生活中的静电现象,如静电喷漆、静电复印等,让学生了解静电场的应用。
七、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对电荷基本概念的理解。
3. 课后作业:检查学生对课堂内容的掌握,巩固所学知识。
八、教学资源1. 教材:提供相关章节的教学教材,如《物理学》、《电磁学》等。
2. 实验器材:准备丝绸、玻璃棒、小纸片等实验器材。
3. 网络资源:提供相关的在线教程、视频资料等,丰富教学手段。
九、教学进度安排1. 第1周:讲解电荷的基本概念。
2. 第2周:讲解电荷之间的相互作用规律,推导库仑定律。
高中物理高二物理《电荷的相互作用电场》教案、教学设计

-电荷之间为何会有相互作用?
-电场是如何产生的?电场线与电势线有何关系?
-电场和电势在实际生活中的应用有哪些?
2.讨论:小组成员各抒己见,共同探讨问题,形成小组共识。
3.汇报:各小组选派代表进行汇报,分享本组讨论成果,其他小组成员补充和提问。
-分析库仑定律的适用条件,强调距离和电荷量的关系。
2.电场
-解释电场的概念,电场强度和电势。
-演示电场线的分布,说明电场线的物理意义。
-讲解电场强度的计算方法,以及电势的计算。
3.电场与电势的关系
-阐述电场与电势的相互关系,介绍电势能的概念。
-分析电荷在电场中的运动,以及电势能的变化。
(三)学生小组讨论
2.提出问题:通过提问方式,让学生思考电荷之间是如何相互作用的,电场是如何产生的,激发学生的好奇心。
3.回顾相关知识:简要回顾之前学习的电磁学知识,如电流、电阻等,为新课的学习搭建知识桥梁。
(二)讲授新知
1.电荷的相互作用
-介绍电荷的基本概念,正电荷和负电荷。
-讲解库仑定律,阐述电荷之间的相互作用规律。
3.探究思考题:
-生活中有哪些应用电场的实例?请举例说明。
-假设地球表面存在一个均匀的电场,试分析地球表面的电荷分布情况。
4.小组合作题:
-以小组为单位,设计一个简单的电场实验,验证电荷之间的相互作用规律。
-小组讨论:如何利用电场和电势的概念解释静电现象?
5.拓展阅读题:
-请阅读一篇关于电场在现代科技中应用的科普文章,并撰写一篇不少于500字的读后感。
高中物理高二物理《电荷的相互作用电场》教案、教学设计
一、教学目标
静电场电荷的相互作用教案

静电场•电荷的相互作用•教案一、教学目标1.在物理知识方面的要求:(1)掌握两种电荷;(2)定性了解两种电荷间的作用规律;(3)掌握库仑定律的内容及其应用。
2.通过观察演示实验,概括出两种电荷间的作用规律。
培养学生观察、概括能力。
3.渗透物理学方法的教育,运用理想化模型方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型——点电荷,研究真空中静止点电荷间互相作用力问题——库仑定律。
二、重点、难点分析1.重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律。
2.真空中点电荷间作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律,是难点。
三、教具1.演示两种电荷间相互作用有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒(2 支)2.定性演示相关物理量间关系铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。
四、主要教学过程1.新课引入人类从很早就认识了磁现象和电现象,例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。
在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载,但是人类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的,到十九世纪才建立了完整的电磁理论。
电磁学及其应用对人类的影响十分巨大,在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用,是历史上的一次技术革命,是人类改造世界能力的飞跃,打开了电气化时代的大门。
工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。
在当前出现的新技术中,起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。
