一 : 库伦定律(教案)
1.2库伦定律(教案)(两课时)
【教学目标】
1、 定性认识库仑力(静电力)与什么有关
2、 知道库伦扭秤实验
3、 理解理想模型:点电荷,感悟科学研究中建立理想模型的重要意义
4、 理解库伦定律的文字表述及其公式表达
5、 通过静电力与万有引力的对比,体会自然规律的多样性和统一性
【教材分析】
本节内容的核心是库伦定律,它阐明了带电体相互作用的规律,为整个电磁学奠定了基础。[www.61k.com)因此整节课的教学围绕库伦定律展开。从定性探究到定量探究。由于中学阶段完成库伦定律的实验探究比较有难度,在教学中采用视频和实物定性研究向结合的方式,尽量让学生了解和经历实验的过程,使得到的结果更具有说服力。
【教学过程】
复习引入:用三种起电方式和电荷间的相互作用解释静电铃的原理。
人们对电荷的认识是通过研究并认识电荷间的相互作用而获得的。沿袭牛顿对力的定义,将电荷间的相互作用力成为库仑力或静电力。这个力就是我们这节课要研究的核心问题。
一、库仑力
静止电荷之间的相互作用,称为静电力或库仑力。
二、探究影响电荷间相互作用的因素
1、猜想:库伦力可能与带电体的电荷量和两者之间的距离有关
2、实验验证 ①实验装置(如右图所示):引导学生从研究目的出发,设计实
验装置,使实验装置能实现预期的作用。
②观察现象:(结合视频演示)
改变小球电量和两小球间距离,观察小球偏离竖直方向的夹角大小,对应于两球间静电力的大小。
③实验结果:电荷之间的作用力随电荷量增大而增大,随距离的增大而减小(定性)。
三、库伦定律
1、库伦定律: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,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上
2、表达式F?kq1q2 2r
3、库伦定律的说明:
①适用范围:
A.点电荷(理想模型)
当带电体间距离比它们自身的大小大很多,当带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们间作用力的影响可忽略不计时,可将其看做有电荷量的点(R《r)
B.均匀带电球体或球壳对其外部点电荷的作用,r是两球心间的距离
C.公式不适用于r→0的情况
②k:比例系数,称为静电力常量。
A. 国际单位:N?m2c2
B. 静电力常量是一个与带电体周围介质有关的量
库仑定律教案 库伦定律(教案)
C. 真空中k?9.0?109N?m2c2(空气中近似相等)
D. 物理意义:两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时,相互作用力是9.0×10N。[www.61k.com] 课堂练习:估算一下,这么大的库仑力相当于多重的物体相距1米时的万有引力?G=6.67
-112210×10Nm/kg (10kg)
③使用库伦定律计算时,点电荷电量用绝对值代入公式进行计算,谈后根据同性相斥、异性相吸判断方向
④库仑力(静电力)具有自己独特的大小和方向,同时它也具有力的一切性质(独立性、合成和分解时遵守平行四边形定则,相互作用力)
四、库伦扭秤实验
实验装置和实验原理
如右图所示。当带同种电的C球与A球靠近时,A球受到库伦力的作用带
动金属丝扭转。转动上方的旋钮使AB回到原位置,根据两次刻度值差反
求出AC间的作用力的大小。库伦扭秤测量出了静电力常量的值。 C
五、库伦定律与万有引力定律 B A 问题:分析库伦扭秤实验中小球在水平面内受力状况
问题:两球AC间的万有引力是否影响扭秤扭转?
例题:已知氢核的质量是1.67×10-27kg,电子的质量是9.1×10-31kg,在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力 F库?kq1q21.6?10?19?1.6?10?199?9.0?10?N?8.2?10?8N22?11r5.3?109?
mmF引?G122?6.7?10?11r?1.67?10???9.1?10?N?3.6?10?5.3?10?27?31
?11????47N
F库?2.3?1039F引
在一般尺度下,带电体间的库伦力远远大于万有引力,万有引力的影响可以忽略。 有奖征集:如何在库伦扭秤实验中尽量减小万有引力对静电力的影响?
