第一篇：電荷、庫侖定律、電場強(qiáng)度 教案

電荷、庫侖定律、電場強(qiáng)度的基本概念（第一次課）2學(xué)時(shí)

主要內(nèi)容為電荷的基本概念、靜電場的基本規(guī)律——庫侖定律以及電場的描述。靜電學(xué)是整個(gè)電磁學(xué)的基礎(chǔ)，而本次課的內(nèi)容涉及點(diǎn)電荷的基本模型和定量描述電場力的性質(zhì)的思想方法，是整個(gè)靜電學(xué)的基礎(chǔ)。特別值得注意的是庫侖定律是靜電學(xué)兩大基本定理—高斯定理和環(huán)路定理的理論基礎(chǔ)。

授課對象在高中已經(jīng)學(xué)習(xí)了點(diǎn)電荷的理想模型、真空中的庫侖定律以及電場的描述。但是，學(xué)生對庫侖定律的基礎(chǔ)性地位可能不太清楚，對平方反比律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證也沒有什么了解。

1、掌握點(diǎn)電荷、電荷的量子化、電荷守恒定律、以及電場強(qiáng)度的概念；

2、掌握點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律——庫侖定律；

3、通過介紹利用任意帶電體間的靜電力，使學(xué)生深入理解疊加原理的思想；

4、通過簡述驗(yàn)證平方反比關(guān)系的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生展示物理學(xué)之美。

1、庫侖定律及其應(yīng)用；

2、利用電場強(qiáng)度來描述電場。任意形狀帶電體間的靜電力；

以問題討論方法為主。以引導(dǎo)、分析、歸納、互動等方法輔助教學(xué)。多媒體、講授

一、緒論（約5分鐘）

通過簡述19~20世紀(jì)人類在電磁學(xué)方面所取得的偉大成就，培養(yǎng)學(xué)生對物理的興趣和熱愛科學(xué)的思想。

二、課程導(dǎo)入（約6分鐘）

知識回顧（電場中的電荷會受到力的作用）設(shè)問：如何定量描述電場力的性質(zhì)？

三、新課展開（60分鐘）概念：電荷

設(shè)問：帶電體的電荷量和物體的質(zhì)量一樣可以連續(xù)變化嗎？ 概念：電荷的量子化

設(shè)問：系統(tǒng)內(nèi)的電荷遷移時(shí)總電荷量應(yīng)遵循什么規(guī)律？ 定律：電荷守恒定律

設(shè)問：如何定量描述兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用？

分析討論庫侖定律的主要內(nèi)容及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。重點(diǎn)討論如何利用疊加原理求任意帶電體間的靜電力。設(shè)問：電荷周圍存在電場，該電場只與場源有關(guān)，如何描述這樣的電場？ 概念：電場強(qiáng)度E?F/q0

四、課堂討論（10分鐘）例題

五、小結(jié)（約3分鐘）

六、拓展（約5分鐘）

討論題：最簡單的帶電體—點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場如何描述？任意帶電體周圍的電場呢？（為下次課打基礎(chǔ)）

七、作業(yè)：（約1分鐘）自編習(xí)題集（下冊），練習(xí)一。

1、馬文蔚主編．物理學(xué)（上、下冊）．高等教育出版社，2000年

2、薛壯生．異性電荷間庫侖平方反比律的驗(yàn)證．黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，9（2），85，1992年

1、本次課的基本內(nèi)容在高中都已經(jīng)講授，大學(xué)階段講授時(shí)主要強(qiáng)調(diào)用高等數(shù)學(xué)的知識解決一般性、而非特殊性問題；另外，疊加原理也是需要著力強(qiáng)調(diào)的重要物理思想。

2、點(diǎn)電荷間靜電力的平方反比律體現(xiàn)了物理學(xué)的數(shù)學(xué)之美，在教學(xué)中應(yīng)注意將萬有引力定律與庫侖定律類比。

3、庫侖定律的成立條件是：真空、靜止的點(diǎn)電荷。在教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)處理運(yùn)動電荷間的靜電力時(shí)應(yīng)考慮相對論效應(yīng)，不過在處理低速問題時(shí)相對論效應(yīng)可以忽略。

第二篇：高二物理教案電場-兩種電荷 庫侖定律

兩種電荷

庫侖定律的教案示例

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在物理知識方面的要求：（1）掌握兩種電荷；

（2）定性了解兩種電荷間的作用規(guī)律；（3）掌握庫侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用。

2．通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出兩種電荷間的作用規(guī)律。培養(yǎng)學(xué)生觀察、概括能力。

3．滲透物理學(xué)方法的教育，運(yùn)用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——點(diǎn)電荷，研究真空中靜止點(diǎn)電荷間互相作用力問題——庫侖定律。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．重點(diǎn)是使學(xué)生掌握真空中點(diǎn)電荷間作用力大小的計(jì)算及方向的判定——庫侖定律。

2．真空中點(diǎn)電荷間作用力為一對相互作用力，遵從牛頓第三定律，是難點(diǎn)。

三、教具

1．演示兩種電荷間相互作用

有機(jī)玻璃棒、絲綢、碎紙片、毛皮、橡膠棒（2支）2．定性演示相關(guān)物理量間關(guān)系

鋁箔包好的草球、表面光滑潔凈的絕緣導(dǎo)體、絕緣性好的絲線、絕緣性好的支架、鐵架臺。

四、主要教學(xué)過程 1．新課引入

人類從很早就認(rèn)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。在東漢初年就有帶電的琥珀吸引輕小物體的文字記載，但是人類對電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究卻是在歐洲文藝復(fù)興之后才逐漸開展起來的，到十九世紀(jì)才建立了完整的電磁理論。