它们被广泛应用于各种新技术领域,给人们的生产和生活带来了深刻的变化。
为了正确地利用电,就必须懂得电的知识。
在初中我们学过一些电的知识,现在再进一步较深入地学习。
2.教学过程设计(1)研究两种电荷及电荷间的相互作用实验一:用橡胶棒与毛皮摩擦后,放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。
提问一:为什么橡胶棒会吸引碎纸片?答:橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了,带电物体会吸引轻小物体。
静电场·电荷的相互作用·教案

静电场·电荷的相互作用·教案第一章:静电场的基本概念1.1 静电场的定义1.2 静电场的研究方法1.3 静电场的基本性质1.4 静电场的应用举例第二章:电荷的相互作用2.1 电荷的性质2.2 点电荷的概念2.3 电荷间的相互作用规律2.4 电荷相互作用的应用举例第三章:电场强度3.1 电场强度的定义3.2 电场强度的计算3.3 电场强度与电荷的关系3.4 电场强度的应用举例第四章:电势4.1 电势的定义4.2 电势的计算4.3 电势与电场的关系4.4 电势的应用举例第五章:静电场的能量5.1 静电场的能量概念5.2 静电场的能量计算5.3 静电场的能量与电荷的关系5.4 静电场的能量应用举例第六章:静电场中的高斯定律6.1 高斯定律的表述6.2 高斯定律的应用6.3 闭合电流系统的概念6.4 高斯定律在静电场中的应用举例第七章:电场线和等势面7.1 电场线的定义和性质7.2 等势面的定义和性质7.3 电场线和等势面的关系7.4 电场线和等势面在静电场中的应用举例第八章:静电平衡8.1 静电平衡的条件8.2 静电平衡状态下导体内部的电场8.3 静电平衡状态下导体的表面电荷分布8.4 静电平衡在实际中的应用举例第九章:静电力和库仑定律9.1 静电力的定义9.2 库仑定律的表述9.3 库仑定律的适用条件9.4 静电力和库仑定律在实际中的应用举例第十章:静电场的能量和能量守恒10.1 静电场的能量表达式10.2 静电场的能量守恒原理10.3 静电场中能量的转化10.4 静电场的能量和能量守恒在实际中的应用举例第十一章:静电场的能量密度和势能11.1 静电场的能量密度概念11.2 静电场的势能概念11.3 静电场的能量密度与势能的关系11.4 静电场的能量密度和势能在实际中的应用举例第十二章:静电场的线性积分运算12.1 静电场中的线积分12.2 静电场中的面积分12.3 静电场中的格林定理12.4 静电场的线性积分运算在实际中的应用举例第十三章:静电场的非线性问题13.1 静电场的非线性来源13.2 静电场非线性问题的解决方法13.3 静电场非线性问题在实际中的应用举例第十四章:静电场的数值计算方法14.1 静电场数值计算的基本方法14.2 有限差分法在静电场计算中的应用14.3 有限元法在静电场计算中的应用14.4 静电场数值计算方法在实际中的应用举例第十五章:静电场的实验研究15.1 静电场实验研究的重要性15.2 静电场实验的基本方法15.3 静电场实验中常见的误差与减小方法15.4 静电场实验研究在实际中的应用举例重点和难点解析本教案涵盖了静电场的基本概念、电荷的相互作用、电场强度、电势、静电场的能量、高斯定律、电场线和等势面、静电平衡、静电力和库仑定律、静电场的能量和能量守恒、静电场的能量密度和势能、静电场的线性积分运算、静电场的非线性问题、静电场的数值计算方法以及静电场的实验研究等多个方面。
静电场教案

静电场教案一、教学目标1.了解静电场的概念和性质;2.掌握静电场的计算方法;3.理解静电场的应用。
二、教学内容1. 静电场的概念和性质1.1 静电场的概念静电场是指由电荷所产生的电场,它是一种无形的场,可以对周围的电荷产生作用力。
静电场的强度与电荷的大小和距离有关。
1.2 静电场的性质静电场具有以下性质:1.静电场是矢量场,具有方向和大小;2.静电场的强度与电荷的大小和距离有关;3.静电场的作用力是电荷所受的库仑力;4.静电场的能量密度与电场的平方成正比。
2. 静电场的计算方法2.1 静电场的计算公式静电场的计算公式为:E⃗=14πϵ0qr2r其中,E⃗为电场强度,q为电荷量,r为距离,r为方向。
2.2 静电场的计算步骤计算静电场的步骤如下:1.确定电荷的位置和电荷量;2.确定所求点的位置和方向;3.根据公式计算电场强度。
3. 静电场的应用3.1 静电场的应用领域静电场的应用领域包括:1.静电除尘;2.静电喷涂;3.静电除湿;4.静电消毒。