练习1、两个半径相同的金属小球其球心间距r远远大于球半径R,带电荷量之比为1:7,两者相互接触后再放回原来位置上,则相互作用力可能为原来的( CD )
A. 4/7
B. 3/7
C. 9/7
D. 16/7
思维严密,考虑多种情况
练习2、真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2×10-6C,求它们各自所受的库仑力 三个点电荷的受力情况都相同,以q3为例,q3受到大小相同的库仑力F1
q2?和F2,F1?F2?k,合力F?2F1cos30?0.25N ?0.144Nr2
方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外
(库仑力的合成) 1F
库仑定律教案 库伦定律(教案)
练习3、若上题中将点电荷q1与q2变成一根均匀带电直棒,带电量为(q1+q2),此棒对q3的作用力方向如何?
任何带电体都可以看做是由点电荷组成。[www.61k.com)根据对称性可知杆上的各个
点电荷对q3的合力方向沿着杆中垂线的方向。
练习4、在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,A带电荷量为
+Q,B带电荷量为-9Q。现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷处
于平衡状态。则C应带什么性质的电荷,电荷量为多少?
[解析]①从相互作用力的方向上分析,每个电荷受另外两个电荷的作
用力的方向应该相反——“同夹异”
②从作用力的大小上来说,引入的第三个点电荷应该离大电荷远、离
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小电荷近——“远大近小”、或“大夹小”
[解]根据力的平衡条件可知,C必须带负电,且在A的左侧x处
以C为研究对象kqcqAqcqB,得x=0.2m ?k22xx?0.4qcqAqBqA9q?Q,带负电 ?k,得c224x0.4以A为研究对象k
练习5、光滑绝缘水平面上带电小球A、B质量分别为m1=2g,m2=1g,它们的电荷量相等,q1= q2=10-7C。A球带正电,B球带负电。现在水平恒力F1向右作用于A球,这时A、B一起向右运动,且保持距离d=0.1m不变。试问:F1多大?它们如何运动?
以A、B为一个整体,受力分析得:
F1??m1?m2?a?2.7?10?2N,
aA?aB?9s2,向右匀加速直线运动
注意力、电模型的类比、迁移
练习6、两小球用等长的绝缘细线悬挂于同一点O,两小球因带同号电荷而使球b悬线竖直地靠在墙上,a球被推开一定角度而平衡。今令其失去部分电量,结果θ角变小后又重新平衡,则关于悬线对a球的拉力大小变化情况为( C ) A.一定增大 B.一定减小
a C.一定不变
D.无法确定
练习7、在竖直放置的半径为R的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷。
现将质量为m、电荷量为+q的小球从半圆的水平直径端点A静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力,则置于圆心处的点电荷带什么电?电量大小为多少?
[解]小球从A到B运动过程中,只有重力做功,根据动能定理
12mvB?mgR ① 2
小球在B处向心力由O处电荷给的库仑力和重力的合力来提供,因此O处
2vBQq点电荷必定带负电,设电荷量为-Q,则Fn?F?mg?k2?mg?m ②
RR
库仑定律教案 库伦定律(教案)
3mgR2
由①和②得,Q? kq
【课后反思】
作为电学部分第一个重要的定律——库伦定律的教学,关系到学生是否能完成从力学到电学的过渡。[www.61k.com)在实际教学中,设计了一些与力学结合的题目。试图用这些简单的题目使学生认识到,我们现在学习的电学虽然是新知识,但当考虑力与物体运动间的关系时,原来所学习的分析方法、牛顿定律、圆周运动规律以及动能定理等等仍然适用。区别就在与在原来受力分析的基础上加了一个静电力。再往后学到电场能方面的知识时,加上了电场力做的功,而这个功除了用一般力的功来计算之外,还与电势能和电势差之间有着特殊的关系。
在实际教学中还发现,这节课所讲的例题,学生接受起来并不困难。但是学生缺乏课后的反思和自己亲自动手一试的学习习惯。所以课后落实的不好,而这种漏洞会在将来的教学当中越来越明显。
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二 : 库仑定律教学设计
《§1.2库仑定律》教学设计方案
新疆农七师123团中学 蒋磊
库仑定律教案 库仑定律教学设计
库仑定律教案 库仑定律教学设计
库仑定律教案 库仑定律教学设计
三 : 库仑定律 教案
教学过程
一、复习预习
有关。(www.61k.com]
