2019-2020年高中物理 电荷 库仑定律教案 人教版第二册
高中高三下册物理库仑定律教案
高中高三下册物理库仑定律教案教案名称:库仑定律教学目标:1. 掌握库仑定律的概念和表达式。
2. 理解带电体之间的电荷作用力,以及它们的相关性质。
3. 能够解决与库仑定律相关的物理问题。
教学重点:1. 掌握库仑定律的表达式。
2. 理解电荷之间的相互作用力。
3. 掌握解决与库仑定律相关的物理问题的方法。
教学难点:1. 理解电荷之间的相互作用力的本质。
2. 能够灵活运用库仑定律解决实际问题。
教学准备:1. 相关教学课件和实验教材。
2. 实验仪器和材料。
教学过程:Step 1:导入新知识通过问题引入:两个相同电荷的带电体之间会发生什么样的相互作用?请同学们思考。
Step 2:展示实验现象利用实验仪器和材料,展示两个带电体之间的相互作用。
根据实验现象,引出电荷之间的作用力。
Step 3:引入库仑定律解释带电体之间的作用力与电荷的大小、距离之间的关系。
引入库仑定律的概念和表达式。
Step 4:讲解库仑定律的表达式详细讲解库仑定律的表达式:F = k * |Q1 * Q2| / r^2。
其中,F表示电荷之间的作用力,k为库仑常数,Q1和Q2分别为两个电荷的大小,r为两个电荷之间的距离。
Step 5:通过例题演示通过具体的例题演示如何运用库仑定律解决实际问题。
Step 6:师生互动讨论展开师生互动讨论,解答学生提出的问题,进一步巩固理解。
Step 7:实验设计组织学生进行实验,验证库仑定律的正确性。
Step 8:实验报告要求学生完成实验报告,总结实验结果,归纳库仑定律的应用。
Step 9:小结对本课所学内容进行小结,并布置相关作业。
Step 10:课后反思教师根据本节课的教学情况,进行反思和总结,并留意学生的理解和掌握情况。
库仑定律教案(9篇)
库仑定律教案(9篇)教学目标(一)学问与技能1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念.2.了解静电现象及其产生缘由;知道原子构造,把握电荷守恒定律 3.知道什么是元电荷.4.把握库仑定律,要求知道知道点电荷模型,知道静电力常量,会用库仑定律的公式进展有关的计算.(二)过程与方法2、通过对原子核式构造的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是制造了电荷,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。
3、类比质点理解点电荷,通过试验探究库仑定律并能敏捷运用(三)情感态度与价值观通过对本节的学习培育学生从微观的角度熟悉物体带电的本质,熟悉抱负化是讨论自然科学常用的方法,培育科学素养,熟悉类比的方法在现实生活中有广泛的应用重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力难点: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,库仑定律的理解与应用。
教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件教学过程:第1节电荷库仑定律(第1课时)(一)引入新课:多媒体展现:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。
师:在这惊心动魄的自然现象背后,隐藏着很多物理原理,吸引了不少科学家进展探究。
在科学史上,从最早发觉电现象,到熟悉闪电本质,经受了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。
下面请同学们仔细阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的讨论历史,并完成下述填空:电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩处,直到1752年,宏大的科学家___________冒着生命危急在美国费城进展了闻名的风筝试验,把天电引了下来,发觉天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危急去捕获闪电,证明了闪电与试验室中的电是一样的。
雷电是怎样形成的?(大气中冷暖气流上下急剧翻滚,相互摩擦,云层就会积聚电荷,当电荷积存到肯定程度,瞬间发生大规模的放电,就产生了雷电)物体带电是怎么回事?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应当怎样利用这些规律?这些问题正是本章要探究并做出解答的。
高三下册物理库仑定律教案
高三下册物理库仑定律教案【教案】高三下册物理-库仑定律教学目标:1. 理解电荷的概念,并能够区分正电荷和负电荷。
2. 掌握库仑定律的表达形式及其应用。
3. 了解库仑力的性质,能够运用库仑定律解决有关电荷和电荷之间相互作用的问题。
教学重点:1. 库仑定律的表达形式及其应用。
2. 库仑力的性质。
教学难点:1. 应用库仑定律解决负电荷间相互作用的问题。
2. 理解库仑力与电荷之间的关系。
教学准备:1. 教学PPT和实验装置,包括带电杆和小球等。
教学过程:步骤一:导入新知1. 向学生引入库仑定律的概念,简单介绍电荷的概念,并提问学生对电荷的理解。
2. 引导学生思考,电荷之间会产生一种力,这种力叫做什么?这个力和电荷之间有什么关系?3. 通过引导学生思考,引出本节课要学习的库仑定律。
步骤二:讲解库仑定律1. 使用PPT向学生讲解库仑定律的表达形式:F=k*q1*q2/r^2,其中F代表电荷之间的电力,k代表比例系数,q1和q2代表电荷的量,r代表电荷之间的距离。
2. 通过讲解示例电荷间的相互作用问题,演示如何使用库仑定律计算电力大小。
3. 强调库仑定律的适用范围,让学生了解只有电荷间距离很远时,库仑定律才是近似成立的。
步骤三:实验演示1. 进行实验演示,使用实验装置展示电荷之间的相互作用,并解释实验过程和结果。
2. 利用实验结果进一步说明库仑定律的适用性和局限性。
步骤四:小组讨论1. 将学生分为小组,让他们集思广益,讨论如何应用库仑定律解决负电荷间的相互作用问题。
2. 引导学生从实际问题出发,思考库仑定律的应用。
步骤五:梳理知识点1. 梳理和总结库仑定律的表达形式和应用方法。
2. 强调库仑力的性质,包括大小与电荷量成正比,与距离的平方成反比等。
步骤六:作业布置1. 布置课后作业,要求学生应用库仑定律解决一些负电荷间的相互作用问题。
2. 鼓励学生积极参与实验和观察,并记录实验现象和结论。
教学反思:本节课通过讲解库仑定律和实验演示,使学生能够理解电荷与电荷之间的相互作用,并能够运用库仑定律解决问题。
高中物理库仑定律教案
高中物理库仑定律教案
目标:学生能够理解库仑定律并能够应用它来解决问题。
教学目标:
1. 了解库仑定律的基本概念和公式。
2. 理解库仑定律的物理意义。
3. 能够应用库仑定律解决相关问题。
教学重点和难点:
重点:库仑定律的公式和物理意义。
难点:能够灵活运用库仑定律解决问题。
教学资源:教科书、教学PPT、实验器材。
教学过程:
一、导入(5分钟)
老师用一个实例引出库仑定律的概念,并提问学生对库仑定律有何了解。
二、概念讲解(15分钟)
1. 介绍库仑定律的历史背景和基本概念。
2. 讲解库仑定律的公式:F=k|q1*q2|/r^2。
3. 解释库仑定律的物理意义:两个点电荷之间的静电力与它们之间的距离的平方成反比,与它们的电量的乘积成正比。
三、案例分析(20分钟)
利用案例让学生进行计算,解释库仑定律的应用。
四、实验演示(15分钟)
进行库仑定律实验演示,让学生观察和实验操作,进一步理解库仑定律的原理和应用。
五、讨论总结(10分钟)
让学生总结库仑定律的概念和应用,并提出问题让学生回答。
六、作业布置(5分钟)
布置相关练习题作业,巩固学生对库仑定律的理解和应用。
教学反思:
教师要注重引导学生主动探究,培养学生的科学思维和动手能力,促进学生的自主学习和合作学习。
同时要加强实验教学,提高学生的实践能力和科学素养。
最新-电荷 库仑定律教案-人教版[原创] 精品
及
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(2)K:静电力恒量。重要的物理常数 K=9.0× 118Nm /C ,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。 (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即 可。 (4)库仑力也称为静电力,它具有力的共性。它与高一时学过的重力,弹力,摩 擦力是并列的。它具有力的一切性质,它是矢量,合成分解时遵从平行四边形法则,与
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电荷:自然界只存在两种电荷:正电荷和负电荷 电荷的多少叫电量 2、 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。 二、元电荷 1、元电荷:是指电荷量的最小单位,即一个电子或一个质子所带的电荷量,即:
去细备
课题
第一节 电荷
库仑定律
课时 1 课时
课 时 教 学 目 标
知识目标: 1.知道摩擦起电和感应起电并不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开. 2.知道电荷守恒定律. 3.知道什么是元电荷. 4.掌握库仑定律,知道点电荷的概念,并理解真空中的库仑定律. 5.会用库仑定律进行有关的计算. 能力目标: 1.渗透理想化方法,培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力. 2.渗透控制度量的科学研究方法 德育目标: 通过元电荷的教学,渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点.
