【教学设计】
1 、库仑定律是静电学中的重要知识 , 是学习电场强度的基础。按大纲要求属 " 理解 " 级的学习水平。本节课只对定律进行简单的应用。
2 、二期课改要求加强物理知识的形成过程和应用过程以及伴随其中的科学方法、科学精神的教育。在教学中我把库仑定律的建立过程作为重点。让学生大胆猜测、合理设想。循着科学家的思维方法和探索途径来 " 发现 " 规律 , 使学生受到科学研究方法的熏陶。
3 、库仑定律是实验结论 , 做好演示实验很重要。通过实验激发学生兴趣 , 引导学生思考。在课堂教学条件下无法进行定量验证 , 我采用动画模拟演示。
【教学目标】
知识、技能领域 :1 、理解真空中的库仑定律 , 会应用公式解决简单的问题。
2、知道点电荷、基本电荷及 电量的物理意义。
方法、过程领域 :1 、提出问题——猜想推理——实验验证——得出结论。
2 、理想模型的方法。
情感、态度、价值领域 : 利用物理学史培养学生的科学精神和科学素养。
【教学重点】
1 、库仑定律的建立过程。
2、不库仑定律的理解应用。
【教学准备】
玻璃棒 , 丝绸 , 用细线悬挂的泡沫塑料小球 , 系有许多丝线的小球 , 感应起电机 , 库仑扭秤模型及动画模拟课件
【教学流程】
【教学过程】
一、创设情景
回忆初中知识 , 请学生举出生活中的静电实例。
[ 演示 1]: 用起电机使丝线带电 , 丝线会张开来。
教师问 : 这个现象说明什么 ?
学生回答 : 电荷间有相互作用 , 同种电荷相互排斥。
二、引入新课
研究带电体间的相互作用跟哪些因素有关 ?
引导学生猜测:( 类比万有引力定律)与带电体间的距离有关 ,与带电体所带电量有关。
还与带电体的形状有关。
如何证实你的想法呢 ?(用实验验证) 请学生说出验证实验的设计思想。采用控制变量法。
[ 演示 2]: 让带电玻璃棒靠近带电小球 , 观察小球所处位置的变化。
小球受力偏离原来的位置 , 偏角越大 ,说明所受的力越大。
(l) 让带电玻璃棒在不同距离靠近带电小球 , 观察偏角的变化。
距离远 ,偏角小 ,说明电荷间的作用力小。
(2) 让带电玻璃棒带不同的电量 , 观察偏角的变化。
带电量多 ,偏角大 ,说明电荷间的作用力大。
这只是定性的验证。要进一步知道作用力跟带电体的电量及带电体间的距离的定量关系, 还须要更精确的实验。库仑用巧妙的方法地进行研究 , 通过实验总结出库仑定律。
三、教师讲解
1、介绍法国物理学家库仑扭秤实验的设计思想：
如何解决力的准确测量、如何解决电量的测量。
通过动画模拟实验。
2、讲解真空中的库仑定律
(1) 内容 : 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比 , 跟它们间距离的平方成反比 , 作用力的方向在它们的连线上。
(2) 公式 : F=KQ1Q2/r²
3、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。
点电荷 : 同质点一样 , 是一个理想化的模型 , 一种科学的抽象当带电体的线度远远小于带电体之间的距离 , 以致带电体的形状和大小对其相互作用力的影响可以忽略不计 , 这样的电荷叫点电荷。
(2)K静电力恒量。重要的物理常数 k=9.0 × 10九次方牛·米²/库², 其物理意义是 : 真空中两个电量均为 1C的点电荷相距 lm 时它们之间的静电力大小为 9.O × 10九次方牛。
(3) 库仑力的作用方向在两个点电荷的连线上。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。
四、应用分析
例 1: 在真空中 , 点电荷 A 所带电量为 - 4 × 10负八次方C , 点电荷 B 所带电量为 2 × 10负八次方C, 它们相距 0.2m, 求 :
1、点电荷B所受的静电力。
2、它们的距离增大为原来的2倍 , 静电力将如何变化 ?
3、保持距离不变 , 将电荷B的电量增大1倍 , 静电力将如何变化 ?
4、两个电荷的电量都增大为原来的2倍 , 电荷间距离也增大为原来的2倍 , 静电力如何变化 ?
例 2: 真空中有甲、乙两个点电荷 , 相距为 r, 它们间的静电力为F。若甲的电量变为原来的2倍 , 乙的电量变为原来的1/3, 距离变为2r , 则它们之间的静电力变为 ( )
A.3F/8 B.F/6 C.8F/3 D.2F/3
[ 思考 ] 要使两个点电荷之间的静电力变为原来的1/2, 可有哪些办法。
[ 练习 ]
1. 真空中保持一定距离的两个点电荷 , 若其中一个点电荷增加了1/2, 但仍然保持它们之间的相互作用力不变 , 则另一点电荷的电量一定减少了 ( )
A .1/5 B .1/4 C .1/3 D.1/6
2. 已知点电荷A的电量是B点电荷的2 倍 , 则A对B作用力大小跟B对A作用力大小的比值为 ( )
A.2 :1 B .1:2 C.1:1 D.不一定
五、布置作业
查找库仑总结出定律的历史资料 O
【教学体会】
1. 教学过程 , 引导学生积极思考 , 大胆猜测。了解科学家发现规律的思路和科学方法。教学节奏紧凑。课堂气氛活跃 , 取得了预期的效果。
2. 使用多媒体课件将抽象的理论形象化 , 学生较容易接受。课件若再充实些 , 信息容量再大些 , 就能更充分发挥多媒体的作用。
3. 演示实验准备充分 , 现象明显 , 激发了学生的学习兴趣 , 为进一步的探索创设了情景。