電磁學(xué)及其應(yīng)用對人類的影響十分巨大，在電磁學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能生產(chǎn)和利用，是歷史上的一次技術(shù)革命，是人類改造世界能力的飛躍，打開了電氣化時(shí)代的大門。

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、通訊、國防、科學(xué)研究和日常生活都離不開電。在當(dāng)前出現(xiàn)的新技術(shù)中，起帶頭作用的是在電磁學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)。它們被廣泛應(yīng)用于各種新技術(shù)領(lǐng)域，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了深刻的變化。為了正確地利用電，就必須懂得電的知識。在初中我們學(xué)過一些電的知識，現(xiàn)在再進(jìn)一步較深入地學(xué)習(xí)。

2．教學(xué)過程設(shè)計(jì)

（1）研究兩種電荷及電荷間的相互作用

實(shí)驗(yàn)一：用橡膠棒與毛皮摩擦后，放于碎紙片附近觀察橡膠棒吸引碎紙片情況。提問一：為什么橡膠棒會吸引碎紙片？

答：橡膠棒與絲綢摩擦后就帶電了，帶電物體會吸引輕小物體。

提問二：注意觀察帶電橡膠棒吸引碎紙片情況，會發(fā)現(xiàn)被橡膠棒吸起的紙片中，較大的紙片先落下來，這是為什么？

答：帶電體在空氣中不斷放電，使它帶電量不斷減少，因而吸引輕小物體的力也相應(yīng)減小，所以較大紙片先落下來。

教師總結(jié)：在初中的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)知道，自然界存在兩種電荷，叫做正電荷與負(fù)電荷。用毛皮摩擦橡膠棒，用絲綢摩擦有機(jī)玻璃棒后，橡膠棒帶負(fù)電，毛皮帶正電，有機(jī)玻璃棒帶正電，絲綢帶負(fù)電。物體帶電后，能吸引輕小物體，而且?guī)щ娫蕉啵驮酱螅姾傻亩嗌俳须娏浚娏康膯挝皇菐靵觥ｋ娮訋в凶钚〉呢?fù)電荷，質(zhì)子帶有最小的正電荷，它們電量的絕對值相等，一個(gè)電子電量e=1.6×10－19C。任何帶電物體所帶電量要么等于電子（或質(zhì)子）電量，要么是它們的整數(shù)倍，因此，把1.6×10－19C稱為基元電荷。

提問三：若將橡膠棒摩擦過的毛皮靠近碎紙片，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 答：毛皮帶上正電，也會吸引輕小物體。教師用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的判斷。

實(shí)驗(yàn)二：用云臺支起一根橡膠棒，如圖1所示，再將它與另一根橡膠棒并在一起，用毛皮摩擦它們的一端，使之帶上同種電荷，再觀察兩端相互作用的情況，發(fā)現(xiàn)它們相斥，而且它們的距離越小斥力越大，過一會兒，它們間的作用力會明顯減弱。提問四：被毛皮摩擦過的橡膠棒的兩端為什么會相斥？斥力的大小與什么因素有關(guān)？

答：因?yàn)樗鼈儙狭送N電荷，而電荷間作用的規(guī)律是同種電荷相斥，異種電荷相吸，斥力的大小與電荷間的距離有關(guān)，距離越小，斥力越大，反之，距離越大，斥力越小；斥力的大小還與電量有關(guān)，電量越大，斥力越大。由于放電的原因，棒上的電量不斷減小，而斥力也隨時(shí)間的增大而明顯減小。

提問五：若將與橡膠棒摩擦過的毛皮與支起的橡膠棒帶電的一端靠近．或用絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒與支起的橡膠棒帶電的一端靠近，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 答：會吸引，異種電荷相吸。教師用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的判斷。提問六：若將與有機(jī)玻璃棒摩擦過的絲綢與支起的橡膠棒帶電的一端靠近，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

答：會相斥，同種電荷相斥。教師用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的判斷。

實(shí)驗(yàn)三：如圖2，先把表面光滑潔凈的絕緣導(dǎo)體放在A處，然后把鋁箔包好的草球系在絲線下，分別用絲綢摩擦過的玻璃棒給導(dǎo)體和草球帶上正電，把草球先后掛在P1、P2、P3的位置，帶電小球受到A 的作用力的大小可以通過絲線對豎直方向的偏角大小顯示出來。觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)帶電小球在P1、P2、P3 各點(diǎn)受到的A的作用力依次減小；再增大絲線下端帶電小球的電量，觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在同一位置小球受到的A的作用力增大了。

提問七：電荷間作用力大小跟什么有關(guān)？

答：與電荷間距離及電量多少有關(guān)，電荷的作用力隨著距離的增大而減小，隨著電量的增大而增大。

教師總結(jié)：電荷之間存在著相互作用力，力的大小與電量的大小、電荷間距離的大小有關(guān)，電量越大，距離越近，作用力就越大；反之電量越小，距離越遠(yuǎn)，作用力就越小。作用力的方向，可用同種電荷相斥，異種電荷相吸的規(guī)律確定。

（2）庫侖定律

我國東漢時(shí)期就發(fā)現(xiàn)了電荷，并已定性掌握了電荷間的相互作用的規(guī)律。而進(jìn)一步將電荷間作用的規(guī)律具體化、數(shù)量化的工作，則是兩千年之后的法國物理學(xué)家?guī)靵觯镁_實(shí)驗(yàn)研究了靜止的點(diǎn)電荷間的相互作用力，于1785年發(fā)現(xiàn)了后來用他的名字命名的庫侖定律。

正像牛頓在研究物體運(yùn)動時(shí)引入質(zhì)點(diǎn)一樣，庫侖在研究電荷間的作用時(shí)引入了點(diǎn)電荷，無疑這是人類思維方法的一大進(jìn)步。