=1.6 1019 c,是正值。
板
书
课 堂 作 业
高中物理库仑定律教案
高中物理库仑定律教案第一章:库仑定律的发现1.1 介绍库仑定律的背景和意义1.2 回顾静电力和电荷的概念1.3 介绍库仑的生平和对电磁学的贡献1.4 探讨库仑定律的实验基础和验证方法第二章:库仑定律的数学表达2.1 引入库仑定律的数学公式2.2 解释电荷量、距离和力之间的关系2.3 探讨库仑定律的适用范围和条件2.4 举例说明库仑定律在实际问题中的应用第三章:库仑定律的验证实验3.1 介绍库仑扭秤实验的原理和操作方法3.2 讲解实验步骤和注意事项3.3 分析实验结果和数据处理3.4 探讨实验中可能出现的误差和解决方法第四章:库仑定律的推导和证明4.1 引入库仑定律的推导过程4.2 解释电场和电势的概念4.3 探讨库仑定律与电场强度和电势差的关系4.4 讲解库仑定律的证明方法和数学推导过程第五章:库仑定律的应用5.1 介绍库仑定律在静电力计算中的应用5.2 探讨库仑定律在电荷分布和电场计算中的应用5.3 分析库仑定律在电磁场问题和电磁波传播中的应用5.4 举例说明库仑定律在其他领域中的应用和意义第六章:库仑定律与电磁学的关系6.1 回顾电磁学的基本概念和原理6.2 探讨库仑定律与电场、磁场之间的关系6.3 分析库仑定律在电磁场问题中的应用6.4 举例说明库仑定律在电磁学问题中的重要性第七章:库仑定律的拓展应用7.1 介绍库仑定律在原子和分子结构中的应用7.2 探讨库仑定律在材料科学和固体物理中的应用7.3 分析库仑定律在等离子体物理学和天体物理学中的应用7.4 举例说明库仑定律在其他科学领域的应用和意义第八章:库仑定律的实验设计8.1 介绍库仑定律实验设计的基本原则和方法8.2 讲解库仑扭秤实验的设计和实施步骤8.3 探讨库仑定律实验中可能遇到的问题和解决方法8.4 分析库仑定律实验结果的准确性和可靠性第九章:库仑定律在实际问题中的应用9.1 介绍库仑定律在电子学和电气工程中的应用9.2 探讨库仑定律在电力系统和能源传输中的应用9.3 分析库仑定律在通信技术和雷达系统中的应用9.4 举例说明库仑定律在其他技术和工程领域的应用和意义10.1 回顾库仑定律的重要性和意义10.3 评价学生的学习情况和理解程度10.4 提出进一步学习的建议和参考资料重点和难点解析重点环节1:库仑定律的数学表达解析:库仑定律的数学表达是理解库仑定律的关键,学生需要掌握电荷量、距离和力之间的关系,并了解库仑定律的适用范围和条件。
人教版高中物理《电荷库仑定律》教学设计
《电荷库仑定律》教学设计【教材分析】这是高中物理教材第二册(必修加选修),第十三章第一节。
本节知识是高中物理电磁学部分的开篇,它涉及电荷守恒定律以及库仑定律两个重要定律,是此后电磁学的重要基础。
【教学目标】1、知识与技能:(1)知道静电感应、感应起电及电荷守恒定律;(2)知道元电荷及电子的比荷;(3)知道点电荷是个理想化模型;(4)理解库仑定律的涵义及简单应用。
2、过程与方法:(1)以学科为载体,渗透探究式教学(2)以实验为基础,培养观察和设疑、捕捉信息、推理和判断、分析和归纳等能力。
3、情感态度与价值观(1)知道科学研究方法(库仑扭秤实验)在科学研究中的重要作用;(2)领略自然界的奥秘(微观领域的库仑定律与宏观领域的万有引力定律极其相似);(3)培养学生的创新意识(电荷守恒定律的变式实验教学)。
【教学重点、难点】1、教学重点:电荷守恒定律以及库仑定律的含义及应用。
2、教学难点:静电实验的演示,库仑力与距离的平方反比关系的得出与理解。
【设计思想】为了最大限度地发挥学生的主观能动性,切实提高学生复习效率,采用研究与探索相结合的教学方法,教学思想如下:【教学过程】一、结合自然现象和社会生活,引入新课,激发学生学习物理的热情,增强学生能把物理知识与实际生活和自然相联系的意识图片:闪电等自然现象;电灯、电话、广播、电视、通讯、电脑等等生活工具;法国的物理学家库仑简介。
说明:联系实际与物理学史来引入新课。
二、通过变式实验,分析感应起电的原因,揭示电荷守恒定律,培养学生实验的观察能力以及分析推理、总结归纳的能力,体会微观世界的奥秘1、结合原有知识,揭示摩擦起电、接触起电的实质〖实验〗丝绸与玻璃棒摩擦起电〖问题〗摩擦起电是不是创造了电荷?这种起电的原因是什么?〖分析〗不是创造了电荷,摩擦起电的原因是物体内原子中的原子核束缚电子的本领不同,电子会从一个物体转移到了另一个物体,比如:丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒内的一部分电子会转移到丝绸上,玻璃棒失去一部分电子而带正电,丝绸得到这一部分电子而带等量的负电,但电荷的总量不变。
人教版高中物理教案-电荷库仑定律
1.1電荷庫侖定律教案一、教學目標1.知道在什麼情況下帶電體可看成是點電荷2.瞭解電荷的相互作用,並能應用庫侖定律解決一些簡單的實際問題3.知道元電荷是實驗得出的最小電量,元電荷e=1.60×10-19C二、重點、難點、疑點及解決辦法1.重點:庫侖定律庫侖力2.難點:庫侖定律的定性演示3.疑點:靜電力常量K的數值的確定4.解決辦法:講清庫侖定律及適用條件,說明庫侖力符合力的特徵,遵守牛頓第三定律,說清K的單位由公式中各量單位確定,其數值則由實驗確定。
為定性演示庫侖定律,應使帶電小球表面光滑,防止尖端放電,支架應選絕緣性能好的,空氣要乾燥(採用紅外線燈照射空氣)。
三、教具準備玻璃棒,絲綢,系有絲線的包有鋁箔的泡沫塑料小球,紅外線燈,庫侖扭秤模型或掛圖。
四、學生活動設計本課學生活動主要集中體現在兩處:1.學生觀察演示實驗定性分析,兩帶電體間的作用力大小與距離及帶電體的帶電量有關。
2.應用庫侖定律解決簡單實際問題的練習。
五、教學步驟(一)明確目標經過本課的講授使學生知道點電荷、元電荷、庫侖力的概念,理解庫侖定律及其適用的條件,並能解決一些簡單的實際問題;培養學生對實際複雜問題進行簡化、抽象的思維能力及如何建立物理模型,滲透物質可分的思想,適當介紹粒子研究的物理學進展。
(二)整體感知庫侖定律是本課的核心,是靜電學中的重要知識,它既是電荷間相互作用的基本規律,又是學習電場強度的基礎,也是今後學習氫原子結構模型的依據。
(三)重點、難點的學習與目標完成過程1.創設情景[提問]用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近包有鋁箔的小球,會發生什麼情況?讓學生猜想,並要求說明理由。
2.實驗探索演示1演示上述提問內容,結果先吸引,而鋁箔與帶電玻璃棒接觸後再排斥。
這是由於兩者接觸後帶有同種電荷的帶電體間發生相互排斥作用的緣故。
[引導]同種電荷相互排斥,異種電荷互相吸引。
那麼電荷間相互作用力的大小跟什麼有關呢?演示2讓帶電玻璃棒在不同距離上靠近懸掛的帶電小球,觀察小球懸線偏離豎直方向的角度不同的情況,這說明了什麼?啟發學生回答。
《库仑定律》教学设计(通用8篇)
《库仑定律》教学设计《库仑定律》教学设计(通用8篇)作为一位杰出的老师,常常要根据教学需要编写教学设计,教学设计要遵循教学过程的基本规律,选择教学目标,以解决教什么的问题。
那要怎么写好教学设计呢?下面是小编为大家整理的《库仑定律》教学设计,希望对大家有所帮助。
《库仑定律》教学设计篇1【课题】人教版《普通高中课程标准实验教科书物理(选修3—1)》第一章第二节《库仑定律》【课时】1学时【三维目标】知识与技能:1、知道点电荷的概念,理解并掌握库仑定律的含义及其表达式;2、会用库仑定律进行有关的计算;3、知道库仑扭称的原理。