3.2 静电场的应用原理静电场的应用原理是利用电荷之间的相互作用力,实现对物体的吸附、喷涂、除尘、除湿、消毒等作用。
三、教学方法本课程采用讲授、实验、讨论等多种教学方法,其中实验为主要教学方法,通过实验让学生亲身体验静电场的性质和应用。
四、教学过程1. 静电场的概念和性质1.讲解静电场的概念和性质;2.通过实验演示静电场的性质。
2. 静电场的计算方法1.讲解静电场的计算公式和计算步骤;2.通过实验演示静电场的计算方法。
3. 静电场的应用1.讲解静电场的应用领域和应用原理;2.通过实验演示静电场的应用。
五、教学评估本课程采用考试和实验报告相结合的方式进行评估,其中考试占60%,实验报告占40%。
考试内容包括静电场的概念、性质、计算方法和应用,实验报告要求学生对实验过程和结果进行详细描述和分析。
六、教学反思本课程采用实验为主要教学方法,能够让学生更好地理解静电场的概念和性质,同时也能够让学生亲身体验静电场的应用。
电荷相互作用教案

电荷相互作用教案教案标题:电荷相互作用教案教学目标:1. 理解电荷的基本概念和性质。
2. 能够描述不同电荷之间的相互作用。
3. 掌握电荷相互作用的计算方法和相关公式。
4. 应用所学知识解决与电荷相互作用相关的问题。
教学准备:1. 教学投影仪和电脑。
2. 黑板、粉笔和白板标记笔。
3. 硬币、塑料梳子、丝绸布等小道具以进行实验演示。
教学过程:引入活动:1. 使用实验演示法向学生展示电荷相互作用的现象。
比如,用塑料梳子梳理头发后,将梳子靠近硬币,观察硬币的运动变化。
2. 引发学生思考,提问"你认为是什么力量导致硬币的运动变化?"知识讲解:1. 通过讲解介绍电荷的基本概念,包括正电荷和负电荷的定义,以及它们对应的基本单位——库仑(C)。
2. 进一步讲解电荷的相互作用,包括电荷的吸引和排斥规律,以及库仑定律的表达。
3. 通过示意图和实例解释电荷相互作用的力的方向和大小。
4. 着重讲解电荷相互作用的计算方法,包括使用库仑定律求解电荷之间的力以及电荷之间的距离的关系。
实践探究:1. 进行小组活动,让学生分组进行电荷相互作用实验,例如使用塑料梳子和丝绸布产生电荷,并观察它们之间的相互作用。
2. 引导学生观察和记录实验结果,了解不同电荷之间的相互作用现象,并进行初步的数据分析。
3. 让学生在小组内探讨并总结实验规律,发现电荷数量和距离对相互作用力的影响。
拓展应用:1. 提供一些与电荷相互作用相关的真实生活问题,让学生运用所学知识解决,例如两个带电粒子之间的力的计算以及电场强度的思考。
2. 引导学生运用计算方法分析不同电荷间相互吸引或排斥的情况,并进一步探究电荷之间的力与距离的关系。
课堂总结:1. 回顾本节课所学内容,强调电荷相互作用的重要性和应用。
2. 运用提问法,与学生互动,检查他们对于所学内容的理解。
3. 鼓励学生在家继续实践和探索电荷相互作用的现象,并提出问题或与同伴讨论。
评估方法:1. 在课堂中观察学生对实验的进行和结果的记录。
物理课程教案电荷与电场的相互作用

物理课程教案电荷与电场的相互作用教案:电荷与电场的相互作用引言:物理学中,电荷与电场的相互作用是一个重要的研究领域。
本课程旨在通过生动有趣的教学方式,帮助学生全面理解电荷与电场之间的相互作用,并培养学生的实验观察能力和问题解决能力。
以下是本次课程的教案安排。
一、教学目标:1. 理解电荷与电场的基本概念和性质;2. 掌握电荷守恒定律和电场强度的计算方法;3. 理解电荷在电场中受到的力的原理和计算方法;4. 培养学生通过实验观察和数据分析能力。
二、教学内容:1. 电荷与电场的基本概念和性质- 介绍电荷的基本性质和单位,解释正负电荷的概念;- 介绍电场的概念和性质,引导学生理解电场是电荷周围空间的特性;- 通过图示和实例演示,帮助学生理解电荷与电场之间的相互关系。
2. 电荷守恒定律与电场强度计算- 解释电荷守恒定律的原理和意义;- 介绍电场强度的定义和计算公式;- 给出一些简单的计算例题,引导学生掌握电场强度的计算方法。
3. 电荷在电场中的受力原理和计算- 讲解库仑定律的原理和公式,解释电荷在电场中受到的力的性质;- 引导学生理解电场对电荷的作用力与电荷的性质相关,如电荷大小和距离;- 给出一些应用题,帮助学生掌握电荷受力的计算方法。
4. 实验观察与数据分析- 设计简单的实验,观察和记录电荷在不同电场下的受力情况;- 引导学生根据实验数据分析电荷与电场的相互作用规律;- 帮助学生绘制实验数据图表,并进行相关性分析。
三、教学方法:1. 授课方法:讲授、演示、引导。
2. 学习方法:听讲、观察、思考、实验。
3. 教具准备:黑板、白板、投影仪、实验仪器等。
