第一篇：《庫侖定律》教案分析

《庫侖定律》教案分析

【三維目標】

知識與技能：

.知道點電荷的概念，理解并掌握庫侖定律的含義及其表達式；

2.會用庫侖定律進行有關的計算；

3.知道庫侖扭稱的原理。

過程與方法：

.通過學習庫侖定律得出的過程，體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學探究過程，學會通過間接手段測量微小力的方法；

2.通過探究活動培養學生觀察現象、分析結果及結合數學知識解決物理問題的研究方法。

情感、態度和價值觀：

.通過對點電荷的研究，讓學生感受物理學研究中建立理想模型的重要意義；

2.通過靜電力和萬有引力的類比，讓學生體會到自然規律有其統一性和多樣性。

【教學重點】

.建立庫侖定律的過程；

2.庫侖定律的應用。

【教學難點】

庫侖定律的實驗驗證過程。

【教學方法】

實驗探究法、交流討論法。

【教學過程和內容】

<引入新課>同學們，通過前面的學習，我們知道“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”，這讓我們對電荷間作用力的方向有了一定的認識。我們把電荷間的作用力叫做靜電力，那么靜電力的大小滿足什么規律呢？讓我們一起進入本章第二節《庫侖定律》的學習。

<庫侖定律的發現>

活動一：思考與猜想

同學們，電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現的，因此，我們應該研究帶電體間的相互作用。可是，生活中帶電體的大小和形狀是多種多樣的，這就給我們尋找靜電力的規律帶來了麻煩。

早在300多年以前，偉大的牛頓在研究萬有引力的同時，就曾對帶電紙片的運動進行研究，可是由于帶電紙片太不規則，牛頓對靜電力的研究并未成功。

大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎？

在靜電學的研究中，我們經常使用的帶電體是球體。

帶電體間的作用力（靜電力）的大小與哪些因素有關呢？

請學生根據自己的生活經驗大膽猜想。

<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關系

實驗表明：電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大；隨距離r的增大而減小。

（提示）我們的研究到這里是否可以結束了？為什么？

這只是定性研究，應該進一步深入得到更準確的定量關系。

（問題3）靜電力F與r，q之間可能存在什么樣的定量關系？

你覺得哪種可能更大？為什么？（引導學生與萬有引力類比）

活動二:設計與驗證

<實驗方法>

（問題4）研究F與r、q的定量關系應該采用什么方法？

控制變量法——（1）保持q不變，驗證F與r2的反比關系；

（2）保持r不變，驗證F與q的正比關系。

<實驗可行性討論>.困難一：F的測量（在這里F是一個很小的力，不能用彈簧測力計直接測量，你有什么辦法可以實現對F大小的間接測量嗎？）

困難二:q的測量（我們現在并不知道準確測定帶電小球所帶的電量的方法，要研究F與q的定量關系，你有什么好的想法嗎？）

（思維啟發）有這樣一個事實：兩個相同的金屬小球，一個帶電、一個不帶電，互相接觸后，它們對相隔同樣距離的第三個帶電小球的作用力相等。

——這說明了什么？（說明球接觸后等分了電荷）

（追問）現在，你有什么想法了嗎？

<實驗具體操作>定量驗證

實驗結論：兩個點電荷間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比。

<得出庫侖定律>同學們，我們一起用了大約20分鐘得到的這個結論，其實在物理學發展史上，數位偉大的科學家用了近30年的時間得到的并以法國物理學家庫侖的名字來命名的庫侖定律。

啟示一:類比猜想的價值

讀過牛頓著作的人都可能推想到：凡是表現這種特性的相互作用都應服從平方反比定律。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規律。正是這樣的類比，讓電磁學少走了許多彎路，形成了嚴密的定量規律。馬克·吐溫曾說“科學真是迷人，根據零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多的收獲!”。科學家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎進行的猜想，才是最具有創造力的思維活動。

然而，英國物理史學家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服！”