过程与方法:1、通过学习库仑定律得出的过程,体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程,学会通过间接手段测量微小力的方法;2、通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。
情感、态度和价值观:1、通过对点电荷的研究,让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义;2、通过静电力和万有引力的类比,让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。
【教学重点】1、建立库仑定律的过程;2、库仑定律的应用。
【教学难点】库仑定律的实验验证过程。
【教学方法】实验探究法、交流讨论法。
【教学过程和内容】<引入新课>同学们,通过前面的学习,我们知道“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。
我们把电荷间的作用力叫做静电力,那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。
<库仑定律的发现>活动一:思考与猜想同学们,电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的,因此,我们应该研究带电体间的相互作用。
可是,生活中带电体的大小和形状是多种多样的,这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。
早在300多年以前,伟大的牛顿在研究万有引力的同时,就曾对带电纸片的运动进行研究,可是由于带电纸片太不规则,牛顿对静电力的研究并未成功。
《库仑定律》教案
《库仑定律》教案《库仑定律》教案「篇一」一、任务分析本节课使用的课本是人民教育出版社出版的高中物理选修3-1。
本节课的内容是第一章第二节库仑定律。
本节内容的核心是库仑定律,它是静电学的第一个实验定律,是学习电场强度的基础,是电磁学的基本定律,也是物理学的基本定律之一。
库仑定律阐明了带电体相互作用的规律,为整个电磁学奠定了基础,因此在本章中具有很重要的地位。
在学习本节课的内容之前,学生已经具有质点的理想化模型的思维方法,知道两轻质小带电体因相互作用而吸引或排斥。
育才中学是一所扶贫寄宿制学校,学生大多数来自宁南山区。
他们缺乏自主动手能力,合作探究的意识,交流评估的习惯。
因此,在教学中教师要适时的鼓励和引导。
本节课的教学内容的主线有两条,第一条为知识层面上的,首先通过“演示”栏目中“探究影响电荷间相互作用力的因素”的定性实验导入。
在此基础上,展示库仑定律建立的历史背景。
掌握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律;第二条为方法层面上的,即研究多个量之间关系的方法,间接测量一些不易测量的物理量的方法,及研究物理问题的其他基本方法。
体会控制变量法、理想模型法、类比法在物理学中的重要性。
二、教学目标1.知识与技能(1)了解电荷间的相互作用力规律,掌握库仑定律的内容及其应用。
(2)通过演示实验,先定性了解电荷间的相互作用力,进而明确库仑定律及适用条件。
2.过程与方法,情感、态度与价值观(1)通过观察演示实验,概括出电荷间的作用规律。
培养学生观察、分析、概括能力。
(2)通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性与统一性。
(3)体会研究物理问题的一些常用方法,如控制变量法、理想模型法、类比法等。
三、重点和难点重点:电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系。
难点:库仑定律的内容、适用条件就应用。
四、教学资源1.视频片段:库仑扭秤2.演示实验:探究影响电荷间相互作用力的因素的实验3.课件:PPT幻灯片五、设计思路根据新课程改革的理念与目标,要求重视发挥学生学习的主体性,在学习过程中丰富学生的体验,让学生在教师的指导下亲自去观察、实验、分析、归纳、应用等,在参与体验的基础上学习知识与方法,培养科学精神和科学态度。
库仑定律的物理教案
库仑定律的物理教案一、教学目标1. 让学生了解库仑定律的背景和意义。
2. 让学生掌握库仑定律的数学表达式和适用条件。
3. 培养学生运用库仑定律解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 库仑定律的发现过程:介绍库仑定律的发现背景,如静电力、电荷等。
2. 库仑定律的数学表达式:F=kq1q2/r^2,其中F表示静电力,k表示库仑常数,q1和q2表示两个电荷量,r表示两个电荷之间的距离。
3. 库仑定律的适用条件:真空中的点电荷,电荷量不变,距离不变。
4. 库仑定律的应用:举例说明库仑定律在实际问题中的应用,如电荷间的相互作用、电场分布等。
三、教学重点与难点1. 教学重点:库仑定律的数学表达式和适用条件。
2. 教学难点:库仑定律的推导过程和实际应用。
四、教学方法1. 讲授法:讲解库仑定律的发现过程、数学表达式和适用条件。
2. 案例分析法:分析实际问题,展示库仑定律的应用。
3. 互动讨论法:引导学生提问、思考,解答学生的疑问。
五、教学准备1. 教学课件:制作库仑定律的相关课件,包括图片、公式、案例等。
2. 教学器材:准备实验器材,如电荷、导线、电压表等,用于演示实验。
3. 教学资源:搜集相关的实际问题,用于课堂讨论。
六、教学过程1. 引入新课:通过回顾电荷和静电力的概念,引导学生思考电荷之间相互作用力的规律。
2. 讲解库仑定律:介绍库仑定律的发现过程,讲解数学表达式和适用条件。
3. 演示实验:利用实验器材进行演示,让学生直观地感受库仑定律的应用。
4. 案例分析:分析实际问题,运用库仑定律进行解答。
5. 互动环节:引导学生提问、思考,解答学生的疑问。
6. 总结与复习:对本节课的内容进行总结,布置课后作业。
七、课后作业1. 复习库仑定律的数学表达式和适用条件。
2. 运用库仑定律解决课后习题,如计算两个电荷之间的相互作用力。
3. 思考库仑定律在现实生活中的应用,如静电现象、电子设备等。
八、教学反思在课后,教师应反思本节课的教学效果,包括学生的课堂表现、教学内容的掌握程度等。
高中物理库仑定律教案
高中物理库仑定律教案一、教学目标1. 让学生了解库仑定律的发现过程,掌握库仑定律的内容和适用范围。
2. 培养学生运用控制变量法研究物理问题的能力。
3. 通过对库仑定律的学习,使学生认识自然界中电荷间相互作用的规律。
二、教学重点与难点1. 教学重点:库仑定律的内容、适用范围和公式。
2. 教学难点:库仑定律的发现过程,以及如何运用控制变量法研究物理问题。
三、教学方法1. 采用讲授法讲解库仑定律的发现过程、内容和适用范围。
2. 运用控制变量法进行实验,引导学生观察、分析、归纳库仑定律。
3. 利用多媒体展示实验现象,增强学生对库仑定律的理解。
四、教学内容1. 库仑定律的发现过程:介绍库仑定律的发现背景,回顾库仑实验。
2. 库仑定律的内容:电荷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。
3. 库仑定律的适用范围:真空中两个静止点电荷间的相互作用。
4. 库仑定律的公式:F = k Q1 Q2 / r^2,其中F为电荷间相互作用力,k 为库仑常数,Q1和Q2分别为两个电荷的电荷量,r为它们之间的距离。
