高中物理《库仑定律1》优质课教案、教学设计

2．库仑定律

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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、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。

教学分析

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。本节的教学内容的主线有两条，第一条为知识层面上的，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，即研究多个变量之间关系的方法，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。

教学目标

1.通过实验,定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离大小的关系.

2.明确点电荷是个理想模型,知道带电体简化为点电荷的条件.

3.了解库仑扭秤实验.

4.掌握库仑定律的文字表达及公式表达.

教学重点难点

1.电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系。

2.库仑定律的内容、适用条件及应用。

教学方法与手段

1．探究、讲授、讨论、实验归纳

2．演示实验、多媒体课件

情感态度与价值观

1.培养学生的观察和探索能力；

2.使学生学到抓住主要因素，忽略次要因素是物理学中研究问题的常用的科学方法。

课时安排1 课时

教具准备

有机玻璃棒两根、丝绸一块、细丝线一条、枕形导体两个、球形导体（均带绝缘柄）大小各一个。

教学过程

【预习导航】

1.自然界中存在正、负两种电荷,同号电荷相斥,异号电荷相吸.

2.质点的性质：在物体的大小和形状不起作用，或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时，我们近

似地把该物体看作是一个只具有质量而其体积、形状可以忽略不计的理想物体。

3.点电荷是当一个带电体本身的大小比它到其他带电体的距离小很多，以至在研究它与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状大小以及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可看做一个带电的点。点电荷类似力学中的质点,它也是一种理想化模型.

4.(1)库仑定律内容：真空中两个静止的点电荷之间的作用力（斥力或引力）与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。

(2)库仑定律的表达式F＝,

其中k 是比例系数,叫做静电力常量,k 的数k

q

1

q

2

r 2 值为9.0×109N·m2/C2

［新课导入］

电荷间存在相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。人们最早就是通过电荷之间的相互作用来认识电荷的。在牛顿力学成功地研究了物体的机械运动之后，18 世纪的物理学家们很自然地把带电物体在相互作用中的表现，与力学中的作用力联系起来了。那么，电荷之间作用力的大小决定于哪些因素呢？

本节课我们一起探究电荷间相互作用的规律。

［新课教学］

一． 点电荷

1．点电荷

实际的带电体都有一定的大小和形状，带电体的大小、形状及电荷的分布等因素都会影响电荷间的作用力。在中学物理中，在一定条件下，可不考虑这些因素的影响，这时将带电体看作点电荷。

（1） 点电荷

将带电体看做带电的点，叫做点电荷。

点电荷将实际的带电体抽象成一个带电的点，是一种理想模型，实际上是不存在的。点电荷的概念类似质点的概念，也是一种理想化的模型。

（2） 把带电体处理为点电荷的条件

在实际情况中，带电体能否看作点电荷须具体问题具体分析，不能只从带电体本身的大小或带电量的多少来判断。

①当带电体的大小、形状及电荷的分布对相互作用力没有影响或影响可忽略时，可将带电体看作点电 荷。

②当带电体的线度比起相互作用的距离小很多，不考虑大小和电荷的具体分布时，带电体可视为点电荷。

任一带电体都可看成是由许多点电荷组成的。

二、探究影响电荷间相互作用力的因素

电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？下面我们通过实验来探究这个问题。

【演示】

探究影响电荷间相互作用力的因素

O 是一个带正电的物体。把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中 P 1、P 2、P 3 等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。

使小球处于同一位置，增大或减少小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。

响？哪些因素影响电荷间的相互作用力？这些因此对作用力的大小有什么影

在两带电物体所带的电荷量不变的情况下，两带电物体的位置不同，悬挂小球的丝线与竖直方向的偏角不同，且距离越近，偏角越大。偏角越大， 说明小球所受电力越大，即两球距离越小，电荷间的作用力越大。

在两带电物体的距离不变的情况下，增大或减少小球所带的电荷量，带

电量越大，偏角越大。说明带电量越大，电荷间的作用力越大。

实验表明：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。

这隐约使我们猜想：电荷之间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？也就是说，带电物体之间的相互作用力，会不会与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比？

事实上，电荷之间的作用力与引力的相似性早已引起当年一些研究者的注意，卡文迪许和普里斯特利等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的力。

然而，他们也发现，引力与电荷间的力并非完全一样，而且我们上面的实验也仅仅是定性的，并不能证实我们的猜想。这一科学问题早在我国东汉时期已经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，则是两千年之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。 P 1 P P 2 3 ＋ F