四、教学步骤:1. 引入- 通过一个生活中的例子说明电荷与电场的相互作用的重要性和应用价值;- 提出学习目标和课程安排。
2. 知识讲解- 依次介绍电荷与电场的基本概念和性质,引导学生做思维导图或记录笔记;- 引导学生思考电荷与电场之间的相互关系,与实际物理现象的联系。
高中物理第八课时教案

高中物理第八课时教案课题:静电场
教学目标:
1. 了解静电场的概念和性质。
2. 掌握静电场的产生和作用规律。
3. 能够运用静电场的知识解决相关问题。
教学重点:
1. 静电场的概念和性质。
2. 静电场的产生和作用规律。
教学难点:
1. 静电场的作用规律的理解和运用。
教学过程:
一、引入问题:你知道什么是静电场吗?它有什么作用?
二、讲解静电场的概念和性质。
1. 静电场:由电荷所形成的一种力场。
2. 静电场的性质:具有方向性、传递性和叠加性。
三、介绍静电场的产生和作用规律。
1. 静电场的产生:电荷之间的相互作用。
2. 静电场的作用规律:库仑定律。
四、通过实例讲解库仑定律的应用。
五、讲解电场强度的概念和计算方法。
1. 电场强度的定义:单位正电荷所受的力。
2. 电场强度的计算方法:E = F/q。
六、教师总结并布置作业。
七、板书设计:
1. 静电场的概念和性质。
2. 静电场的产生和作用规律。
3. 电场强度的计算方法。
教学反思:
通过本节课的学习,学生能够初步了解静电场的概念和性质,掌握静电场的产生和作用规律,以及电场强度的计算方法。
在教学过程中,教师要引导学生理解静电场的相关概念和定律,注重引导学生运用所学知识解决问题,提高学生的综合应用能力。
初中物理教案 静电的魔力 探索静电场和电荷的相互作用

初中物理教案静电的魔力探索静电场和电荷的相互作用初中物理教案静电的魔力 - 探索静电场和电荷的相互作用引言静电是物理学中重要的一个概念,它涉及到电荷和电场的相互作用。
通过本课程,学生将了解静电的基本概念、静电场的特性以及电荷对周围环境的影响。
本教案将帮助学生理解并通过实验和讨论来探索静电的魔力。
一、目标通过本课程,学生将能够:1. 理解电荷(正、负)及其基本特性;2. 描述静电产生的过程;3. 理解静电场的形成;4. 观察和描述电荷之间的相互作用。
二、背景知识在开始本课程之前,学生需要了解以下基本概念:1. 电荷:电荷分为正电荷和负电荷,同性相斥,异性相吸;2. 静电:在物体表面积聚的电荷;3. 电场:电荷周围的区域,会对其他电荷施加力;4. 导体和绝缘体:导体具有良好的电导性,而绝缘体则很难导电。
三、教学过程1. 实验:静电产生让学生通过以下实验体验静电的产生过程:实验材料:气球、头发步骤:a. 学生在气球上擦拭头发,尝试将头发竖立起来;b. 学生用擦有静电的气球靠近小纸片,观察小纸片的运动。
实验结果:通过摩擦,气球带有静电,使得头发竖立起来。
当擦有静电的气球靠近小纸片时,小纸片受到静电的吸引,运动。
讨论:为什么头发会竖立起来?学生可以通过实验结果和讨论来得出结论,即头发上带有相同电荷的静电气球靠近导致反应。
2. 讨论:静电场的形成让学生通过以下问题来思考静电场的概念:问题:当一个带有正电荷的物体靠近另一个带有正电荷的物体时,会有什么发生?同样,当一个带有负电荷的物体靠近另一个带有负电荷的物体时,会有什么发生?讨论:学生可以通过回答问题来得出结论,即同性电荷相斥,异性电荷相吸。
3. 实验:电荷之间的相互作用让学生通过以下实验探究电荷之间的相互作用:实验材料:塑料杯、小纸片、粗毛线、丝带步骤:a. 学生将两个塑料杯分别带上一种不同的电荷:一个带正电、一个带负电;b. 将两个塑料杯靠近,并观察它们之间的相互作用;c. 用小纸片、粗毛线、丝带等材料进行类似的探究。
1 第一章静电场《电荷 电荷守恒定律》教案

第一章静电场1.1电荷电荷守恒定律教学三维目标(一)知识与技能1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律.5.知道什么是元电荷.(二)过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
(三)情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点:电荷守恒定律难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
教学过程:(一)引入新课:新的知识内容,新的学习起点.本章将学习静电学.将从物质的微观的角度认识物体带电的本质,电荷相互作用的基本规律,以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。