2.当带电体之间的 比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的
影响可以忽略不计,这时的带电体可以看作 。
3.库仑定律:真空中两个 间相互作用的静电力跟它们的 成正比,跟它们的 成反比,作用力的方向在 上。公式:
F= ,式中k叫做 。如果公式中的各个物理量都采用国际单位,即电量
的单位用 ,力的单位用 ,距离的单位用 ,则由实验得出k=9×109 。使
用上述公式时,电荷量Q1、Q2一般用绝对值代入计算。如果其它条件不变,让两点电荷在
介质中,其作用力将比它们在真空中的作用力小。
4.库仑的实验,库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。如图所示,细银丝的下端悬挂一根绝
缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球与A所受的重力平衡。当把另一个带电的金属球C插入容器并他它靠近A时,A和C之问的作用力使悬丝扭转,通
过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。改变A与C之间距离_记录每次悬丝扭转的角度,便
可找到力F与距离r的关系,实验的结果是力F与距离r的二次方成反比,即F∝1/r2。
在库仑那个年代,还不知道怎样测量物体所带的电荷量,甚至连电荷量的单位都没有。库仑
发现,两个相同的带电金属小球互相接触后,它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用
力相等,所以他断定这两个小球所带的电荷量相等。如果把一个带电金属小球与另一个不带1.电荷间的相互作用力大小与两个因素有关:一是与 有关, 二是与
库伦定理 库仑定律 教案
电的完全相同的金属小球接触,前者的电荷量就会分给后者一半。[www.61k.com)库仑就用这个方法,把带电小球的电荷量分为q/2、q/4、q/8??,这样库仑巧妙地解决了小球的带电量的测量问题。
5.库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式,但是任一带电体都有可以看作是由许许多多点电荷组成的。只要知道了带电体上的电荷分布情况,根据库仑定律和力的合成法则,就可以求出任意带电体之间的静电力。
6.应用库仑定律时应注意的问题
首先应注意库仑定律的适用条件。公式F=kQ1Q2/r2仅适用于 中(空气中近似成立)的两个 间的相互作用。
其次,应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行,即应用公式计算库仑力的大小时,不必将表示电荷Q1、Q2带电性质的 、 号代入公式中,只将其电量的绝对值代入,先计算出力的大小,再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断库仑力的方向,这样可以避免将表示带电性质的符号代入公式中一起运算,根据运算结果是正或负号来判定方向而带来的麻烦和可能出现的错误。
再次,应注意统一单位,因为静电力常量k=9×109N·m2/c2是国际单位制中的单位。
7.静电力也是一种“性质力”,同样具有力的共性。不能认为两个电量不同的点电荷相互作用时,一定是电量大的受静电力大(或小)。实际上,两个点电荷之间的相互作用力遵守牛顿 定律——大小相等、方向相反,并且一条直线上;如果一点电荷同时受到另外两个点电荷的作用力,这两个力遵循力的合成法则,根据 定则,可求出这个点电荷受到的合力。
二、知识讲解
本节课主要知识点解析,中高考考点、易错点学习
考点/易错点1两个完全相同的金属小球A、B,A球带电量为+5.0×10-9C,B球带电量为-7.0×10-9C,两球相距1m。问:它们之间的库仑力有多大?若把它们接触后放回原处,它们之间的相互作用力为多大?
解析:两球未接触时,球间库仑力
F=kQ1Q2/r2=9×109×5.0×10-9×7.0×10-2=3.15×10-7(N)
两球接触后,部分电荷中和,剩余净电荷为-2×10-9C,由于两金属球完全相同,净电荷均分,各带-1.0×10-9C,此时两球间库仑力
F′=kQ′1Q′2/r2=9×109×(1.0×10-9)2=9.0×10-9(N)
拓展两带电导体接触时,净电荷的分配与导体的形状、大小等因数有关。对两个完全相同金属球(1)若接触前分别带电为Q1、Q2,则接触后两球带电均为(Q1+Q2)/2;(2)若接触前分别带电Q1、-Q2,则接触后两球带电均为(Q1-Q2)/2。其实,库仑在实验研究电荷间相互作用而得到库仑定律的过程中,就是利用以上方法来改变和控制电荷的电荷量的。
库伦定理 库仑定律 教案
考点/易错点2从库仑定律的公式F= kQ1Q2/r2 看出,当两个电荷间的距离趋近于零时,两电荷间的作用力将变为无限大,这种说法正确吗?为什么?