什么是點(diǎn)電荷？簡而言之，帶電的質(zhì)點(diǎn)就是點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷的電量、位置可以準(zhǔn)確地確定下來。正像質(zhì)點(diǎn)是理想的模型一樣，點(diǎn)電荷也是理想化模型。真正的點(diǎn)電荷是不存在的，但是，如果帶電體間的距離比它們的大小大得多，以致帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，這樣的帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。均勻帶電球體或均勻帶電球殼也可看成一個(gè)處于該球球心，帶電量與該球相同的點(diǎn)電荷。

庫侖實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：在真空中兩個(gè)電荷間作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上，這就

是庫侖定律。若兩個(gè)點(diǎn)電荷q1，q2靜止于真空中，距離為r，如圖3所示，則q1受到q2的作用力F12為

式中F12、q1、q2、r諸量單位都已確定，分別為牛（N）、庫（C）、9×10 N·m／C

q2受到q1 的作用力F21與F12互為作用力與反作用力，它們大小相等，方向相反，統(tǒng)稱靜電力，又叫庫侖力。

若點(diǎn)電荷不是靜止的，而是存在相對運(yùn)動，那么它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外，還存在相互作用的磁場力。關(guān)于磁場力的知識，今后將會學(xué)到。

（3）庫侖定律的應(yīng)用

【例1】

兩個(gè)點(diǎn)電荷q1=1C、q2=1C相距r=1m，且靜止于真空中，求它們間的相互作用力。

這時(shí)F在數(shù)值上與k相等，這就是k的物理意義：k在數(shù)值上等于兩個(gè)1C的點(diǎn)電荷在真空中相距1m時(shí)的相互作用力。

【例2】

真空中有A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距10cm，B的帶電量是A的5倍。如果A電荷受到的靜電力是10－4N，那么B電荷受到的靜電力應(yīng)是下列答案中的哪一個(gè)？

A．5×10－4N B．0.2×10－4N C．10－4N D．0.1×10－4N

【例3】

兩個(gè)完全相同的均勻帶電小球，分別帶電量q1=2C正電荷，q2=4C負(fù)電荷，在真空中相距為r且靜止，相互作用的靜電力為F。

（1）今將q1、q2、r都加倍，相互作用力如何變？（2）只改變兩電荷電性，相互作用力如何變？（3）只將r 增大4倍，相互作用力如何變？

（4）將兩個(gè)小球接觸一下后，仍放回原處，相互作用力如何變？（5）接上題，為使接觸后，靜電力大小不變應(yīng)如何放置兩球？ 答

（1）作用力不變。（2）作用力不變。

（3）作用力變?yōu)?F／25，方向不變。

（4）作用力大小變?yōu)?F／8，方向由原來的吸引變?yōu)橥瞥猓ń佑|后電量

922先中和，后多余電量等分）。

【例4】

兩個(gè)正電荷q1與q2電量都是3C，靜止于真空中，相距r=2m。

（1）在它們的連線AB的中點(diǎn)O放入正電荷Q，求Q受的靜電力。（2）在O點(diǎn)放入負(fù)電荷 Q，求Q受的靜電力。

（3）在連線上A點(diǎn)的左側(cè) C點(diǎn)放上負(fù)點(diǎn)電荷q3，q3=1C且AC=1m，求q3所受靜電力。

解

當(dāng)一個(gè)點(diǎn)電荷受到幾個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力作用時(shí)，可用力的獨(dú)立性原理求解，即用庫侖定律計(jì)算每一個(gè)電荷的作用力，就像其他電荷不存在一樣，再求各力的矢量和。

（1）（2）題電荷Q受力為零。

（3）q3受引力F31與引力F32，方向均向右，合力為：

3．課堂小結(jié)

（1）電荷間相互作用規(guī)律：同性相斥，異性相吸，大小用庫侖定

（2）電荷間作用力為一對相互作用力，遵循牛頓第三定律。

（3）庫侖定律適用條件：真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力（均勻帶電球體間、均勻帶電球殼間也可）。

五、說明

本節(jié)中實(shí)驗(yàn)較多，做好靜電實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵是絕緣性能要好。

第三篇：電荷_庫侖定律教案

電荷 庫侖定律教案

云南民族大學(xué) 龐京京

要

點(diǎn)：1.摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，只是使正負(fù)電荷分開。2.電荷守恒定律。

3.知道元電荷、點(diǎn)電荷、靜電力常量，掌握庫侖定律含義、公式表達(dá)。

4.能用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。

教學(xué)設(shè)計(jì)：本教時(shí)作為電學(xué)知識的引入和準(zhǔn)備，在章節(jié)教學(xué)活動中有著一定的重要性。兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識在初中都已經(jīng)講過，本節(jié)重點(diǎn)是講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象以及庫侖定律。

解決難點(diǎn)：在摩擦起電現(xiàn)象和講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，說明起電的過程是使物體中正負(fù)電荷分開的過程，進(jìn)而說明電荷守恒定律。對庫侖定律式的應(yīng)用時(shí)，可先介紹規(guī)則：用電荷量的絕對值代入進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)是同種還是異種電荷來判斷電荷間的相互作用是引力還是斥力。

授課思路：讓學(xué)生結(jié)合課本上的實(shí)驗(yàn)來理解本節(jié)所涉及的知識，然后進(jìn)行小組討論深入理解所學(xué)知識，最后通過課后習(xí)題的練習(xí)進(jìn)行知識的鞏固。

