电荷 库仑定律.docx

1、电荷 库仑定律一、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

2、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。五、本节要点1什么是静电现象？电荷间的相互作用是什么？什么叫电荷量？2什么是感应起电现象？什么叫中和现象？3电荷守恒定律的内容是什么？什么叫元电荷？4库仑定律的内容是什么？适用条件是什么？六、教学重难点分析（

3、一）重点1对库仑定律的理解。（二）难点1对电荷这一抽象概念的理解；2对库仑定律发现过程的探讨。（三）突破重、难点的方法1讲清库仑定律及适用条件，说明库仑力符合力的特征，遵守牛顿第三定律。2为定性演示库仑定律，应使带电小球表面光滑，防止尖端放电，支架应选绝缘性能好的，空气要干燥。3说清K的单位由公式中各量单位确定，其数值则由实验确定。七、教学流程设计（一）新课引入（多媒体展示电磁学的发展史）古代人已经发现了有关静电现象，主要是梳头或者是羊毛、丝、棉类的衣物摩擦有闪光及声音；古希腊人发现琥珀可以吸引轻小物体。英国的吉尔伯特（15441603）是最早系统地研究电磁现象的科学家。他发现琥珀和磁铁都能够

4、吸引物体，不过性质不同，经过研究，他发现许多其他物体经过摩擦后也都能够吸引其他小物体。引入（electric）（琥珀体）还发明了可供实验用的验电器。德国的奥托格里克（16021686），马德堡市市长，1654年曾用自己发明的抽气机做了马德堡半球实验；1660年发明了第一台可产生大量电荷的摩擦起电机。有了这样的机器，因而做成了各种各样的电火花实验；还有让人身体带电的实验；这使得18世纪40年代的德国整个社会都对电现象感兴趣，许多人购买了摩擦起电机做实验作为娱乐，同时也大大普及了电学知识。电学知识在整个欧洲各国都普及起来。法国电学家诺莱特在巴黎圣母院前进行，他请700个修道士手拉手地排起来，让排头

5、的手拿莱顿瓶放电时，发现700个修道士同时跳了起来，显示了电的强大威力。富兰克林的风筝实验，证明了雷电是一种放电现象，在此基础上，发明了避雷针。（二）进行新课1接引雷电下九天富兰克林发明避雷针2电荷（用提问的方法复习初中学过的知识）演示：用和丝绸摩擦后的玻璃棒去接触验电器的金属球，发现箔片张开，表明玻璃棒带了电。师问：摩擦起电现象是什么？有什么特点？生答：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。师问：自然界中存在哪几种形式的电荷？摩擦起电中跟丝绸摩擦过的玻璃棒带什么电？跟毛皮摩擦过的橡胶棒又带什么电？生答：正负两种电荷，玻璃棒带正电，橡胶棒带负电。师问：电

6、荷间的相互作用是什么？生答：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。师问：它们所带的电荷的多少叫什么？单位是什么？生答：电荷量（Q），单位是：库仑（C）师问：这种使物体带电的方法叫什么？生答：摩擦起电。（教师用验电器演示验证摩擦起电和接触起电）3带电本质教师：引导学生阅读教材最后一段有关物质内部微观结构的描述，思考和回答问题：（1）物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因是什么？（2）什么是自由电子，金属成为导体的原因是什么？学生：积极阅读教材，思考并回答问题。教师引导学生总结出：带电的本质是电子的得失。4起电方式师问：使物体带电方式有哪些？生答：摩擦起电、接触起电。师问：除了摩擦起电、接触起电外，

7、还有没有可以使物体带上电的方法？生答：人们发现还有感应起电。教师：1做课本演示实验11-4，观察在带正电的C向A、B靠近时，A、B的箔片张开情况2分析现象并结合检验，得到A、B分别带上了负电荷和正电荷。3把电荷移近不带电的物体，使物体带电的方法，叫感应起电，这种现象叫静电感应。师生共同分析感应起电的实质：是使物体中的正负电荷分开，电荷从物体的一部分转移到另一部分。师问：摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电方式的微观机理是否相同？起电实质是什么？生归纳总结：1摩擦起电：原因是电子的转移。2接触起电：原因仍是电子的转移。（同时弄清楚了电量均分现象和中和现象。）3感应起电：仍是电子的转移。5.电荷守