【板书】第一章静电场复习初中知识:【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质,这种现象叫摩擦起电,这样的物体就带了电.【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥,而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引,所以自然界存在两种电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.【板书】自然界中的两种电荷正电荷和负电荷:把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示.电荷及其相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.(二)进行新课:第1节、电荷及其守恒定律【板书】电荷(1)原子的核式结构及摩擦起电的微观解释原子:包括原子核(质子和中子)和核外电子。
(2)摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.实质:电子的转移.结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.(3)金属导体模型也是一个物理模型P3用静电感应的方法也可以使物体带电.【演示】:把带正电荷的球C 移近彼此接触的异体A ,B(参见课本图1.1-1).可以看到A ,B 上的金属箔都张开了,表示A ,B 都带上了电荷.如果先把C 移走,A 和B 上的金属箔就会闭合.如果先把A 和B 分开,然后移开C ,可以看到A 和B 仍带有电荷;如果再让A 和B 接触,他们就不再带电.这说明A 和B 分开后所带的是异种等量的电荷,重新接触后等量异种电荷发生中和.【板书】(4)、静电感应:把电荷移近不带电的异体,可以使导体带电的现象。
沪科版物理高二上8B《电荷的相互作用电场》教案1

沪科版物理高二上8B《电荷的相互作用电场》教案1执教:上海市徐汇区教师进修学院桑嫣一、教学任务分析本节内容属于电场的基础知识,也是“场”的起点知识。
其中关于“电场”的概念、规律与研究方法不仅本身是电场的核心内容,而且也是以后学习明白得磁场等其他场的基础。
学习本设计内容需要以力的知识、初中静电的相关知识等为基础。
本设计从定性探究实验入手,通过创设情形、设问和探究性实验,定性得到电荷间的相互作用力的规律及阻碍其大小的相关因素;然后通过对电荷间的相互作用力产生缘故的摸索、相关物理史实的介绍,建立电场的概念。
为形象描述电场的强弱,利用电场对电荷的作用进行探究,通过用图线的方法来描述这种作用成效,从而建立电场线的概念,并学会使用电场线形象地描述电场的强弱。
为进一步精确描述电场的强弱,连续由电场力入手,通过比值定义的方法建立了电场强度的概念。
最后通过电场强度与电场力的比较,深入明白得本设计所涉及的各重要概念。
通过对电场强弱的两种描述方法的学习,使学生学会正确描画客观世界的方法,从形象粗略描述到精确逐点描述,感受人类对未知事物循序渐进、由浅入深的认知过程。
在建立点电荷、电场线、电场强度等概念时,感受到物理概念的建立不是凭空的,而是以客观事实为基础,抓住事实的本质,通过科学的抽象、理想化和数学方法等归纳得出。
在学习“场”的概念的过程中,从实验到物理史实的介绍,让学生从客观、主观两方面真切感受到这种专门物质的存在,感受到研究事物不能仅凭感官,还需依靠逻辑推理、分析判定、实验验证等多种方法,从而建立辩证唯物主义的物质观。
二、教学目标1.知识与技能(1) 明白点电荷,明白点电荷是一个理想模型。
(2) 明白得电荷间的相互作用,明白静电力大小与哪些因素有关。
(3) 明白电场;明白电荷间的相互作用是通过电场发生的。
(4) 明白得电场线,明白电场线能够形象地表示电场的强弱和方向。
(5) 明白得电场强度的概念及其定义式,明白电场强度是描述电场力的性质的物理量。
静电场中班科学教案

在物理学中,静电场一直都是一个非常重要的课题。
在学生学习这个知识点的时候,很多老师会运用各种不同的教学方法来教授学生。
这篇文章将会介绍静电场中班科学教案的具体内容和实施方法,旨在帮助学生更加深入地了解这个重要的物理概念。