教學(xué)方法：直觀講授、小組討論、練習(xí)鞏固。培養(yǎng)能力：分析綜合能力，理解推理能力 教學(xué)理念：興趣是最好的老師 備

注：“電荷”改稱“電荷量”，“荷質(zhì)比”改稱“電子比荷”。

一、引入

【演示】用毛皮和橡膠棒摩擦，再用橡膠棒去靠近紙屑，發(fā)現(xiàn)紙屑被吸引

分析：其實(shí)際上大家都是很熟悉的摩擦起電的現(xiàn)象，大家肯定看到過這樣的現(xiàn)象，冬天在很黑的房間里把毛衣脫掉時(shí)，會有一剎那的亮光，這也是摩擦起電的現(xiàn)象。從這節(jié)課開始我們將學(xué)習(xí)關(guān)于電場的一系列知識。

二、電荷

電荷守恒

學(xué)生閱讀《電荷》部分，總結(jié)

【問】自然界存在的兩種電荷？它們之間存在的相互作用力是怎樣的？什么是電荷量？摩擦起電的實(shí)質(zhì)？

分析：自然界存在的兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷；同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；電荷的多少叫做電荷量；絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷，毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷。摩擦起電的實(shí)質(zhì)：不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，并使電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。1．靜電感應(yīng)

用靜電感應(yīng)的方法可以使物體帶電。學(xué)生閱讀實(shí)驗(yàn)。【問】實(shí)驗(yàn)前A、B金屬箔是張開的還是閉上的？當(dāng)C靠近A時(shí)，金屬箔又處在什么狀態(tài)？當(dāng)把A、B分開再把C移走后，金屬箔有沒有發(fā)生變化？

分析：金屬箔的作用：判斷物體是否帶電，如果是帶電，金屬箔將張開（同種相互排斥）。通過金屬箔的閉合到張開，以致到移開后，金屬波都沒有閉合，說明A、B帶上了電。【問】那么A、B分別帶什么電呢？ 分析：根據(jù)同種電荷互相排斥，異種電荷相互吸引，我們也可以知道A帶正電，B帶負(fù)電，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)A、B所帶電量相等。因?yàn)橹匦陆佑|后，A、B又不帶電了。

結(jié)論：把電荷移近不帶電的導(dǎo)體，可以使導(dǎo)體帶電，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。【問】比較摩擦起電和靜電感應(yīng)的區(qū)別？

分析：不同點(diǎn)：摩擦起電是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體

感應(yīng)起電是電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。

共同點(diǎn)：都使物體帶等量的異種電荷。

結(jié)論：電荷守恒定律（可轉(zhuǎn)移但電量不變）上述起電的中和過程；物質(zhì)（電子）不滅。2．元電荷

學(xué)生閱讀元電荷部分，總結(jié)有關(guān)知識點(diǎn)：

①元電荷是電荷量最小的單位，即一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子所帶的電量； ②元電荷量： e＝1.6×10-19C；

③任何一個(gè)物體所帶電量只能是它的整數(shù)倍；

e1.6?10?1911??1.76?10C/kg ④電子的電荷量和電子質(zhì)量m的比叫荷質(zhì)比：

me0.91?10?30

三、庫侖定律

兩種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，那么電荷之間的相互作用力跟什么有關(guān)系？下面我們通過實(shí)驗(yàn)來探討一下。

學(xué)生閱讀課本《實(shí)驗(yàn)》，分析實(shí)驗(yàn)中小球的排斥現(xiàn)象

分析：小球相互之間的作用力與兩電荷間的距離和電荷量有關(guān)

首先定量研究電荷之間的相互作用力地是法國的科學(xué)家?guī)靵觯喿x材料中介紹他用精確（扭秤）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了這種規(guī)律。閱讀庫侖定律

F＝kQ1Q2/r明確定律條件：真空，點(diǎn)電荷

1.靜電力：兩個(gè)帶電體之間的作用力通常叫做靜電力或庫侖力（遵守牛頓第三定律）2.什么是點(diǎn)電荷？

只關(guān)心電荷的電量，不考慮帶電體的體積大小——類似質(zhì)點(diǎn)（理想模型）

引入原因：把復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化，但仍具有足夠的準(zhǔn)確性

理想化處理的優(yōu)點(diǎn)：忽略次要因素，簡化思考過程 3．靜電力恒量k＝9×109牛·米2/庫2

庫侖定律和萬有引力定律都遵從二次方反比規(guī)律，人們至今還不能說明這兩個(gè)定律為什么如此相似。它們有沒有內(nèi)在的聯(lián)系，會不會是某一種力的不同的表現(xiàn)形式呢？物理學(xué)家還在致力于這方面的研究。

單

位：國際單位制

電荷量：計(jì)算時(shí)取絕對值，＋、－用來判斷方向

相互性：作用力和反作用力

適用性：真空中、點(diǎn)電荷、靜止電荷間、靜止和運(yùn)動電荷間 例：課本例，比較電子質(zhì)子間的靜電力和萬有引力

F1kQq9.0?109?(1.6?10?19)239 ???2.3?10?11?31?27F2GMm6.67?10?9.1?10?1.67?10【問】這個(gè)巨大的數(shù)值說明什么？

在計(jì)算帶電粒子間的相互作用力時(shí)，萬有引力時(shí)可以不計(jì)的。【問】為什么地月之間計(jì)算萬有引力而不計(jì)算靜電力呢？

地球、月球幾乎為中性的

小結(jié)：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)。主要了解了以下幾個(gè)方面：

1.使物體帶電的實(shí)質(zhì)：不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體的正、負(fù)電荷分開 2.電荷守恒定律