啟示二：實驗的精妙

1785年庫侖在前人工作的基礎上，用自己設計的扭稱精確驗證得到了庫侖定律。（庫侖扭稱實驗的介紹：這個實驗的設計相當巧妙。把微小力放大為力矩，將直接測量轉換為間接測量，從而得到靜電力的作用規律——庫侖定律。）

<講解庫侖定律>

1．內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

2．數學表達式：

（說明），叫做靜電力常量。

3．適用條件：（1）真空中；

（2）靜止的；（3）點電荷。

（強調）庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似，但仍是性質不同的兩種力。我們來看下面的題目：

<達標訓練>

例題1：

（過渡）兩個點電荷的靜電力我們會求解了，可如果存在三個電荷呢？

（承前啟后）兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變。因此，多個點電荷對同一個點電荷的作用力等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。

例題2：

（拓展說明）庫侖定律是電磁學的基本定律之一。雖然給出的是點電荷間的靜電力，但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。所以，如果知道了帶電體的電荷分布，就可以根據庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。

<本堂小結>（略）

<課外拓展>

1.課本第8頁的“科學漫步”欄目，介紹的是靜電力的應用。你還能了解更多的應用嗎？

2.萬有引力與庫侖定律有相似的數學表達式，這似乎在預示著自然界的和諧統一。課后請同學查閱資料，了解自然界中的“四種基本相互作用”及統一場理論。

第二篇：庫侖定律教案

庫侖定律

教學目標：掌握庫侖定律的內容，學會用庫侖定理解題，了解生活中的靜電現象。

教學重點：定性與定量的描述力與距離和電量的關系，庫倫定理的內容及適用條件。

教學難點:庫侖定理的適用條件，探究力與電量和距離關系的實驗。教師：上一節課，我們探究一種新的性質力的產生條件，并對這一條件進行了認識，就是物體必須帶有電荷。電荷的種類有哪些？起電方式？它們有什么樣的相互作用規律？請同學們一起回顧以上所涉及到的知識。學生：回答

1、探究庫侖定理

老師：我們研究一種性質的力，除了研究產生的條件，有時更關心的是它的大小，那么它的大小與哪些因素有關呢？這就是本節課所要學習的內容。

復習了相關知識，我們看幾張圖片更直觀的了解帶電體相互作用的性質。看到第一張圖片我們可以想到語文中的一個成語，是什么呀？怒發沖冠對不對？只不過這里沖冠的原因是因為受到靜電的作用，由于人與帶電體都帶上了同種電荷，在斥力的作用下，使人的頭發豎起來了！我們再來看下一張圖片，這是帶電的塑料勺子，當靠近細流時，因為同種電荷相吸，使水流的方向發生偏轉。我們看一下視頻。……神奇吧，靜電居然有這樣的魔力。那想想，改變水流運動狀態的原因是什么？ 學生：力

老師：嗯，非常正確。看了以上兩張圖，結合你們現有的知識，請同學們猜想一下兩帶電體之間的作用力與哪些因素有關呢？

同學：猜想電量、大小、形狀，兩電荷間的距離……探究實驗好像就只針對電荷量與距離，沒有考慮其他因素若他們猜想與質量有關 老師：同學們的猜想各有各的道理，但是其實實驗已經以證明，當兩個點電荷相距較遠時，改變它的質量或體積都不會改變他們之間作用力的大小。那與距離以及電荷量對他們的作用力有何關系呢？

我們看一個動畫（FLASH）。注意課本將這個內容的目的大家要認真觀察，注意老師是怎么演示的！這是帶電的固定小球A，金屬小球通過細線懸掛在鐵架臺上，先后懸掛于P1、P2、P3位置，為了方便我們比較不同位置的偏轉角度的大小關系，我們將小球在不同位置的三種狀態呈現在同一張圖上。同學們觀察，此時三個位置的偏轉角的變化情況是怎樣的？ 學生：依次變小。

老師：嗯，對！那我們現在對小球進行受力分析。可以知道，F= 說明了偏轉角度越大，它受到的力越（大）。那造成這個小球在不同位置受力大小不同原因是什么呢？ 學生：因為他們距帶電體的距離不同。