答:这种说法不正确。[www.61k.com)因为库仑定律的适用范围是真空中的点电荷,当两电荷间的距离趋近于零时,任何小的带电体都不可能再看作是点电荷了,因而它们之间的作用力的大小已不能用库仑定律进行计算和判断。
考点/易错点3相距L的点电荷A、B的带电量分别为+4Q和-Q,要引入第三个点电荷C,使三个点电荷都处于平衡状态,求电荷C的电量和放置的位置。
解析由于每个点电荷都受到其它两个点电荷的库仑力作用,要处于平衡,其间的库仑力必沿同一条直线,因此A、B、C三个点电荷必须共线。A、B为异种点电荷,对C的库仑力为一斥一吸,C要平衡,不能放在A、B之间。由于A的电量大于B的电量,所以C应距A较远,距B较近。考虑到A、B也要平衡,所以C应放在B的右侧且带正电。
设C在距离B为x处,带电量为Qc,则对C和B有
4 kQQc/(L+x)2=kQQc/x2 ①
4kQ2/L2=kQQc/x2 ②
由以上两式得x=L,Qc=4Q。
拓展若A、B为同号点电荷,引入第三个电荷C,使三个点电荷均平衡,则C应放在何处?C的电性和电量如何?
三、例题精析
【例题1】半径为r的两个相同金属球,两球心相距为L (L=3r),它们所带电荷量的绝对值均为q,则它们之间相互作用的静电力F
q2q2
A.带同种电荷时,F<k2 B.带异种电荷时,F >k2 LL
q2
C.不论带何种电荷,F =k2 D.以上各项均不正确 L
【题干】两个相同金属球
【答案】B
【解析】应用库仑定律解题时,首先要明确其条件和各物理量之间的关系.当两带电金属球靠得较近时,由于同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,两球所带电荷的“中心”偏
库伦定理 库仑定律 教案
离球心,在计算其静电力F时,就不能用两
球心间的距离L来计算.若两球带同种电荷,两球带电“中心”之间的距离大于L,如图1—2—1(a)所示,
图1—2—1 q2
则F < k2,故A选项是对的,同理B选项也是正确的. L
【例题2】如图1—2—2所示,三个完全相同的金属球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中有向线段中的一条来表示,它应是
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
图1—2—2
【题干】三个完全相同的金属球
【答案】B
【解析】根据“同电相斥、异电相吸”的规律,确定电荷c受到a和b的库仑力方向,考虑a的带电荷量大于b的带电荷量,因为Fb大于Fa,Fb与Fa的合力只能是F2,故选项B正确.
【例题3】两个大小相同的小球带有同种电荷(可看作点电荷),质量分别为m1和m2,带电荷量分别是q1和q2,用绝缘线悬挂后,因静电力而使两悬线张开,分别与铅垂线方向成夹角θ
的是
A.q1一定等于q2
B.一定满足q1/ m1=q2/ m2
1和θ2,且两球同处一水平线上,如图1—2—3所示,若θ1=θ2,则下述结论正确
库伦定理 库仑定律 教案
C.m1一定等于m2
D.必须同时满足q1=q2, m1= m2
图1—2—3
【题干】两个大小相同的小球带有同种电荷
【答案】C
【解析】两小球处于静止状态,故可用平衡条件去分析.小球m1受到F1、F、m1g三个力作用,建立水平和竖直方向建立直角坐标系如图1—2—4所示,此时只需分解F1.由平衡条件得:
kq1q2?F1sin?1?0 2r
F1cos?1?m1g?0
所以 tg?1?
因为?1??2,所以tg?1?tg?2,所以m1?m2. 可见,只要m1= m2,不管q1、q2如何,kq1q2kq1q2.tg??. 图1—2—4 同理,对m分析得:2222m1grm2gr?1都等于?2.所以,正确答案是C.
