電荷　庫侖定律

電荷　庫侖定律

教學(xué)目標

知識目標
　　1、知道兩種電荷，知道正負電荷的規(guī)定，知道電荷以及單位；
　　2、定性了解兩種電荷之間的作用規(guī)律；
　　3、掌握庫侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用；

能力目標
　　1、通過對演示實驗的觀察概括出兩種電荷之間的作用規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)的能力；
　　2、知道人類對電荷間相互作用認識的歷史過程，理解電荷的物理模型．

情感目標
　　滲透物理方法的教育，運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——點電荷，研究真空中靜止點電荷互相作用力問題．

 

教學(xué)建議

重點難點分析
　　1、重點是使學(xué)生掌握真空中點電荷間作用力的大小的計算及方向的判定——庫侖定律．
　　2、真空中點電荷作用力為一對相互作用力，遵從牛頓第三定律，是本節(jié)難點．

教法建議

一、講述電荷有關(guān)概念的教法建議

　　1、在學(xué)生初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，可以通過演示實驗，或者動畫媒體播放復(fù)習(xí)并鞏固電荷的有關(guān)知識；
　　2、在講述時，要講解要簡潔、準確，突出主要概念，同時，節(jié)省時間給學(xué)生自己來學(xué)習(xí)．
　　3、由于電荷的不可觀測性，講解時，可以多利用媒體幫助學(xué)生對電荷的相互作用的理解和電荷物理模型的建立．
　　4、講解點電荷時，可以對照質(zhì)點的概念進行講解．

二、關(guān)于庫侖定律的教法建議

??本節(jié)內(nèi)容的核心是庫侖定律，他是靜電學(xué)的第一個實驗定律，是定量描述點電荷間的相互作用的關(guān)系的規(guī)律，是學(xué)習(xí)電場強度的基礎(chǔ)．
　　1、對于電荷之間相互作用力的定量規(guī)律，可以讓學(xué)生先有一個定性的概念，可以通過實驗讓同學(xué)觀察討論并總結(jié)．
　　2、對于庫侖定律需要強調(diào)的是：
　　（1）、書中的庫侖定律僅適用于計算在真空中兩個點電荷的相互作用力，在干燥的空氣中也近似成立，而在其它電介質(zhì)中使用該定律需要增加條件．
　　（2）由于庫侖定律只適用于計算真空中兩個點電荷的相互作用力大小，因此在實驗演示、給出點電荷的定義之后直接提出庫侖定律；
　　（3）、庫侖定律和萬有引力定律之間的相似性可以讓同學(xué)們通過練習(xí)自己認識對比并討論．
　　（4）、點電荷的電性有正負之分，但在計算靜電力的大小時，可用所帶電量的絕對值進行計算．根據(jù)電荷之間的電荷異同來判斷是吸引力還是斥力．
　　（5）、在兩點電荷之間距離接近為零時，由于兩個點電荷已經(jīng)失去了點電荷的前提條件，因此不能根據(jù)庫侖定律得到庫倫力無窮大的結(jié)論．
　　（6）、當一個點電荷受到多個點電荷的作用，可以根據(jù)力的獨立作用原理進行力的合成分解并進行矢量運算．
　　3、對比萬有引力常量測定的卡文迪許扭稱實驗，說明庫侖扭稱實驗的原理，介紹庫侖．幫助學(xué)生理解本節(jié)知識．

 

第一節(jié) 電荷 庫侖定律

教學(xué)過程

一、新課引入
　　課題引入可以通過幾個小實驗讓學(xué)生觀察基本的電現(xiàn)象，下面提供幾個小實驗以供參考：　
　　演示１：取兩片吹塑紙，將一片放在可以靈活轉(zhuǎn)動的支座上，用另一片靠近它，讓學(xué)生觀察有什么現(xiàn)象，然后用手摩擦這兩片吹塑紙，再靠近，讓學(xué)生觀察發(fā)生的現(xiàn)象。（不用手摩擦?xí)r它們沒有作用，用手摩擦后它們互相排斥）
演示2:將一張薄紙，卷成筒狀，將下端撕開成流蘇狀，用摩擦好的塑料制品去接觸，發(fā)現(xiàn)流蘇開始振動，象一只會跳舞的章魚；讓學(xué)生討論這些現(xiàn)象，運用初中所學(xué)來分析；