老師：嗯，那是不是說明距離越小，力就越大。現在當老師將帶電體靠近金屬小球時，大家注意，偏轉角度如何變化？學生：越來越小 老師：嗯，對，根據這個式子，說明力也是越來越（小）的！現在我們有一次說明了距離越小力越大，距離越大力越小！

老師：現在我們控制距離不變而去改變帶電體的電量，看看會有什么現象？（改變小球電量）同學們，小球是不是在原來的偏轉角下變得更（大）了。

老師：同學們，我們同樣可以得到隨著電荷量的增大力也會變得更大！

老師：我們定性地得出了力的大小的影響因素，是帶電體之間的距離以及它們的電量。但是怎樣得到他們之間的定量關系呢？關于這個問題，科學家們剛開始也不是很快明白的。其實對于任何一個物理規律探索的過程中，都不是一蹴而就的！是有很多物理學家不斷地做實驗，然后總結歸納，最后才走到成功的！同樣庫侖定理的發現亦如此！對庫侖定理有貢獻的首先是富蘭克林。他做了一個空罐實驗，有一個帶電的金屬桶，當以用細線懸掛的金屬軟木球靠近在金屬外表面，會受到引力作用。但若將軟木球放在桶內，不管軟木球置于何處，都不受到電的吸引作用。當時，富蘭克林百思不得其解。大約過了十年，富蘭克林寫信告訴他英國的朋友普利斯特里。普利斯特里核實了富蘭克林的實驗，并以非凡的洞察力領悟到通過這個實驗可以得到電力反平方定律，因為當軟木球放在很深的帶電金屬桶內時，沒有電力作用在這個球上，這個事實是與沒有萬有引力作用于物質球殼內部的質點上這個事實相類似的。由于萬有引力服從反平方定律，也許電力也服從反平方定律。

在上述實驗事實和推測的啟發下，庫侖通過實驗定量的測出電荷間作用力與距離、電荷量的關系，并最終得到庫侖定律。

從庫侖定律的發現歷程中，我們可以看到，類比推理在科學研究中所起的作用是很大的。如果不是先有萬有引力定律的發現，并利用類比推理進行合理猜想，單靠具體實驗數據的積累，不知何年才能得到嚴格的庫侖定律表達式。那同學們此時應該會問：庫侖當年是如何定量的得出力與距離和電荷量的關系的呢？我們一起來看一下當年庫侖做實驗的裝置——庫侖扭秤。這個裝置與當年卡文迪許測量引力常量的裝置十分類似。

2、庫侖的實驗（學生自學，觀看相關實驗教學視頻）

老師：首先我們來介紹庫侖扭秤裝置。紐秤的結構如圖。在細銀絲下懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的小球A，另一端是一個不帶電的球B，B與A所受的重力平衡，現在從容器正上方放入一固定小球C。為了研究帶電體之間的作用力，先使A、C各帶同種電荷，這時秤桿會因A端受力而偏轉。此時銀絲就會產生一個扭轉力矩。那么懸絲的扭力矩等于施于小球A上電力的力矩。根據力矩平衡原理，可以知道在此距離下A、C之間的作用力。這就是扭秤裝置的原理。那現在如果老師讓同學們自己利用已有的知識來設計一個實驗，你們又該如何得出力與距離以及電荷量的關系呢？設計實驗，首先要確定的是用什么研究方法！那有多個變量影響的情況下，用什么方法？是不是與我們之前探究加速度與力和質量的關系所用的方法是一樣的，是（控制變量法）。現在給大家兩分鐘思考一下。大家應該都有了自己的想法，只要合理就是可以的。現在我們給出一種方案，大家在看在看這個視頻的時候，與自己的設計進行對比。如果有更好的，下課后和老師同學分享。這個視頻中的實驗在庫困扭秤的基礎上，對裝置進行了改進，用杠桿平衡的方法，最終也定量的測出了力與距離、半徑的關系。（我們先一起來認識一下這個實驗裝置。這是微量天平，這是滑道，滑道的右側有一標尺，有兩個完全相等的帶電小球，一個裝在微量天平的右側，另一個裝在滑道上，他可以在滑道上上下移動來改變兩球的距離，距離的大小從標尺上讀出。微量天平的左側有一游碼，可以左右移動，來維持衡量的水平。這個實驗員操作是相當規范的，他將絕緣小球通過與人體接觸，是之不帶電。再讓它和與它相同的小球相碰，從而使帶電小球的電量減半。）看了這個視頻，我們一起來回憶一下。先保持電量不變，改變兩球之間的距離r，得出力與距離的平方成正比；然后控制距離不變，改變兩球的帶電量，得出力與電量的乘積成反比。而庫侖當年也得到了這樣的結論。