3.庫侖定律：a.使用條件：真空，點(diǎn)電荷 b.大小：F＝kQ1Q2/r2

c.方向：同種相斥，異種相吸 鞏固練習(xí)：課本練習(xí)一P120,題1 作業(yè)：課本練習(xí)一P120,題2.3.4.5

第四篇：物理3-1電場之電荷、庫侖定律教案2

電子教案選修3-1《第一章、靜電場》

第2 周第 1 課時(shí)教案 高二物理

課題：1.2靜電力、庫侖定律的應(yīng)用（第2課時(shí)）

【教學(xué)目的】

1、復(fù)習(xí)鞏固庫侖定律的內(nèi)容、條件等基本內(nèi)容

2、會用庫侖定律解決一些帶電體的力學(xué)問題，提高綜合運(yùn)用知識的能力 【教學(xué)重點(diǎn)】

利用庫侖定律解決帶電體受力平衡問題 【教學(xué)難點(diǎn)】

綜合運(yùn)用力、電知識和割補(bǔ)法解決帶電體的電場力問題 【復(fù)習(xí)引入】：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫侖定律的內(nèi)容，請同學(xué)們回顧一下庫侖定律的表述內(nèi)容及其適用條件。本節(jié)課我們通過幾道典型的例題進(jìn)一步學(xué)習(xí)庫侖定律。【新課內(nèi)容】

題型一：帶電體平衡問題

例1：兩個(gè)大小相同的小球帶有同種電荷（可看作點(diǎn)電荷），質(zhì)量分別為m1和m2，帶電荷量分別是q1和q2，用絕緣線懸掛后，因靜電力而使兩懸線張開，分別與鉛垂線方向成夾角θ1和θ2,且兩球同處一水平線上，如圖所示，若θ

1＝θ2,則下述結(jié)論正確的是

A.q1一定等于q2

B.一定滿足q1/ m1＝q2/ m2 C.m1一定等于m2

D.必須同時(shí)滿足q1＝q2, m1＝ m2

解析：兩小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，故可用平衡條件去分析．小球m1受到F1、F、m1g三個(gè)力作用，在水平和豎直方向建立直角坐標(biāo)系如下圖所示，此時(shí)只需分解F1.由平衡條件得：

kq1q2?F1sin?1?0 2rF1cos?1?m1g?0

所以tg?1?kq1q2.m1gr2kq1q2.2m2gr同理，對m2分析得：tg?2?因?yàn)?1??2，所以tg?1?tg?2，所以m1?m2.可見，只要m1= m2，不管q1、q2如何，?11 1.2靜電力、庫侖定律的應(yīng)用（第2課時(shí)）1 電子教案選修3-1《第一章、靜電場》

都等于?2.所以，正確答案是C.討論：如果m1> m2,?1與?2的關(guān)系怎樣？如果m1< m2,?1與?2的關(guān)系又怎樣？(兩球仍處同一水平線上)因?yàn)閠g?1?kq1q2kq1q2kq1q2.tg??.不管q、q大小如何，兩式中的是相等的． 221222m1grm2grgr所以m1> m2時(shí)，?1?2.例2：真空中相距3m的光滑絕緣平面上，分別放置兩個(gè)電荷量為-Q、+4Q的點(diǎn)電荷A、B，然后再在某一位置放置點(diǎn)電荷C，這時(shí)三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)，求C的電荷量及相對A的位置

A B

分析：由于A、B帶異種電荷，C肯定受到A、B給的引力和斥力，由于B的電荷量大于A的電荷量，所以要使C受力平衡，根據(jù)庫侖定律F?kq1q2，必須使C距B遠(yuǎn)些，距A近些（即近2r小遠(yuǎn)大），所以C肯定不能放在B的右側(cè)；若C放在A、B之間，不管C帶何種電荷，必然造成A或B受力不平衡，不符合題意，故可判斷C只有放在A的左側(cè)，才有可能使三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài)；設(shè)C到A的距離為x時(shí)，三小球均平衡，根據(jù)庫侖定律得：

kqC4QqCQ=k------① 22(x?3)xkqCQQ4Q-------② ?k22x3x?3mqC?4Q 由①、②兩式得總結(jié)：三個(gè)自由電荷的平衡問題的口訣：三點(diǎn)共線，兩同夾異，兩大夾小，近小遠(yuǎn)大

變形題：a、b兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距40cm，電荷量分別為q1和q2，且q1＝9 q2，都是正電荷；現(xiàn)引入點(diǎn)電荷c，這時(shí)a、b、c三個(gè)電荷都恰好處于平衡狀態(tài)．試問：點(diǎn)電荷c的性質(zhì)是什么?電荷量多大?它放在什么地方? 解析：點(diǎn)電荷c應(yīng)為負(fù)電荷，否則三個(gè)正電荷相互排斥，永遠(yuǎn)不可能平衡．

由于每一個(gè)電荷都受另外兩個(gè)電荷的作用，三個(gè)點(diǎn)電荷只有處在同一條直線上，且c在a、b之間才有可能都平衡． 1.2靜電力、庫侖定律的應(yīng)用（第2課時(shí)）2 電子教案選修3-1《第一章、靜電場》

設(shè)c與a相距x，則c、b相距(0.4－x)，如點(diǎn)電荷c的電荷量為q3，根據(jù)二力平衡原理可列平衡方程： a平衡： kq2q3q1q2q1q3q1q3q1q2k?k.b平衡： c平衡： ＝?kk0.42(0.4?x)20.42x2x2kq2q3.2(0.4?x)顯見，上述三個(gè)方程實(shí)際上只有兩個(gè)是獨(dú)立的，解這些方程，可得有意義的解： x＝30cm 所以 c在a、b連線上，與a相距30cm，與b相距10cm． q3＝9111q2?q1，即q1:q2:q3=1::(q1、q2為正電荷，q3為負(fù)電荷)1616916題型二：動力學(xué)問題

例3：光滑的絕緣水平面上的帶電小球A和B，質(zhì)量分別為m1=2 g、m1=1g；帶電荷量相等.－7q1=q2=10C，A球帶正電，B球帶負(fù)電.甲

乙

（1）現(xiàn)有水平恒力F1向右作用于A球，這時(shí)A、B一起向右運(yùn)動，且保持距離d=0.1m不變（圖甲）.試問F1多大? 它們?nèi)绾芜\(yùn)動?