一、教学目标静电场中班科学教案的教学目标主要包括以下几点:1、学习静电场的基本概念、性质以及测量方法,能够正确运用库仑定律计算电荷间的相互作用力和它们所受的电场强度;2、通过实验观察和归纳,理解电场线和等势面的概念,确定场点的电势与电场线的走向的关系;3、掌握将电场的概念和应用扩展到激发电场、静电感应和电场能量等方面,对这些知识进行深入的思考和探讨;4、养成实验精神、探究科学和解决实际问题的能力,具备简单的实验设计和数据处理能力,形成实验思维和探究精神。
二、教学内容静电场中班科学教案的教学内容主要包括以下几个方面:1、电荷的基本概念和性质:介绍电荷的基本概念、正负电荷的定义、电量的量度和单位,让学生学会正确使用电荷量单位库仑;2、电场的基本概念:介绍电场的基本概念、代表电场强度的矢量,以及不同类型电荷电场相互作用的规律,让学生理解电场的本质;3、电势的概念与计算:介绍电势的概念、电势差和电势能的量度,讲解电势的计算方法以及与电场强度的关系;4、静电场的等势面和电场线:通过实验观察、观测数据的分析,学生能够理解等势面和电场线的意义和相互关系;5、电场中的静电感应和激发电荷,了解电介质材料结构和性质,探究电荷在电介质内部的作用和反应机理;6、电场能量和电势能:学习电场中的能量转换和运用,以及如何计算电势能。
三、教学方法静电场中班科学教案的教学方法包括以下几个方面:1、示范实验法:通过示范实验来引发学生的兴趣,进一步激发学生对于静电场的探究精神;2、教师讲授法:教师使用多媒体讲授静电场知识,能够使学生清晰地理解课本中的知识点;3、问题解答法:在教学过程中,学生提出的问题可以由教师解答或者由班内同学共同讨论,拓展知识点以及思考问题的角度;4、小组讨论法:利用小组讨论的方式,让学生们从不同的角度分析问题,并且形成自己的见解和思路;5、自学自检法:学生在课后自己阅读课内的内容,进行自我测试和知识点的巩固,提高自主学习和探究的能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
静电场·电荷的相互作用·教案
一、教学目标
1.在物理知识方面的要求:
(1)掌握两种电荷;
(2)定性了解两种电荷间的作用规律;
(3)掌握库仑定律的内容及其应用。
2.通过观察演示实验,概括出两种电荷间的作用规律。
培养学生观察、概括能力。
3.渗透物理学方法的教育,运用理想化模型方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型——点电荷,研究真空中静止点电荷间互相作用力问题——库仑定律。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定——库仑定律。
2.真空中点电荷间作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律,是难点。
三、教具
1.演示两种电荷间相互作用
有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒(2支)
2.定性演示相关物理量间关系
铝箔包好的草球、表面光滑洁净的绝缘导体、绝缘性好的丝线、绝缘性好的支架、铁架台。
四、主要教学过程
1.新课引入
人类从很早就认识了磁现象和电现象,例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。
在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载,但是人类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的,到十九世纪才建立了完整的电磁理论。
电磁学及其应用对人类的影响十分巨大,在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用,是历史上的一次技术革命,是人类改造世界能力的飞跃,打开了电气化时代的大门。
工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。
在当前出现的新技术中,起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。
它们被广泛应用于各种新技术领域,给人们的生产和生活带来了深刻的变化。
为了正确地利用电,就必须懂得电的知识。
在初中我们学过一些电的知识,现在再进一步较深入地学习。
2.教学过程设计
(1)研究两种电荷及电荷间的相互作用
实验一:用橡胶棒与毛皮摩擦后,放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。
提问一:为什么橡胶棒会吸引碎纸片?
答:橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了,带电物体会吸引轻小物体。
提问二:注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况,会发现被橡胶棒吸起的纸片中,较大的纸片先落下来,这是为什么?
答:带电体在空气中不断放电,使它带电量不断减少,因而吸引轻小物体的力也相应减小,所以较大纸片先落下来。
教师总结:在初中的学习中,我们已经知道,自然界存在两种电荷,叫做正电荷与负电荷。
用毛皮摩擦橡胶棒,用丝绸摩擦有机玻璃棒后,橡胶棒带负电,毛皮带正电,有机玻璃棒带正电,丝绸带负电。
物体带电后,能吸引轻小物体,而且带电越多,吸引力就越大,电荷的多少叫电量,电量的单位是库仑。
电子带有最小的负电荷,质子带有最小的正电荷,它们电量的绝对值相等,一个电子电量e=1.6×10-19C。
任何带电物体所带电量要么等于电子(或质子)电量,要么是它们的整数倍,因此,把1.6×10-19C称为基元电荷。
提问三:若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片,会出现什么现象?
答:毛皮带上正电,也会吸引轻小物体。
教师用实验验证学生的判断。
实验二:用云台支起一根橡胶棒,如图1所示,再将它与另一根橡胶棒并在一起,用毛皮摩擦它们的一端,使之带上同种电荷,再观察两端相互作用的情况,发现它们相斥,而且它们的距离越小斥力越大,过一会儿,它们间的作用力会明显减弱。
提问四:被毛皮摩擦过的橡胶棒的两端为什么会相斥?斥力的大小与什么因素有关?
答:因为它们带上了同种电荷,而电荷间作用的规律是同种电荷相斥,异种电荷相吸,斥力的大小与电荷间的距离有关,距离越小,斥力越大,反之,距离越大,斥力越小;斥力的大小还与电量有关,电量越大,斥力越大。
由于放电的原因,棒上的电量不断减小,而斥力也随时间的增大而明显减小。
提问五:若将与橡胶棒摩擦过的毛皮与支起的橡胶棒带电的一端靠近,或用丝绸摩擦过的有机玻璃棒与支起的橡胶棒带电的一端靠近,会出现什么现象?
答:会吸引,异种电荷相吸。
教师用实验验证学生的判断。
提问六:若将与有机玻璃棒摩擦过的丝绸与支起的橡胶棒带电的一端靠近,会出现什么现象?
答:会相斥,同种电荷相斥。
教师用实验验证学生的判断。
实验三:如图2,先把表面光滑洁净的绝缘导体放在A处,然后把铝箔包好的草球系在丝线下,分别用丝绸摩擦过的玻璃棒给导体和草球带上正电,把草球先后挂在P1、P2、P3的位置,带电小球受到A的作用力的大小可以通过丝线对竖直方向的偏角大小显示出来。
观察实验发现带电小球在P1、P2、P3各点受到的A 的作用力依次减小;再增大丝线下端带电小球的电量,观察实验发现,在同一位置小球受到的A的作用力增大了。
提问七:电荷间作用力大小跟什么有关?
