电荷库仑定律教案

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电荷库仑定律教案

    教学目标
    知识目标
    1、知道两种电荷,知道正负电荷的规定,知道电荷以及单位;
    2、定性了解两种电荷之间的作用规律;
    3、掌握库仑定律的内容及其应用;
    能力目标
    1、通过对演示实验的观察概括出两种电荷之间的作用规律,培养学生观察、总结的能力;
    2、知道人类对电荷间相互作用认识的历史过程,理解电荷的物理模型.
    情感目标
    渗透物理方法的教育,运用理想化模型的研究方法,突出主要因素、忽略次要因素,抽象出物理模型——点电荷,研究真空中静止点电荷互相作用力问题.
    教学建议
    重点难点分析
    1、重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力的大小的计算及方向的判定——库仑定律.
    2、真空中点电荷作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律,是本节难点.
    教法建议
    一、讲述电荷有关概念的教法建议
    1、在学生初中学习的基础上,可以通过演示实验,或者动画媒体播放复习并巩固电荷的有关知识;
    2、在讲述时,要讲解要简洁、准确,突出主要概念,同时,节省时间给学生自己来学习.
    3、由于电荷的不可观测性,讲解时,可以多利用媒体帮助学生对电荷的相互作用的理解和电荷物理模型的建立.
    4、讲解点电荷时,可以对照质点的概念进行讲解.
    二、关于库仑定律的教法建议
    本节内容的核心是库仑定律,他是静电学的第一个实验定律,是定量描述点电荷间的相互作用的关系的规律,是学习电场强度的基础.
    1、对于电荷之间相互作用力的定量规律,可以让学生先有一个定性的概念,可以通过实验让同学观察讨论并总结.
    2、对于库仑定律需要强调的是:
    (1)、书中的库仑定律仅适用于计算在真空中两个点电荷的相互作用力,在干燥的空气中也近似成立,而在其它电介质中使用该定律需要增加条件.
    (2)由于库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷的相互作用力大小,因此在实验演示、给出点电荷的定义之后直接提出库仑定律;
    (3)、库仑定律和万有引力定律之间的相似性可以让同学们通过练习自己认识对比并讨论.
    (4)、点电荷的电性有正负之分,但在计算静电力的大小时,可用所带电量的绝对值进行计算.根据电荷之间的电荷异同来判断是吸引力还是斥力.
    (5)、在两点电荷之间距离接近为零时,由于两个点电荷已经失去了点电荷的前提条件,因此不能根据库仑定律得到库伦力无穷大的结论.
    (6)、当一个点电荷受到多个点电荷的作用,可以根据力的独立作用原理进行力的合成分解并进行矢量运算.
    3、对比万有引力常量测定的卡文迪许扭称实验,说明库仑扭称实验的原理,介绍库仑.帮助学生理解本节知识.
    第一节 电荷 库仑定律
    教学过程
    一、新课引入
    课题引入可以通过几个小实验让学生观察基本的电现象,下面提供几个小实验以供参考:
    演示1:取两片吹塑纸,将一片放在可以灵活转动的支座上,用另一片靠近它,让学生观察有什么现象,然后用手摩擦这两片吹塑纸,再靠近,让学生观察发生的现象。(不用手摩擦时它们没有作用,用手摩擦后它们互相排斥)
    演示2:将一张薄纸,卷成筒状,将下端撕开成流苏状,用摩擦好的塑料制品去接触,发现流苏开始振动,象一只会跳舞的章鱼;让学生讨论这些现象,运用初中所学来分析;
    二、讲授新课
    关于这部分教学,在初中学习的基础上,完全可以由课堂学生自己实验来总结完成。
    1、摩擦起电
    学生实验1:先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒,再靠近碎纸屑看有什么现象?让学生分析两次实验现象的异同;并分析原因。 
    教师总结:摩擦过的物体性质有了变化,能够吸引轻小物体,我们说此时物体带了电或者说带了电荷。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。
    人类从很早就认识了磁现象和电现象,例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有了带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载,我国古代人民非常善于观察,早在两千多年前的西汉时期就有“玳瑁吸裙”的记载,玳瑁是一种美丽的龟壳,人们在用它作首饰时无意中发现摩擦后的玳瑁会吸引衣服。让学生讨论在日常生活中见过类似的摩擦起电现象,学生举例分析后可以布置课下作业。
    2、两种电荷
    学生实验2:将学生分组。
    实验器材有:
    (1)、玻璃棒、橡胶棒各两根;
    (2)、毛皮、绸子各两块;
    (3)、支架;
    为了避免实验中电荷的流失,最好两名同学同时进行操作,
    实验过程:
    (1)、两位同学同时都用绸子摩擦玻璃棒,使它带电,将一根放在支座上,注意:要记住哪端带电,不要用手摸带电的一端,用另一根玻璃棒的带电端靠近这根玻璃棒的带电端,观察发生的现象;
    (2)、用毛皮摩擦橡胶棒,重做刚才的实验;
    (3)、用绸子摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒,做刚才的实验。
    将实验结果记录下来;教师通过媒体动画可控再现实验现象,并将学生观察到的实验结论总结,引导学生分析这些实验现象中能发现什么?
    教师总结:在历史上,人们用各种各样的材料做了大量的实验,人们发现带电物体凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒互相吸引的,必定跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相排斥;凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引的,必定跟绸子摩擦过的玻璃棒互相排斥。就是说物体带的电荷要么跟绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷相同,要么跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同,没有第三种可能,自然界中只有这样两种电荷,美国科学家富兰克林对这两种电荷做出规定:绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷叫做正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做负电荷。 
    3、电荷之间的相互作用:
    在先前实验的基础上,讨论电荷之间的作用力与电荷之间距离的关系,可以参考媒体资源中:电荷之间距离与电量、电荷之间作用力的定性关系的媒体动画,定性介绍三个物理量之间的关系,在给出点电荷的定义之后直接引出库仑定律的内容。给出库伦定律的公式:讲解中的注意事项参考“有关库伦定律的教学建议”。
    三、典型例题讲解:
    四、课堂小结:
    1、电荷之间相互作用规律:同性相斥,异性相吸,大小用库仑定律来计算。
    2、点电荷作用力为一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。
    3、库仑定律的适用条件:真空中静止点电荷间的相互作用力(均匀带电体间、均匀带电球壳间也可)。