（2）若水平恒力F2向左作用于B球，這時(shí)兩球一起向左運(yùn)動，也能保持距離d=0.1 m不變（圖乙）.試問F2多大? 解析：當(dāng)恒力作用于A時(shí)，由于A、B間距離不變（庫倫例不變），說明A、B兩球的加速度相同，因B球只受庫倫力作用，以B球?yàn)檠芯繉ο笠椎孟到y(tǒng)的加速度，然后

解：根據(jù)庫侖定律，A、B兩球保持距離不變，相互作用的庫侖吸引力大小為再以A、B整體為研究對象即可求出F1，同理也可求出F2

F1作用于A 時(shí)，兩球一起向右做勻加速直線運(yùn)動，加速度由B 球的受力情況決定，作用于A 球水平向右的恒力為

－3－3－

3F1=m1a1＋F =(2×10×9＋9×10)N=27×10N.（2）F2向左作用于B時(shí)，兩球一起向左做勻加速直線運(yùn)動，共同加速度由A球的受力情況決定，1.2靜電力、庫侖定律的應(yīng)用（第2課時(shí)）3 電子教案選修3-1《第一章、靜電場》

－

3F2=m2a2＋F =13.5×10N.題型三：割補(bǔ)法解決帶電體的電場力問題

在應(yīng)用庫侖定律解題時(shí)，由于其適用條件是點(diǎn)電荷，所以造成了一些非點(diǎn)電荷（即帶電體）問題中的求解困難，對于環(huán)形或球形缺口問題用“割補(bǔ)法”分析非常有效

例4：如圖所示，一半徑為R的絕緣球殼上均勻地帶有電量+Q的電荷，另一電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在球心O上，由于對稱性，點(diǎn)電荷受合力為零.現(xiàn)在球殼上挖去半徑為r（r＜＜R）的一個(gè)小圓孔，則此時(shí)置于球心的點(diǎn)電荷所受力的大小為_______（已知靜電力常量k），方向?yàn)開_____.；指向圓孔

變形題：如圖所示，半徑為r的硬橡膠環(huán)帶有均勻分布負(fù)電荷，單位長度的帶電荷量為q，則環(huán)心處的電場強(qiáng)度為________.若在環(huán)上截去很小的一段，其長為△l，則環(huán)心處的電場強(qiáng)度的大小是_______.解析：

圓環(huán)上的負(fù)電荷分布均勻，則在環(huán)心處的疊加電場E0=0；在環(huán)上截去很小一段，相當(dāng)于在該處放一等量異種電荷量q′，q′=△l·q，則截去△l環(huán)心處場強(qiáng)為q′與原環(huán)上負(fù)電荷在環(huán)22心處場強(qiáng)的疊加，E′=0＋kq′/r=kq△l/r.2答案：0 kq△l/r 題型四：

例

5、設(shè)某星球帶負(fù)電，一電子粉塵懸浮在距離星球表面1000km的地方，又若將同樣的電子粉塵帶到距星球表面2000km的地方相對于該星球無初速釋放，則此電子粉塵（）A.向星球下落 B.仍在原處懸浮 C.推向太空 D.無法判斷

解析：設(shè)粉塵距球心為r，粉塵質(zhì)量為m，星球質(zhì)量為M，粉塵電量為q，星球電量為Q，則有kQqMm=G r2r2由等式可看出r再大，等式仍成立，故選B。【補(bǔ)充練習(xí)】

【學(xué)案導(dǎo)學(xué)】p11之“隨堂基礎(chǔ)鞏固” 1.2靜電力、庫侖定律的應(yīng)用（第2課時(shí)）4

第五篇：電場 電場強(qiáng)度教案

《5.1 電場 電場強(qiáng)度》教學(xué)設(shè)計(jì)

【教學(xué)內(nèi)容】

第五單元第1節(jié)。

【教學(xué)目標(biāo)】

知識與技能：了解電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)；理解電場強(qiáng)度的概念及其定義式，理解電場強(qiáng)度方向的規(guī)定；理解電場線的意義和性質(zhì)。了解勻強(qiáng)電場的概念。

過程與方法：能用電場線描述電場，能運(yùn)電場強(qiáng)度的定義式進(jìn)行簡單的計(jì)算；學(xué)會運(yùn)用觀察、歸納等方法從現(xiàn)象進(jìn)行分析推理、發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律，體會比值法定義物理量。

情感態(tài)度價(jià)值觀：通過介紹靜電研究的歷史知識，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感，通過實(shí)驗(yàn)觀察、分析推理培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和正確的思維方法。

【教學(xué)重點(diǎn)】

電場強(qiáng)度的定義及電場線的意義。

【教學(xué)難點(diǎn)】

對電場強(qiáng)度定義及電場線意義的理解。

【教具準(zhǔn)備】

橡膠棒、玻璃棒、絲綢、毛皮、驗(yàn)電器、鐵架臺、通草球等。

【教學(xué)過程】

◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題

1．課件展示：播放視頻及PPT，展示生活及生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象。

2．實(shí)驗(yàn)演示：捋不攏的絲線，隨梳飄動的頭發(fā)等等。

3．生活現(xiàn)象回顧：彈不掉的灰塵，冬天脫毛衣時(shí)的火花與噼啪聲等等。

4．教師講述：以上現(xiàn)象的發(fā)生都與靜電有關(guān)，從今天開始我們將探究靜電現(xiàn)象。

5．人類研究靜電的歷史回顧

人類認(rèn)識靜電現(xiàn)象，最早的記載是希臘哲學(xué)家泰勒斯（生活時(shí)代略早于中國的孔子）發(fā)現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的希臘人摩擦琥珀吸引羽毛。在中國，西漢末年已有“頓牟（玳瑁）掇芥（細(xì)小物體之意）”的記載；晉朝時(shí)有關(guān)于摩擦起電引起放電現(xiàn)象的記載：“今人梳頭，解著衣時(shí)，有隨梳解結(jié)有光者，亦有咤聲”。但對靜電現(xiàn)象的科學(xué)研究卻開始于2000年后的18世紀(jì)，其主要原因，一是當(dāng)時(shí)的社會發(fā)展水平尚未出現(xiàn)對電的需求，二是科學(xué)技術(shù)水平落后，無法對研究提供技術(shù)和設(shè)備支持。