8、恒通过三种起电方式原因的分析，由学生总结得出起电过程中电荷守恒：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，在转移的过程中，电荷的总量保持不变。并与能量守恒定律、动量守恒定律等相类比，指出他们都是自然界中普遍存在的规律。（指导学生学习中也要有知识的迁移、总结、类比、融会贯通。）做出电荷守恒定律的另一表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。过渡语：这是物理学中重要的基本定律之一。通过前面的学习，清楚了物体带电的本质，而一个带电体究竟带多少电？经过大量实验证明，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e或者是电荷量e的整数倍。6元电荷

9、（学生阅读教材相关内容）回答下列问题：1电荷的多少如何表示？它的单位是什么？2什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？3元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？学生总结得出：1元电荷：人们把自然界中最小电荷叫做元电荷，电荷量为1610-19C。2元电荷是电荷量的单位（1610-19C作为一个电荷量单位），不是指某电荷。3电子和质子的电荷量均为e，所有带电体的电荷量等于e或者是e的整数倍。7库仑定律1学生做11-5实验，反复多做几次，猜想它们之间的作用力的大小可能与哪些因素有关？2教师演示11-6的实验。3学生注意观察小球偏角的变化以及引起这一变化的原因。4通过对实验现象的定性分

10、析得到：电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大，随距离的增大而减小。5法国物理学家库仑，用实验研究了电荷间相互作用的电力，这就是库仑定律。内容：真空中的两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。表达式：，k叫静电力常量，k=9109Nm2/C2。6介绍点电荷：不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷。点电荷是一种理想化模型。介绍把带电体处理为点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，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。7任意带电体所受的力可以看作是多个点电荷所受力的合力。8库仑定律与万有引力定律（

11、计算下题）试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子的质量m1=91010-31kg，质子的质量m2=16710-27kg，电子和质子的电荷量都是16010-19C。分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解。解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是：（回答“思考与讨论”）可以看出：万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力。其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时

12、，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计。（三）典型例题出示题目（多媒体）1挂在绝缘细线下的两轻质通草球，由于电荷的相互作用靠近或远离，如图所示，则（）A甲图中两球一定带异种电荷B甲图中至少有一个带电C乙图中两球一定带同种电荷D乙图中两球可能只有一个带电。2把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥则AB两球原来的带电情况可能是（）A带有等量异种电荷B带有不等量异种电荷C带有等量同种电荷D一个带电，另一个不带电3关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是（ ）A摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷B摩

13、擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分D感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了4两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1：3，相距为r时相互作用的库仑力的大小为F，今使两小球接触后再分开放到相距为2r处，则此时库仑力的大小为（ ）ABCD5真空中有两个相距01m、带电量相等的点电荷，它们之间的静电力的大小为3610-4N，求每个电荷的带电量是元电荷的多少倍？6有两个大小相同的绝缘金属小球分别带有正电荷q1、q2，且q1q2。当它们相距10cm时，相互间的库仑斥力的大小为5010-3N，若将它们接触后再放回原处，

14、相互间的库仑斥力的大小变为9010-3N。设两个带电金属球都可以看成点电荷，求两球在接触前所带的电量？（四）板书设计1电荷、电荷守恒定律电荷：正电荷和负电荷。电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。带电方式：a摩擦起电：电子的得失。b接触起电：电子的转移。c感应起电：正负电荷分开。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，在转移的过程中，电荷的总量不变。2元电荷元电荷：16010-19C的电量。注意：任意带电体带电量是元电荷的整数倍。3库仑定律a内容：真空中的两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。b表达式：4点电荷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：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，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。