答:与电荷间距离及电量多少有关,电荷的作用力随着距离的增大而减小,随着电量的增大而增大。
教师总结:电荷之间存在着相互作用力,力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关,电量越大,距离越近,作用力就越大;反之电量越小,距离越远,作用力就越小。
作用力的方向,可用同种电荷相斥,异种电荷相吸的规律确定。
(2)库仑定律
我国东汉时期就发现了电荷,并已定性掌握了电荷间的相互作用的规律。
而进一步将电荷间作用的规律具体化、数量化的工作,则是两千年之后的法国物理学家库仑,他用精确实验研究了静止的点电荷间的相互作用力,于1785年发现了后来用他的名字命名的库仑定律。
正像牛顿在研究物体运动时引入质点一样,库仑在研究电荷间的作用时引入了点电荷,无疑这是人类思维方法的一大进步。
什么是点电荷?简而言之,带电的质点就是点电荷。
点电荷的电量、位置可以准确地确定下来。
正像质点是理想的模型一样,点电荷也是理想化模型。
真正的点电荷是不存在的,但是,如果带电体间的距离比它们的大小大得多,以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,这样的带电体就可以看成点电荷。
均匀带电球体或均匀带电球壳也可看成一个处于该球球心,带电量与该球相同的点电荷。
库仑实验的结果是:在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,这就是库仑
定律。
若两个点电荷q1,q2静止于真空中,距离为r,如图3所示,则q1受到q2的作用力F12为
式中F12、q1、q2、r诸量单位都已确定,分别为牛(N)、库(C)、
q2受到q1的作用力F21与F12互为作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,统称静电力,又叫库仑力。
若点电荷不是静止的,而是存在相对运动,那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外,还存在相互作用的磁场力。
关于磁场力的知识,今后将会学到。
(3)库仑定律的应用
例1 两个点电荷q1=1C、q2=1C相距r=1m,且静止于真空中,求它们间的相互作用力。
这时F在数值上与k相等,这就是k的物理意义:k在数值上等于两个1C 的点电荷在真空中相距1m时的相互作用力。
例2 真空中有A、B两个点电荷,相距10厘米,B的带电量是A的5倍。
如果A电荷受到的静电力是10-4N,那么B电荷受到的静电力应是下列答案中的哪一
个? [ ]
A.5×
10-4N
B.0.2×10-4N
C.10-
4N
D.0.1×10-4N
例3 两个完全相同的均匀带电小球,分别带电量q1=2C正电荷,q2=4C负电荷,在真空中相距为r且静止,相互作用的静电力为F。
(1)今将q1、q2、r都加倍,相互作用力如何变?
(2)只改变两电荷电性,相互作用力如何变?
(3)只将r增大4倍,相互作用力如何变?
(4)将两个小球接触一下后,仍放回原处,相互作用力如何变?
(5)接上题,为使接触后,静电力大小不变应如何放置两球?
答(1)作用力不变。
(2)作用力不变。
(3)作用力变为F/25,方向不变。
(4)作用力大小变为F/8,方向由原来的吸引变为推斥(接触后电量先中和,后多余电量等分)。
例4 两个正电荷q1与q2电量都是3C,静止于真空中,相距r=2m。
(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q,求Q受的静电力。
(2)在O点放入负电荷Q,求Q受的静电力。
(3)在连线上A点的左侧C点放上负点电荷q3,q3=1C且AC=1m,求q3所受静电力。
解当一个点电荷受到几个点电荷的静电力作用时,可用力的独立性原理求解,即用库仑定律计算每一个电荷的作用力,就像其他电荷不存在一样,再求各力的矢量和。
(1)(2)题电荷Q受力为零。
(3)q3受引力F31与引力F32,方向均向右,合力为:
3.课堂小结
(1)电荷间相互作用规律:同性相斥,异性相吸,大小用库仑定
(2)电荷间作用力为一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。
(3)库仑定律适用条件:真空中静止点电荷间的相互作用力(均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可)。