四、课堂运用
【基础】
1.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能看作点电荷
B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷
D.一切带电体都可以看成是点电荷
2、真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大到原来的3倍,它们之间作用力的大小等于(D )
A.F B.3F C.F/3 D.F/9
3. A、B两点电荷间的距离恒定,当其他电荷移到A、B附近时,A、B间相互作用的库仑力将(C )
A.可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.无法确定
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【巩固】
4.真空中两个相同的金属小球A和B,带电荷量分别为QA=2×10-8C和QB=4×10-8C,相互作用力为F.若将两球接触后再放回原处,则它们之间的作用力将变为(A)
A.9F/8 B.F C.8F/9 D.2F/3
5.有A、B、C三个塑料小球,A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的,如果A带正电,则(C )
A.B和C两球均带负电
B.B球带负电,C球带正电
C.B和C两球中必有一个带负电,而另一个不带电
D.B和C两球都不带电
6. 关于库仑定律的公式F=kQ1Q2/r2,下列说法中正确的是(AD )
A.当真空中两个电荷间距离r→∞时,它们间的静电力F→0
B.当真空中两个电荷间距离r→0时,它们间的静电力F→∞
C.当两个电荷间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了
D.当两个电荷间的距离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
【拔高】
7.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法中可行的是(AD )
A.每个点电荷的带电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变
B.保持点电荷的带电荷量不变,使两个点电荷间的距离增大到原来的2倍
C.使一个点电荷的带电荷量加倍,另一个点电荷电荷量保持不变,同时将两点电荷间的距离减小为原来的
D.保持点电荷的带电荷量不变,将两点电荷间的距离减小为原来的
8.两个大小相同、可看成是点电荷的金属小球a和b,分别带有等量异种电荷,被固定在绝缘水平面上,这时两球间静电引力的大小为F.现用一个不带电、同样大小的绝缘金属小球C先与a球接触,再与b球接触后移去,则a、b两球间静电力大小变为(D )
A.F/2 B.3F/8 C.F/4 D.F/8
9.关于点电荷的说法中正确的是(ABD )
A、真正的点电荷是不存在
B、点电荷是一种理想化的物理模型
C、小的带电体就是点电荷
D、形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体
库伦定理 库仑定律 教案
10.两个放在绝缘架上的相同金属球,相距d,球的半径比d小得多,分别带q和3q的电荷,相互斥力为3F,现将这两个金属球接触,然后分开,仍放回原处,则它们的相互斥力将变为(D )
A.0 B.F C.3F D.4F
11.两点电荷A、B带电量qA>qB,在真空中相距为L0,现将检验电荷q置于某一位置时所受库仑力恰好为零,则此位置当A、B为(AD )
A.同种电荷时,在A、B连线上靠近B一侧
B.同种电荷时,在A、B连线上靠近A一侧
C.异种电荷时,在BA连线的延长线上靠近A一侧
D.异种电荷时,在AB连线的延长线上靠近B一侧
课程小结
1.点电荷是一个理想化的模型.实际问题中,只有当带电体间的距离远大于它们自身的线度以至于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,带电体方可视为点电荷.一个带电体能否被视为点电荷,取决于自身的几何形状与带电体之间的距离的比较,与带电体的大小无关.
例2.库仑定律的适用范围:真空中(干燥的空气也可)的两个点电荷间的相互作用,也可适用于两个均匀带电的介质球,不能用于不能视为点电荷的两个导体球.
课后作业
【基础】
1、关于库仑定律,下列说法正确的是:( )
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积最小的带电体;
B.根据F=kq1q2/r,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向无穷大;
C.带电量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时,B受到的静电力是A受到的静电力
的3倍;
D.库仑定律的适用条件是:真空和点电荷。(www.61k.com)
2、孤立的A、B两点电荷相距R,A的电量是B的a倍,A的质量是B的b倍,已知A受到的静电力大小为F,则B受到的静电力大小为 ( )
A.F B.(a+b)F C.(a—b)F D.abF
2
库伦定理 库仑定律 教案
【巩固】
3、带电量分别为+4Q和-6Q的两个相同的金属小球,相距一定距离时,相互作用力的大小为F。[www.61k.com]若把它们接触一下后,再放回原处,它们的相互作用力的大小变为
A.F/24 B.F/16 C.F/8 D.F/4 4、真空中甲、乙两个固定的点电荷,相互作用力为F,若甲的带电量变为原来的2倍,乙的带电量变为原来的8倍,要使它们的作用力仍为F,则它们之间的距离变为原来的( )
A.2倍 B.4倍
C.8倍 D.16倍
【拔高】
5如图,两个带异种电荷的小球A、B,A用绝缘杆固定在B的正上方,两球相距d时恰好平衡,若将B向上移动d/4仍要它平衡,可采用的方法是 ( )
A. 仅使qA减小到原来的
3/4
B.仅使qB减小到原来的
9/16
C.使qA和qB均减小到原来的
3/4
D.使qA和qB均减小到原来的1/4
7有两个点电荷所带电荷量均为+Q,相距为L,它们之间的作用力为F。把两个点电荷上带的电量分别转移给两个半径都为r的金属球,两球心间的距离仍为L,这时两球间的作用力为F',则( )
A.F'=F B.F'>F C.F'<F D.无法确定两力的关系
8、如图所示,+Q1和-Q2是两个可自由移动的电荷,且Q2=4Q1.现再取一个可自由移动的点
电荷Q3放在Q1与Q2连接的直线上,欲使整个系统平衡,那么( )
A.Q3应为负电荷,放在Q1的左边.