五、教学过程1. 导入新课:通过回顾上一个章节的内容,引导学生进入库仑定律的学习。
2. 讲解库仑定律的发现过程:介绍库仑定律的发现背景,回顾库仑实验。
3. 讲解库仑定律的内容和适用范围:引导学生理解库仑定律的基本概念和条件。
4. 讲解库仑定律的公式:解释公式中的各个物理量的含义和关系。
5. 运用控制变量法进行实验:安排学生分组进行实验,观察、分析、归纳库仑定律。
6. 总结与拓展:总结本节课的主要内容,提出思考题,引导学生课后思考和自主学习。
7. 布置作业:布置有关库仑定律的应用题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问学生,了解他们对库仑定律的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验中的观察、分析、归纳能力。
3. 作业完成情况:检查学生作业,了解他们对库仑定律公式的掌握和应用能力。
2019学年高中物理 第一章 静电场 第2节 库仑定律学案 新人教版必修2
2 库仑定律[学科素养与目标要求]物理观念:知道点电荷的概念,理解库仑定律的内容、公式及适用条件. 科学探究:经历探究电荷间作用力与电荷量及电荷间距离的关系的实验过程.科学思维:1.通过抽象概括建立点电荷这种理想化模型.2.进一步了解控制变量法在实验中的作用.3.会用库仑定律进行有关的计算.一、探究影响电荷间相互作用力的因素 1.实验现象:(如图1所示)图1(1)小球带电荷量一定时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越小. (2)小球处于同一位置时,小球所带的电荷量越大,丝线偏离竖直方向的角度越大. 2.实验结论:电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小. 二、库仑定律1.点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体就可以看做点电荷.2.库仑定律(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上. (2)公式:F =kq 1q 2r2,其中k =9.0×109N·m 2/C 2,叫做静电力常量. (3)适用条件:a.在真空中;b.点电荷. 3.库仑的实验(1)库仑扭秤实验是通过悬丝扭转角度比较静电力F 大小的.实验结果发现静电力F 与距离r 的二次方成反比. (2)库仑在实验中为研究F 与q 的关系,采用的是用两个完全相同的金属小球接触,电荷量平分的方法,发现F 与q 1和q 2的乘积成正比.1.判断下列说法的正误.(1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时,必须采用控制变量法.( √ )(2)小球所带电荷量不变时,距离带电物体越远,丝线偏离竖直方向的角度越大.( × ) (3)只有电荷量很小的带电体才能看成点电荷.( × )(4)当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时,可将这两个带电体看成点电荷.( √ ) (5)若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量,则q 1对q 2的静电力大于q 2对q 1的静电力.( × )2.真空中两个点电荷,它们之间的静电力为F ,如果将两个点电荷的距离增大为原来的4倍,电荷量都增大为原来的2倍,则它们之间静电力的大小变为原来的. 答案 14一、对点电荷的理解与应用 1.点电荷(1)点电荷是只有电荷量,没有大小、形状的理想化模型,类似于力学中的质点,实际中并不存在.(2)带电体能否看成点电荷视具体问题而定,不能单凭它的大小和形状下结论.如果带电体的大小比带电体间的距离小得多,则带电体的大小及形状就可以忽略,此时带电体就可以看成点电荷. 2.库仑定律(1)库仑定律只适用于真空中点电荷之间的相互作用,一般没有特殊说明的情况下,都可按真空来处理.(2)两个规则的带电球体相距比较近时,不能被看做点电荷,此时两带电球体之间的作用距离会随所带电荷量的改变而改变,即电荷的分布会发生改变.(3)两个点电荷之间的库仑力遵循牛顿第三定律.不要认为电荷量大的电荷对电荷量小的电荷的作用力大. 例1 下列说法中正确的是( ) A.点电荷就是体积小的带电体B.带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷C.大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷D.根据F =k q 1q 2r 2,当两电荷之间的距离r →0时,两电荷之间的库仑力F →∞ 答案 C解析 点电荷不能理解为体积很小的带电体,也不能理解为带电荷量很少的带电体.同一带电体,如要研究它与离它较近的电荷间的作用力时,就不能看成点电荷,而研究它与离它很远的电荷间的作用力时,就可以看做点电荷,带电体能否看成点电荷,要依具体情况而定,当r →0时,带电体不能看成点电荷,A 、B 、D 均错误,C 正确. 例2 甲、乙两导体球,甲球带有4.8×10-16C 的正电荷,乙球带有3.2×10-16C 的负电荷,放在真空中相距为10cm的地方,甲、乙两球的半径远小于10cm.(结果保留三位有效数字) (1)试求两球之间的静电力,并说明是引力还是斥力?(2)如果两个导体球完全相同,接触后放回原处,两球之间的作用力如何?(3)将两个体积不同的导体球相互接触后再放回原处,其作用力能求出吗? 答案 (1)1.38×10-19N 引力 (2)5.76×10-21N 斥力 (3)不能解析 (1)因为两球的半径都远小于10cm ,因此可以作为两个点电荷考虑.由库仑定律有F =k |q 1q 2|r2=9.0×109×4.8×10-16×3.2×10-160.12N ≈1.38×10-19N.两球带异种电荷,它们之间的作用力是引力.(2)如果两个导体球完全相同,则接触后电荷量先中和后平分,每个小球的带电荷量为q 1′=q 2′=4.8×10-16-3.2×10-162C =8×10-17C ,代入数据得两球之间的斥力为F ′=kq 1′q 2′r2=5.76×10-21N. (3)两个体积不同的导体球相互接触后,正负电荷相互中和,剩余的电荷要在两球间分配,由于两球不同,分配电荷的电荷量将不相等,因而无法求出两球间的作用力.用公式计算库仑力大小时,不必将表示电荷q 1、q 2的带电性质的正、负号代入公式中,只将其电荷量的绝对值代入即可;力的方向再根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引加以判别. 二、库仑力的叠加1.对于三个或三个以上的点电荷,其中每一个点电荷所受的库仑力,等于其余所有点电荷单独对它作用产生的库仑力的矢量和.2.电荷间的单独作用符合库仑定律,求各库仑力的矢量和时应用平行四边形定则. 例3 如图2所示,分别在A 、B 两点放置点电荷Q 1=+2×10-14C 和Q 2=-2×10-14C.在AB 的垂直平分线上有一点C ,且AB =AC =BC =6×10-2m.如果有一电子静止放在C 点处,则它所受的库仑力的大小和方向如何?(电子的电荷量e =-1.6×10-19C)图2答案 见解析解析 电子带负电荷,在C 点同时受A 、B 两点电荷的作用力F A 、F B ,如图所示.