二、講授新課　
　　關(guān)于這部分教學(xué)，在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，完全可以由課堂學(xué)生自己實驗來總結(jié)完成。
　　１、摩擦起電
　　學(xué)生實驗１：先用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑，看有什么現(xiàn)象？然后用綢子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒，再靠近碎紙屑看有什么現(xiàn)象？讓學(xué)生分析兩次實驗現(xiàn)象的異同；并分析原因。　　
　　教師總結(jié)：摩擦過的物體性質(zhì)有了變化，能夠吸引輕小物體，我們說此時物體帶了電或者說帶了電荷。而用摩擦的方法使物體帶電就叫做摩擦起電。
人類從很早就認識了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象，例如我國在戰(zhàn)國末期就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦有吸引鐵的現(xiàn)象。在東漢初年就有了帶電的琥珀吸引輕小物體的文字記載，我國古代人民非常善于觀察，早在兩千多年前的西漢時期就有“玳瑁吸裙”的記載，玳瑁是一種美麗的龜殼，人們在用它作首飾時無意中發(fā)現(xiàn)摩擦后的玳瑁會吸引衣服。讓學(xué)生討論在日常生活中見過類似的摩擦起電現(xiàn)象，學(xué)生舉例分析后可以布置課下作業(yè)。
　　２、兩種電荷
學(xué)生實驗２：將學(xué)生分組。
實驗器材有：
　　（1）、玻璃棒、橡膠棒各兩根；
　　（2）、毛皮、綢子各兩塊；
　　（3）、支架；
　　為了避免實驗中電荷的流失，最好兩名同學(xué)同時進行操作，
實驗過程：
　　（1）、兩位同學(xué)同時都用綢子摩擦玻璃棒，使它帶電，將一根放在支座上，注意：要記住哪端帶電，不要用手摸帶電的一端，用另一根玻璃棒的帶電端靠近這根玻璃棒的帶電端，觀察發(fā)生的現(xiàn)象；
　　（2）、用毛皮摩擦橡膠棒，重做剛才的實驗；
　　（3）、用綢子摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒，做剛才的實驗。
將實驗結(jié)果記錄下來；教師通過媒體動畫可控再現(xiàn)實驗現(xiàn)象，并將學(xué)生觀察到的實驗結(jié)論總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生分析這些實驗現(xiàn)象中能發(fā)現(xiàn)什么？

教師總結(jié)：在歷史上，人們用各種各樣的材料做了大量的實驗，人們發(fā)現(xiàn)帶電物體凡是跟綢子摩擦過的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦過的橡膠棒互相排斥；凡是跟毛皮摩擦過的橡膠棒互相吸引的，必定跟綢子摩擦過的玻璃棒互相排斥。就是說物體帶的電荷要么跟綢子摩擦過的玻璃棒所帶電荷相同，要么跟毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷相同，沒有第三種可能，自然界中只有這樣兩種電荷，美國科學(xué)家富蘭克林對這兩種電荷做出規(guī)定：綢子摩擦過的玻璃棒所帶電荷叫做正電荷，毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷叫做負電荷。　　
　　3、電荷之間的相互作用：
　　在先前實驗的基礎(chǔ)上，討論電荷之間的作用力與電荷之間距離的關(guān)系，可以參考媒體資源中：電荷之間距離與電量、電荷之間作用力的定性關(guān)系的媒體動畫，定性介紹三個物理量之間的關(guān)系，在給出點電荷的定義之后直接引出庫侖定律的內(nèi)容。給出庫倫定律的公式：講解中的注意事項參考“有關(guān)庫倫定律的教學(xué)建議”。
三、典型例題講解：
四、課堂小結(jié)：
　　1、電荷之間相互作用規(guī)律：同性相斥，異性相吸，大小用庫侖定律來計算。
　　2、點電荷作用力為一對相互作用力，遵循牛頓第三定律。
　　3、庫侖定律的適用條件：真空中靜止點電荷間的相互作用力（均勻帶電體間、均勻帶電球殼間也可）。

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