B.Q3应为负电荷,放在Q2的右边
C.Q3应为正电荷,放在Q1的左边.
D.Q3应为正电荷,放在Q2的右边.
参考答案:
1、D 2、A 3、A 4、B 5、BC 7、C 8、A
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课后评价
学生对点电荷的认识不够明确,没有判断意识。[www.61k.com]对库仑扭秤的实验很感兴趣,还能在生活中寻找将微小形变放大的例子
四 : 库仑定律教案
第二节 库仑定律
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五 : 库仑定律教案
第一章静电场 第二节库仑定律
教学目标
(一)知识与技能
1.掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其公式表达,知道静电力常量.
2.会用库仑定律的公式进行有关的计算.
3.知道库仑扭秤的实验原理.
(二)过程与方法
通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素,再得出库仑定律
(三)情感态度与价值观
培养学生的观察和探索能力
重点:掌握库仑定律
难点:会用库仑定律的公式进行有关的计算
教具:库仑扭秤(模型或挂图).
教学过程:
一、库仑定律
两种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,那么电荷之间的相互作用力跟什么有关系?下面我们通过实验来探讨一下。
学生阅读课本P118《实验》,演示塑料丝的排斥吸引现象
分析:定性地表明:相互之间地作用力与两电荷间的距离和电荷量有关
首先定量研究电荷之间的相互作用力地是法国的科学家库仑,阅读材料中介绍他用精确(扭秤)实验发现了这种规律。
1、库仑扭秤实验(1785年,法国物理学家.库仑)
【演示】:库仑扭秤(模型或挂图)介绍:物理简史及库仑的实验技巧.
实验技巧:(1).小量放大.(2).电量的确定.
2、库仑定律
内容表述:
适用条件:真空中,点电荷——理想化模型
公式表达:F=kQ1Q2/r2
体会定律条件:真空,点电荷
二、对库仑定律的理解
1.静电力:两个带电体之间的作用力通常叫做静电力或库仑力(遵守牛顿第三定律),合成时遵守平行四边形定则。
2.关于“点电荷”,应让学生理解这是相对而言的,只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略,带电体就可以看作点电荷.严格地说点电荷是一个理想模型,实际上是不存在的.这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念.容易出现的错误是:只要体积小就能当点电荷,这一点在教学中应结合实例予以纠正.3.要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空,也可近似地用于气体介质,对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释,只能简单地指出:为了排除其他介质的影响,将实验和定律约束在真空的条件下.
4.实际操作:大距离,均匀带电体。对带电均匀的球体,如果所带电荷对带电球的电荷分布没有影响或影响不大可以看成是两个点电荷,两球心之间的距离为两点电荷之间的距离。
5.静电力恒量k=9×109牛·米2/库2
6.库仑定律和万有引力定律都遵从二次方反比规律,人们至今还不能说明这两个定律为什么如此相似。它们有没有内在的联系,会不会是某一种力的不同的表现形式呢?物理学家还在致力于这方面的研究。
7.在进行库仑定律的计算时,由于公式中涉及到电荷的正负号问题,应该注意的正负号在计算中的作用与意义。
三、例题:
例:课本P119例,比较电子质子间的静电力和万有引力
【问】这个巨大的数值说明什么?
在计算带电粒子间的相互作用力时,万有引力时可以不计的。
【问】为什么地月之间计算万有引力而不计算静电力呢?
地球、月球几乎为中性的
四、课堂小结
五、板书设计:
六、课后反思:
本文标题:库仑定律教案-库伦定律(教案)61阅读| 精彩专题| 最新文章| 热门文章| 苏ICP备13036349号-1