由库仑定律F =kq 1q 2r 2得 F A =k Q 1e r2=9.0×109×2×10-14×1.6×10-19(6×10-2)2N=8.0×10-21N ,同理可得:F B =8.0×10-21N.由矢量的平行四边形定则和几何知识得,静止放在C 点的电子受到的库仑力F =F A =F B =8.0×10-21N ,方向平行于AB连线且由B 指向A .针对训练 (2018·山东德州市高一下期末)如图3所示,三个固定的带电小球a 、b 和c ,相互间的距离分别为ab =8cm 、ac =6cm 、bc =10cm ,小球c 所受库仑力的合力的方向平行于ab 的连线斜向下.关于小球a 、b 的电性及所带电荷量比值的绝对值n ,下列说法正确的是( )图3A.同号电荷,n =925B.同号电荷,n =27125C.异号电荷,n =925D.异号电荷,n =27125答案 D解析 由题意知∠b =37°,∠a =90°,小球c 受到的库仑力及合成如图所示.由图可知a 、b 带异号电荷F a =kq a q c (0.06)2① F b =kq b q c(0.1)2② sin37°=F a F b③由①②③得:n =q a q b =27125,选项D 正确.三、库仑力作用下带电体的平衡问题例4 (多选)两个质量分别是m 1、m 2的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q 1、q 2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图4所示,此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是( )图4A.若m 1>m 2,则θ1>θ2B.若m 1=m 2,则θ1=θ2C.若m 1<m 2,则θ1>θ2D.若q 1=q 2,则θ1=θ2 答案 BC解析 以m 1为研究对象,对m 1受力分析如图所示.由共点力平衡得F T sin θ1=F 库① F T cos θ1=m 1g②由①②得tan θ1=F 库m 1g ,同理tan θ2=F 库m 2g,因为不论q 1、q 2大小如何,两带电小球所受库仑力属于作用力与反作用力,大小相等,故从tan θ=F 库mg 知,m 大,则tan θ小,θ也小(θ<π2),m 相等,θ也相等,故选项B 、C 正确.分析带电体在静电力作用下的平衡问题时,方法仍然与力学中物体的平衡问题分析方法相同,常用方法有合成法和正交分解法.1.(库仑定律的应用)在真空中有甲、乙两个点电荷,其相互作用力为F .要使它们之间的相互作用力为2F ,下列方法可行的是( )A.使甲、乙电荷量都变为原来的12B.使甲、乙电荷量都变为原来的2倍C.使甲、乙之间距离变为原来的2倍D.使甲、乙之间距离变为原来的2倍 答案 B解析 真空中有两个点电荷,它们之间的相互作用力为F =kq 1q 2r 2;若使它们之间的相互作用力为2F ,可保持距离不变,使甲、乙电荷量都变为原来的2倍,则库仑力变为原来的2倍,故A 错误,B 正确;保持两点电荷的电荷量不变,使它们间的距离变为原来的12,则库仑力变为原来的2倍,故C 、D 错误.2.(库仑定律的应用)(2018·山师附中高一下期末)完全相同的两个金属小球A 和B 带有电荷量大小相等的电荷,相隔一定距离,两球之间的相互吸引力的大小是F ,今让第三个完全相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两球接触后移开.这时,A 、B 两球之间的相互作用力的大小是( ) A.18F B.14F C.38F D.34F 答案 A3.(库仑力作用下的平衡)如图5所示,质量为m 、电荷量为q 的带电小球A 用绝缘细线悬挂于O 点,带有电荷量也为q 的小球B 固定在O 点正下方绝缘柱上.其中O 点与小球A 的间距为l ,O 点与小球B 的间距为3l .当小球A 平衡时,悬线与竖直方向夹角θ=30°.带电小球A 、B 均可视为点电荷.静电力常量为k ,则( )图5A.A 、B 间库仑力大小F =kq 22l2B.A 、B 间库仑力大小F =3mg 3C.细线拉力大小F T =kq 23l2D.细线拉力大小F T =3mg 答案 B解析 带电小球A 受力如图所示,由几何知识得OC =32l ,即C 点为OB 中点,根据对称性知AB =l .由库仑定律知A 、B 间库仑力大小F =kq 2l 2,细线拉力F T =F =kq 2l 2,选项A 、C 错误;根据平衡条件得F cos30°=12mg ,得A 、B 间库仑力F=3mg 3,细线拉力F T =3mg3,选项B 正确,D 错误.4.(库仑力的叠加)如图6所示,电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点.已知放在P 、Q 连线上某点R 处的电荷q 受力为零,且PR =2RQ .则( )图6A.q 1=2q 2B.q 1=4q 2C.q 1=-2q 2D.q 1=-4q 2答案 B解析 已知电荷q 在P 、Q 连线上某点R 处受力为零,则q 1、q 2带同种电荷,根据库仑定律得kq 1q (PR )2=kq 2q(RQ )2,因PR =2RQ ,解得q 1=4q 2.5.(库仑力的叠加)如图7所示,等边三角形ABC ,边长为L ,在顶点A 、B 处有等量同种点电荷Q A 、Q B ,Q A =Q B =+Q ,静电力常量为k ,求在顶点C 处带电荷量为Q C 的正点电荷所受的静电力.图7答案3kQQ CL 2,方向沿AB 的中垂线向上 解析 正点电荷Q C 在C 点的受力情况如图所示,Q A 、Q B 对Q C 的作用力大小和方向都不因其他电荷的存在而改变,仍然遵循库仑定律.Q A 对Q C 的作用力:F A =kQ A Q CL 2,沿AC 的延长线方向,Q B 对Q C 的作用力:F B =k Q B Q CL2,沿BC 的延长线方向,因为Q A =Q B =+Q ,所以F A =F B , 则Q C 受力的大小:F =3F A =3kQQ CL 2,方向沿AB 的中垂线向上.一、选择题考点一 对库仑定律的理解 1.(多选)下列说法中正确的是( )A.点电荷是一种理想化模型,真正的点电荷是不存在的B.点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体C.两带电荷量分别为Q 1、Q 2的球体间的作用力在任何情况下都可用公式F =kQ 1Q 2r 2计算D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计答案AD解析点电荷是一种理想化模型,一个带电体能否看成点电荷不是看其大小,而是应具体问题具体分析,是看它的形状和大小对所研究的问题的影响能否忽略不计,A、D对.2.如图1所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( )图1A.两球都带正电B.两球都带负电C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力D.两球受到的静电力大小相等答案 D解析两个带电球之间存在着排斥力,故两球带同号电荷,可能都带正电,也可能都带负电,故A、B项错;由牛顿第三定律知,两球受到的静电力大小相等,故C项错,D项对.3.如图2所示,用两根同样的绝缘细线把甲、乙两个质量相等的带电小球悬挂在同一点上,甲、乙两球均处于静止状态.