歷史上，人類研究靜電現(xiàn)象時(shí)遇到的主要困難：

一是一般物體的帶電量較小，靜電力非常小，沒有精密儀器測量非常小的力；二是沒有電量的單位，無法衡量和控制電荷的多少；三是物體有一定的大小和形狀，電荷在物體上的分布情況不清楚，不好確定兩帶電物體之間的距離。

對靜電力的科學(xué)研究，關(guān)鍵是上述問題的解決，誰能解決上述問題，誰就能取得研究的成功。

◆實(shí)驗(yàn)與探究──新課學(xué)習(xí)

一、兩種電荷及電荷間的相互作用

1．摩擦起電及帶電物體的特性

演示及學(xué)生實(shí)驗(yàn)：分別用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑，它們不會吸引碎紙屑；將玻璃棒與絲綢摩擦，橡膠棒與毛皮摩擦，分別用摩擦后的玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑，它們吸引碎紙屑。

教師講述：通過摩擦，玻璃棒、橡膠棒帶了電，有了電荷，這種帶電方式叫摩擦起電，各種不同物質(zhì)相互摩擦，都可以帶電或有電荷。帶電或有電荷的物體能吸引輕小物體。

2．兩種電荷及相互作用

教師講述：人類通過探究知道，自然界存在兩種電荷，分別叫做正電荷與負(fù)電荷。人們把與絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷，將與毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷。人們還發(fā)現(xiàn)，電荷間有相互作用，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

3．物體帶電的多少──電量

不管用什么方式使物體帶電，總可以使物體帶電的多少不同。物體所帶電荷的多少叫做電荷量，簡稱電量。在國際單位制中，電量的單位是庫侖，簡稱庫，用大寫英文字母“C”表示。

4．提出問題

帶電物體即就是不相互接觸，它們之間也會發(fā)生力的作用。那么，這個(gè)力是怎樣產(chǎn)生的？又是怎樣作用給另一個(gè)帶電物體的呢？

二、電場

1．什么是電場？

電荷的周圍空間存在電場。不管物體是通過什么方式帶電的，也不管物體處在什么樣的物理環(huán)境中，只要物體帶電，在它周圍的空間就一定存在電場。

電場是一種特殊的物質(zhì)。在自然界里，物質(zhì)的存在形式有兩種，一種就是我們平時(shí)能夠看得見摸得著的實(shí)物，如生活中使用的由各種物質(zhì)構(gòu)成的物體，它們有形態(tài)、色澤、硬度、密度、導(dǎo)電性、功能、結(jié)構(gòu)等方面的差異。物質(zhì)的另一種存在形式就是場，比如電場、磁場等，它們看不見摸不著，但它們能表現(xiàn)出被人們感知的特性，人們就是借助這些特性來研究電場的。

2．電場的基本特性

電場的基本特性就是對處在其中的電荷有力的作用，這個(gè)力稱為電場力或庫侖力。

兩個(gè)帶電物體間的電場力是通過電場實(shí)現(xiàn)的。比如甲乙兩個(gè)電荷，甲電荷在它周圍空間建立電場，乙電荷就處在了甲的電場中，受到甲電荷電場的電場力作用；同理，乙電荷在它周圍空間建立電場，甲電荷處在乙電荷的電場中，受到乙電荷電場的電場力作用。

通過分析可以知道，電荷間的電場力是通過電場發(fā)生的。

三、點(diǎn)電荷

1．引入背景

一般帶電物體，都有大小及形狀的差別，即就是它們帶電量相等，由于它們大小、形狀的不同，使得電荷在物體上的分布情況不同，這會影響到對電荷間相互力的研究。帶電體體積越小，或者描述帶電體大小的線度相比于兩帶電體的距離可以忽略時(shí)，帶電體本身的大小對問題研究的影響越小，這種情況下，可以忽略帶電體自身的大小，把帶電體看成是只具有電荷的點(diǎn)。就像研究物體的機(jī)械運(yùn)動時(shí)，把物體看成具有質(zhì)量的點(diǎn)──質(zhì)點(diǎn)一樣。

2．點(diǎn)電荷

點(diǎn)電荷是為了簡化研究而引入的理想模型，實(shí)際的帶電物體，總有一定的體積和形狀，不會是一個(gè)“點(diǎn)”，所以點(diǎn)電荷實(shí)際上是不存在的。但物理學(xué)研究中的一個(gè)重要策略就是舍棄次要因素，抓主要因素。當(dāng)帶電體間的距離比它們的大小尺寸大很多時(shí)，它們的大小對于它們之間的電場力的影響是非常小的，影響它們之間電場力的主要因素是各自的電量和它們之間的距離，這時(shí)，可以忽略電荷自身的大小，把它們看成是只具有電量的幾何點(diǎn)──點(diǎn)電荷。

比如兩個(gè)直徑為20cm的帶電球，當(dāng)兩球心的距離為30cm時(shí)，由于球的直徑與間距差不多，這種情況下，兩個(gè)帶電球就不能視為點(diǎn)電荷；如果兩球心的距離為10m，這時(shí)他們的間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于球的直徑，球的直徑對與它們間的電場力幾乎沒有影響，可以把它們視為電量集中在球心的點(diǎn)電荷。

