电荷库仑定律.doc

库仑定律
一、教学目标：
【知识与技能】：
1.让学生了解库仑定律的建立过程和相关的物理学史。
2.掌握库仑定律以及适用条件，会用库仑定律解决问题
3.通过实验观察培养学生的观察和分析问题能力；通过知识点的逻辑关系学习，培养学生的逻辑推理能力及分析能力。
【过程与方法】：运用控制变量的科学研究方法和理想化模型、类比、守恒的思想方法,通过积极主动的探究和严密的逻辑推理，归纳理解规律。（提出问题——猜想与假设——实验验证——总结规律——拓展运用）
【情感态度及价值观】:利用库仑定律建立的过程以及相关的物理学史培养学生的科学素养；
二、重点:对库仑定律的理解和应用
三、难点:对库仑定律的理解和应用
四、教学准备
玻璃棒，丝绸，电摆，起电盘，枕型导体
五、教法和学法指导：用实验探究法、归纳法
六、教学过程
【一、复习】请学生回顾就知识
怎样就说明物体带了电？自然界中有几种电荷？已知的使物体带电的方法有几种？其实质是什么？
【问题1】同种电荷相互排斥，异种电荷互相吸引。那么电荷间相互作用力的大小跟什么有关呢？【学生猜想】
【演示】如图,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。
【现象】位置不同，偏角不同，且距离越近，偏角越大.
【问题2】这说明了什么？
【启发学生回答】说明电荷之间作用力随着距离的增大而减少。
【问题3】为什么？
【启发学生回答】学生分析小球的受力情况，当小球平衡时后它所受的电荷间的作用力F=mgtgα玻璃棒距小球越远，偏角α越小，表示电荷间作用力越小。
【演示】 固定玻璃棒位置，增加悬挂小球带电量，观察偏角α增大的现象。
【现象】带电量越大，偏角越大.
【学生回答】带电量越大，电力越大.
【教师总结且出示板书】与电荷间相互作用力有关的因素:a.两电荷间距离：距离越近，电荷间相互作用力越大.b.两电荷电荷量：电荷量越大，电荷间相互作用力越大.
【过渡语】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.
【出示板书】
库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的电力 ，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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.电荷间相互作用的电力F叫做静电力或库仑力.
【让学生从文字表述中提炼出库仑定律的适用条件】
【出示板书】适用条件：a.真空 b.点电荷
【教师指出】通常在干燥的空气中也适用.
【问题5】大家类比以前所学知识，能否说出点电荷指什么？库仑定律是否遵循牛顿第三内定律？如何理解k?电荷间的作用力方向如何?
【学生讨论，教师总结，且出示板书】
1.理想模型.当带电体的线度比起相互作用的距离小很多时，带电体可视为点电荷.
2.牛顿第三定律
3.数值上等于两个单位电量的电荷相距单位距离时的作用力
4.同性相斥，异性相吸.
七、例题
【例1 】 2.两个相同的金属小球，一个带电Q1=4.0×10－11C,另一个带电Q2=－6.0×10－11C.
a.两球相距50 cm时，它们之间的静电力？
b.把两球接触，分开后使它们仍相距50 cm，它们之间的静电力？
解：a.两球相距50 cm时静电力大小：
N=8.6×10－11N两球带异种电荷而相吸.
b.两球接触后，部分电荷中和，净电荷为－2.0×10－11C,因两球相同，分开后各带－1.0×10－11C的电荷量，故它们之间的静电力大小：
N=3.6×10－12N两球带同种电荷而相斥.
八、巩固练习
【练1】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）只将r增大4倍，相互作用力如何变？
（3）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？
（4）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）作用力变为F/32，方向不变。
（3）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）。
【练2】 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：

【思考】若上题这样设置，在两个电荷连线上放一个电荷使之都处于平衡状态能否办到？
九、小结通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
①使物体带电的实质；②电荷守恒定律；③库仑定律；
十、作业布置