已知两球带同种电荷,且甲球的电荷量大于乙球的电荷量,F1、F2分别表示甲、乙两球所受的库仑力,则下列说法中正确的是( )图2A.F1一定大于F2B.F1一定小于F2C.F1与F2大小一定相等D.无法比较F1与F2的大小答案 C解析甲、乙两球所受的库仑力属于作用力与反作用力,它们是大小相等、方向相反的,与所带电荷量的大小无关,所以C正确,A、B、D错误.考点二库仑定律的简单应用4.(2018·山东淄博市高一下期末)真空中两个静止点电荷间相互作用力为F,若两电荷间距离不变,两电荷电荷量都增大为原来的2倍,下列判断正确的是( )A.F增大为原来的2倍B.F 增大为原来的4倍C.F 增大为原来的6倍D.F 增大为原来的8倍 答案 B5.(2018·山东聊城市高一下期末)A 、B 、C 三点在同一直线上,AB ∶BC =1∶2,B 点位于A 、C 之间,在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷.当在A 处放一电荷量为+q 的点电荷时,它所受到的电场力为F ,移去A 处电荷,在C 处放一电荷量为-2q 的点电荷,其所受电场力为( ) A.方向与F 的方向相同,大小为12FB.方向与F 的方向相反,大小为12FC.方向与F 的方向相同,大小为FD.方向与F 的方向相反,大小为F 答案 A解析 由题意知,电荷量为-2q 的点电荷在C 处所受的静电力方向与F 方向相同,F =kQq r 2,F C =k Q ·2q (2r )2=F2,选项A 正确.6.(多选)两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球的带电荷量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F ,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能是( ) A.5F 9B.4F 5C.5F 4D.9F 5 答案 BD解析 若两球带同种电荷,设一个球的带电荷量为Q ,则另一个球的带电荷量为5Q ,此时F =k 5Q2r 2,接触后再放回原处,带电荷量各为3Q ,则两球间的库仑力大小F ′=k 9Q2r 2=9F5.若两球带异种电荷,接触后再放回原处,两球带电荷量的绝对值均为2Q ,此时两球间的库仑力F ″=k 4Q2r 2=45F ,故B 、D 正确,A 、C 错误. 考点三 库仑力的叠加7.如图3所示,有三个点电荷A 、B 、C 位于一个等边三角形的三个顶点上,已知:三角形边长为1cm ,B 、C 电荷量为q B =q C =1×10-6C ,A 电荷量为q A =-2×10-6C ,A 所受B 、C 两个电荷的静电力的合力F 的大小和方向为( )图3A.180N ,沿AB 方向B.1803N ,沿AC 方向C.180N ,沿∠BAC 的角平分线答案 D解析 由题意知,点电荷B 、C 对点电荷A 的静电力大小相等,为F 1=F 2=F =k |q A |q B r 2=9×109×2×10-6×1×10-60.012N =180N ,两个静电力方向的夹角为60°,故A 所受静电力的合力为F ′=2F cos30°=2×180×32N =1803N ,方向沿∠BAC 的角平分线,故选D.8.如图4所示,直角三角形ABC 中∠B =30°,点电荷A 、B 所带电荷量分别为Q A 、Q B ,测得在C 处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB 向左,则下列说法正确的是( )图4A.A 带正电,Q A ∶Q B =1∶8B.A 带负电,Q A ∶Q B =1∶8C.A 带正电,Q A ∶Q B =1∶4D.A 带负电,Q A ∶Q B =1∶4 答案 B解析 要使C 处的正点电荷所受静电力方向平行于AB 向左,该正点电荷所受力的情况应如图所示,所以A 带负电,B 带正电.设AC 间的距离为L ,则BC 间的距离为2L .F B sin30°=F A ,即kQ B Q C (2L )2·sin30°=kQ A Q CL 2解得Q A Q B =18,故选项B 正确.考点四 库仑力作用下的平衡9.(2018·山东烟台市高一下期末)如图5所示,在光滑绝缘的水平面上有两个带同种电荷的金属小球A 和B ,它们之间用一绝缘水平轻弹簧相连,平衡时弹簧伸长量为x 0;如果将A 所带电荷量减半,当它们重新平衡时,弹簧伸长量为x ,则x 和x 0的关系为( )图5A.x 0=2xB.x 0>2xC.x 0<2xD.x 0>4x答案 C10.如图6所示,把一带正电的小球a 放在光滑绝缘斜面上,欲使球a 能静止在斜面上,需在MN 间放一带电小球b ,则b 应( )图6A.带负电,放在A 点B.带正电,放在B 点C.带负电,放在C 点D.带正电,放在C 点 答案 C解析 小球a 受到重力、支持力和库仑力的作用处于平衡状态时,才能静止在斜面上.可知小球b 带负电、放在C 点或小球b 带正电、放在A 点可使小球a 所受合力为零,故选C.11.如图7所示,悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A .在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球B .当B 到达悬点O 的正下方并与A 在同一水平线上,A 处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向的角度为θ,若两次实验中B 的电荷量分别为q 1和q 2,θ分别为30°和45°.则q 2q 1为( )图7A.2B.3C.23D.3 3 答案 C解析 由A 的受力分析图可得F =mg tan θ,由库仑定律得F =kq A q Br 2,式中r =l sin θ(l 为绳长),由以上三式可解得q B =mgl 2sin 2θtan θkq A ,因q A 、m 、l 不变,则q 2q 1=sin 245°tan45°sin 230°tan30°=2 3.二、非选择题12.如图8所示,把质量为0.2g 的带电小球A 用绝缘丝线吊起,若将带电荷量为+4×10-8C 的小球B 靠近它,当两小球在同一高度且相距3cm 时,丝线与竖直方向夹角为45°.g 取10m/s 2,小球A 、B 可视为点电荷,则:图8(1)此时小球B 受到的库仑力F 的大小为多少? (2)小球A 带何种电荷?(3)小球A 所带电荷量大小是多少?答案 (1)2×10-3N (2)负电荷 (3)5×10-9C解析 (1)根据题给条件,可知小球A 处于平衡状态,分析小球A 受力情况如图所示.则F =mg tan45°=0.2×10-3×10×1N =2×10-3N.小球B 受到的库仑力与小球A 受到的库仑力为作用力和反作用力,所以小球B 受到的库仑力大小为2×10-3N. (2)小球A 与小球B 相互吸引,小球B 带正电,故小球A 带负电. (3)小球A 、B 之间的库仑力大小F =kq A q Br 2, 所以q A =Fr 2kq B =2×10-3×(3×10-2)29.0×109×4×10-8C =5×10-9C.13.如图9所示,A 、B 是两个带等量同种电荷的小球,A 固定在竖直放置的10cm 长的绝缘支杆上,B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰好与A 等高,若B 的质量为303g ,则B 所带电荷量是多少?(取g =10m/s 2)图9答案 1.0×10-6C解析 因为B 静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰好与A 等高,设A 、B 之间的水平距离为L . 依据题意可得:tan30°=h LL =htan30°=1033cm =103cm对B 进行受力分析如图所示,依据力的平衡条件,解得库仑力F =mg tan30°=303×10-3×10×33N =0.3N.依据F =k q 1q 2r 2得:F =k q 2L2.解得:q =FL 2k=0.39×109×(103×10-2)2C =1.0×10-6C.。