四、電場強(qiáng)度

1．電場中不同位置電場特性的強(qiáng)弱不同

（1）科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)探究：如圖所示，在帶電體Q產(chǎn)生的電場中的不同點(diǎn)A、B先后放入同一帶電體q，發(fā)現(xiàn)q所受電場力的大小、方向不同，q在A點(diǎn)受到的電場力比在B點(diǎn)時(shí)受到的電場力大。

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果剖析：既然兩個(gè)位置放置的是同一電荷，那么兩次受到的電場力大小、方向的不同肯定不是q引起的，應(yīng)該是Q的電場引起的，這說明電場有強(qiáng)弱、方向的差別。如上述實(shí)驗(yàn)中，帶電體Q電場中A點(diǎn)的電場比B點(diǎn)的電場強(qiáng)一些。

2．電場強(qiáng)度

（1）科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)探究：如圖所示，在帶電體Q產(chǎn)生的電場中的不同點(diǎn)A、B先后放入另一帶電體q，發(fā)現(xiàn)它在A、B兩點(diǎn)時(shí)受到的電場力與q不同，但對于A點(diǎn)來說，q及q所受的電場力與電量的比值卻一樣；對于B點(diǎn)來說，q及q所受的電場力與電量的比值也一樣。而且A點(diǎn)的這個(gè)比值比B點(diǎn)的這個(gè)比值大，而我們已經(jīng)知道A點(diǎn)的電場比B的電場強(qiáng)，這樣可以得出一個(gè)結(jié)論，將帶電體放入電場中，放入的帶電體在電場中的某點(diǎn)所受到的電場力與自己的帶電量的比值的大小恰好與電場的強(qiáng)弱相對應(yīng)。在其他任何電場中進(jìn)行探究，也會有這樣的結(jié)果。

（2）電場強(qiáng)度的定義

放入電場中某一點(diǎn)的電荷所收到的電場力F與它所帶電量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度（簡稱場強(qiáng)），用符號E表示。/

/

/

（3）單位：N/C（牛頓/庫侖）

（4）方向：正的點(diǎn)電荷所受電場力的方向。

五、電場線

1．引入背景

用圖像形象表示電場的強(qiáng)弱和方向。電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)弱及方向的物理量，因此電場強(qiáng)度、電場線描述的是同一現(xiàn)象，可以說電場線是電場強(qiáng)度的圖示。就像用力的圖示形象描述力的三要素一樣。

2．怎樣用電場線描述電場

（1）力的圖示中線段的方向表示力的方向，因此可以在電場中畫出有方向的線條，用線條的方向或線條上的切線方向表示電場的方向。

（2）可以按上述要求畫出多條線條，電場強(qiáng)（電場強(qiáng)度大）的地方線條密一些，電場弱（電場強(qiáng)度小）的地方線條疏一些。這樣線條的相對疏密程度就可以表示電場的強(qiáng)弱（電場強(qiáng)度的大小）

3．電場線

（1）畫法及意義：可以在電場中畫出一系列從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的場強(qiáng)方向都在該點(diǎn)的切線方向上，這些曲線就叫做電場線。

同一電場中，電場線密集的區(qū)域電場強(qiáng)度大一些，電場線稀疏的區(qū)域電場強(qiáng)度小一些；電場線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。

4．對靜電場中電場線的討論

（1）電場線是人為引進(jìn)形象描述電場的線，在電場中人們總是畫出有限的條數(shù)，不能認(rèn)為兩線條之間的“空白”處沒有電場。

（2）電場線總是起始于正電荷，終止于負(fù)電荷。對于孤立的正電荷，可認(rèn)為無限遠(yuǎn)處有一個(gè)負(fù)電荷，等著“接收”它“發(fā)出”的電場線；對于孤立的負(fù)電荷，可認(rèn)為無限遠(yuǎn)處有一個(gè)正電荷，“發(fā)出”讓它“接收”的電場線。

（3）在沒有電荷的地方，任何兩條電場線不相交。因?yàn)閷τ陔妶鲋械囊粋€(gè)點(diǎn)來說，電場的方向是唯一的，如果兩條電場線在某點(diǎn)相交，就會出現(xiàn)該點(diǎn)電場強(qiáng)度方向不唯一，這與事實(shí)相違背。

（4）電場線不是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡。

5．幾種電場中的電場線

（1）孤立正、負(fù)點(diǎn)電荷電場。

（2）等量異號、同號點(diǎn)電荷電場中的電場線。

六、勻強(qiáng)電場

1．勻強(qiáng)電場的概念

在電場的某一區(qū)域里，如果各點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向都相同，這一區(qū)域的電場就叫勻強(qiáng)電場。如兩塊相互靠近的帶電平行金屬板間的電場中，除去邊緣附近以外，兩板正對部分空間的電場是勻強(qiáng)電場

2．勻強(qiáng)電場的說明

（1）勻強(qiáng)電場是某電場中的一個(gè)區(qū)域。

（2）勻強(qiáng)電場中的電場線是等間距的平行直線。

◆交流與評價(jià)──總結(jié)歸納

1．問題討論：課本第129頁“復(fù)習(xí)與鞏固”1、2、3。

2．引導(dǎo)學(xué)生歸納本節(jié)要點(diǎn)（見板書設(shè)計(jì)）

【作業(yè)布置】

1．復(fù)習(xí)課文，書面完成課本第129頁“復(fù)習(xí)與鞏固”

4、5。

2．撰寫小論文《電場強(qiáng)度與電場線》

3．預(yù)習(xí)第2節(jié)

【板書設(shè)計(jì)】

2010-05-06