高中高三下册物理库仑定律教案设计
高中高三下册物理库仑定律教案精选教案/试卷/文档/模板/课件合集高中高三下册物理库仑定律教案一、教材分析1.库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是学习电场强度的基础,不仅要求学生定性知道,而且还要求定量了解和应用。
2.本节摩擦起电、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触,已经有了一定的基础,在复习初中知识的基础上,应着重从原子结构的角度讲解物体带电的本质。
3.通过对使物体带电的方法接触起电、摩擦起电和感应起电的分析,让学生体会到使物体带电的实质是电子发生转移,从而打破了物体的电中性,失去电子的物体带上了正电荷,得到电子的物体带上了负电荷。
过渡到电荷守恒定律,水到渠成,对高中学生而言很容易接受,进一步巩固守恒思想。
4.在分析思考的过程中学生体会到电荷守恒定律以及元电荷的概念。
同时教学中渗透“透过现象看本质”的思想。
5.展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程,并强调该定律的条件和远大意义。
二、学情分析学生在初中已经学习了电学的基本知识,为过渡到本节的学习起着铺垫作用,学生已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推理演算能力。
能在老师指导下通过观察、思考,发现一些问题和解决问题。
因此有必要把初中学过的两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识复习一下。
三、教学方法分析及建议1.在学生初中学习的基础上,可以通过演示实验或者媒体播放复习并巩固电荷的有关知识;先运用教材上给出的简单易行的实验,让学生观察摩擦后的塑料片之间的相互作用力,猜想作用力的大小跟哪些因素有关;然后通过实验定性验证猜想是否正确,并在这个基础上介绍库仑定律的发现过程。
2.讲解点电荷时,可以对照质点的概念进行讲解,要讲清点电荷是一种理想化的物理模型。
3.物理发展的重要概念及重大规律的建立都是经科学家艰辛的探索而完成的,都是对原有思维方式突破的结果,体现出了科学家的创造性。
如何充分利用这宝贵的素材,需要教师创设问题情景对学生“诱思”、“导思”,在本节课中,对库仑定律得出过程进行了尝试。
《库仑定律》高中物理教案
《库仑定律》高中物理教案一、教学目标1.知识与技能:o掌握库仑定律的内容、表达式和适用范围。
o理解库仑定律与电荷间相互作用力的关系。
o能够应用库仑定律解决简单的静电学问题。
2.过程与方法:o通过实验观察电荷间相互作用力的大小与距离、电荷量的关系。
o培养学生实验操作和数据分析的能力。
o引导学生通过科学探究的方法,理解库仑定律的形成过程。
3.情感态度与价值观:o激发学生对物理学的兴趣和好奇心。
o培养学生的科学探究精神和团队合作能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:库仑定律的内容、表达式及其应用。
2.教学难点:库仑定律的实验验证及适用条件的理解。
三、教学准备1.实验器材:库仑扭秤、带电小球、绝缘细线等。
2.多媒体课件:包含库仑定律的相关内容、实验演示视频、例题解析等。
四、教学过程1.导入新课o回顾电荷的概念和电荷间的相互作用,引出库仑定律的探究。
o简要介绍法国物理学家库仑及其对电荷间相互作用力的研究。
2.新课内容讲解o库仑定律的内容:真空中两个静止点电荷之间的作用力与它们的电荷量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
o库仑定律的表达式:F = k * (q1 * q2) / r^2,其中F为作用力,k为静电力常量,q1和q2为两个点电荷的电荷量,r为它们之间的距离。
o适用范围:库仑定律仅适用于真空中静止的点电荷。
3.实验探究o演示库仑扭秤实验,让学生观察电荷间相互作用力的大小与距离、电荷量的关系。
o引导学生分析实验数据,验证库仑定律的正确性。
4.课堂练习与讨论o出示相关练习题,让学生运用库仑定律进行计算和问题解决。
o讨论库仑定律在日常生活中的应用,如静电除尘、静电喷涂等。
5.课堂小结o总结本节课的主要内容,强调库仑定律在静电学中的重要性。
o提醒学生注意库仑定律的适用范围和限制条件。
6.布置作业o要求学生完成相关练习题,巩固所学知识。
o鼓励学生查阅资料,了解库仑定律的历史背景和应用实例,下节课分享交流。
高中物理电荷库仑定律教案
高中物理电荷库仑定律教案导语:库仑定律(Coulomb's law)是静止点电荷相互作用力的规律。
库仑定律教案如何去写?本文为大学网为网友精心准备几篇教学方案,欢迎浏览高中物理电荷库仑定律教案知识目标:1.掌握库仑定律,知道点电荷的概念,并理解真空中的库仑定律.2.会用库仑定律进行有关的计算.能力目标:1.渗透理想化方法,培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力.2.渗透控制度量的科学研究方法德育目标:通过元电荷的教学,渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点.教学重点:库仑定律和库仑力的教学.教学难点:关于库仑定律的教学教学方法:实验归纳法、讲授库仑定律教学过程:一、电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
提问:那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢?结论、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。
电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关,那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢?早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律.二、库仑定律:1.内容:真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.库仑定律表达式:3.对库仑定律的理解:(1) 库仑定律的适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。
a:不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷.b:点电荷是一种理想化模型.c:介绍把带电体处理为点电荷的条件.d:库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力,但是任一带电体都可看成是由许多点电荷组成的,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大小和方向.(2)K:静电力恒量。
物理库仑定律教学教案
物理库仑定律教学教案物理库仑定律教学教案1(1)教材分析:库仑定律不仅仅是电荷相互作用的基本定律,也是学习电场强度和电势差概念的基础。
这也是本章的重点,要求学生不仅仅要定性地了解,还要定量地理解和应用。
对于库仑定律,教材从学生已有的知识出发,采用定性实验,然后得出结论。
库仑定律是研究电场强度和电势差概念的基础,也是本章的重点。
展示库仑定律的资料和库仑发现这必须律的过程,并强调其条件和意义。
(2)学术条件分析:两种电荷及其相互作用,电荷的概念,带电的知识,万有引力定律和卡文迪什扭转平衡实验都是学生们学的。
本节的重点是做好定性实验,让学生清楚地了解实验探究的过程。
(三)教学目标:1、知识和技能:(1)经过定性实验探究和理论探究,了解库仑定律建立的过程。
(2)库仑定律的资料、公式和适用条件,掌握库仑定律。
2.过程和方法(1)经过定性实验,培养学生观察和总结的本事,理解库仑扭转平衡实验。
(2)经过建立点电荷模型,实现了梦想化模型的方法。
3.情感态度和价值观(1)培养与他人交流合作的本事,提高理论联系实际的意识。
(2)了解人类认识电荷之间相互作用的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和欢乐。
(4)教学重点和难点:教学重点:库仑定律及其理解和应用教学难点:库仑定律的实验探索教学难点突破措施:定性实验探究与定量实验录像和理论探究相结合。
(5)教学工具:多媒体课件、毛皮、橡胶棒、气球、玻璃棒、丝绸、易拉罐、泡沫球、铁架。
(6)教学过程:引入新课程演示实验:当橡胶棒和玻璃棒相互摩擦并靠近罐子时会发生什么?(罐子被橡胶棒和玻璃棒吸引并滚动。
既然电荷之间有相互作用,什么因素与电荷之间相互作用力的大小有关?新课教学:首先,经过实验探索电荷间作用力的决定因素(a)定性实验调查:探索1:影响电荷间相互作用力的因素猜想:电荷之间的相互作用力可能与距离、电荷量、带电体形状等有关。
如何在实验中进行定性研究?(1)你认为实验中应当采用什么方法来研究电荷间的相互作用力和可能的因素之间的关系?学生:控制变量法。
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2019-2020年高中物理电荷库仑定律教案人教版第二册一、教学目标1.掌握两种电荷;理解电荷守恒;知道元电荷;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。
二、教学重点、难点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.库仑定律的实际应用,是难点。
三、教学方法:实验演示,讲练结合,课件演示四、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的关系: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。
3.计算机、投影仪、大屏幕、自制CAI课件五、教学过程:(一)引入新课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。
(二)进行新课教学过程设计(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F 12为12122q q F k r ⎧⎪⎨⎪⎩方向:在两个点电荷连线上,同性相斥,异性相吸大小:= 式中F 12、q 1、q 2、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。
解:F ===9×109N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 .5×10-4NB .0.2×10-4NC .10-4ND .0.1×10-4N【例3 】 两个完全相同的均匀带电小球,分别带电量q 1=2C 正电荷,q 2=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q 1、q 2、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/32,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)。
(5)将带电体间距离变为【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:(三)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)。
(四)布置作业1.复习本节课文。
2.思考练习一第(1)题。
3.将练习一(2)、(3)、(4)、(5)题做作业。
五、说明:本节中实验较多,做好静电实验关键是绝缘性能要好。
附:板书设计2019-2020年高中物理电荷及其守恒定律库仑定律导学案新人教版选修3-1姓名班级组别使用时间学习目标知识与技能:1:知道两种起电方式不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开;2:知道电荷守恒定律,知道什么是元电荷,什么是点电荷;3:会用库仑定律公式进行计算,牢记各个物理量的含义,知道静电力常量。
过程与方法:通过认真阅读,培养分析归纳能力和逻辑推理能力。
情感态度与价值观:1:通过电荷、电荷守恒的学习,了解客观事物对立统一观点和守恒的思想;2:通过库伦定律的学习,学会抓住主要因素,忽略次要因素的的科学态度。
学习重难点:重点:库伦定律,静电感应难点:电荷的守恒定律,物体带点的实质使用说明:本导学案涉及的内容包括第一章的第一节和第二节,需要仔细阅读课文,理解其中包含的含义,通过自己的理解,来完成对这些内容的掌握。
自主学习:(C层—B层)1:丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫做电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫做电荷。
2:在课文中提及的带电方式有: 。
区别是:摩擦起电的实质是,感应起电的实质是。
3:电荷守恒定律:。
4:元电荷的含义是:。
点电荷的含义是:。
5:库伦定律的表述是:。
表达式为,在计算量个电荷之间的库伦力的时候,可以将二者之间的的忽略。
6:库仑定律适用条件。
库仑做实验用的装置叫做。
库伦做实验的研究方法是。
静电力常量为。
合作探究:1:(C层—B层)实验:取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体A、B,使它们彼此接触。
1)把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B,判断A,B上的金属箔有什么变化?说明什么?2)如果先把C移走,A和B上的金属箔有什么变化?说明什么?3)如果先把A和B分开,然后移开C,判断A和B有什么变化?说明什么?4)如果再让A和B接触,A和B上的金属箔有什么变化?说明什么?,重新接触后A和B上的金属箔有什么变化?说明什么?2:(C层—B层)两个完全相同的金属球,一个带+6×10-8C的电量,另一个带-2×10-8C的电量。