3、分析庫侖定律內容 老師：閱讀教材，庫侖定律的內容是怎樣敘述的。大家一起來閱讀一遍。根據庫侖定理內容，我們得出了其表達式。我們要明確每個字母所代表的物理意義。K值是靜電力常量，大小為……請問K常量有沒有單位？如果有，又給如何得出它的單位？通過表達式得出。我們來看一下應用庫侖定律時應該注意哪些問題。同學們都知道電荷具有正負，但在計算力的大小時，為了避免出錯，我們一般只帶電荷的絕對值進行計算。至于力的方向，就直接通過同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引來判斷。

從庫侖定律內容的表述中，我們看到該定理成立是有條件的。請你們畫出庫侖定理的條件。學生：閱讀并畫關鍵詞。

老師：你們畫出的關鍵詞匯有哪些？***，你起來回答一下。學生：真空、靜止、點電荷。

老師：嗯，也善于把握定理的條件。我們一起來理解一下。真空：庫侖定律的適用條件是在真空，為什么其他介質不行呢？因為放在任何一個介質，在電荷的作用下都會被極化，產生的極化電荷會對我們帶電物質的作用力產生影響。同學們也可以這樣理解，不同的介質具有不同的k值，前面K的大小是在真空中的大小，對于其他介質，比如玻璃，K值就已經不是那么大了。所以不能用真空中的庫侖定律公式來求其他介質中的靜電力。現在觀察庫侖扭秤裝置，他將帶電體放在圓柱體的容器中，我們應該發現，庫侖已經注意到減小空氣方面的影響。前面看的那個視頻，實驗是在空氣中做的。所以在空氣中，高中階段我們依然使用庫侖定律的近似處理。

靜止：當同學們深入學習就會明白，如果帶電體具有相對運動，那運動的電荷會產生磁場，那他不僅會受到電場力，還會受到磁場力，所以庫侖定律不再使用。

點電荷：這個請同學們自己來分析，怎樣的帶電體可以看做點電荷？點電荷類似力學中的質點，那怎樣的物體可以看成質點呢？ 學生：當物體的形狀大小相對于所研究的問題可以忽略是就可以看成質點。

老師：同樣的道理，通過類比，我們知道在研究帶電體間的相互作用時，如果帶電體自身的大小遠小于它們之間的距離．以至帶電體自身的大小、形狀及電荷分布狀況對我們所討論的問題影響甚小，相對來說可把帶電體看作一帶電的點，叫做點電荷。也就是說，點電荷和質點一樣也是一種理想化的物理模型。

分析了庫倫定理的的適用條件，應該對該定理有了更深的理解。其實任何規律的成立，都有其成立的特定條件。所以，在以后使用這些規律分析問題時，千萬要注意：所研究問題是否與所使用規律的條件相符。同學們，如果有兩個帶點的小球不斷靠近，力會不會變得無窮大呢？若學生說不會，那我應該問為什么呢？因為此時已經不能再看做點電荷了……對，也就是說不滿足庫倫定理的適用條件，所以不能再用表達式計算庫侖力的大小。問題提問方式，不要自己不斷解釋（當他們的大小與兩者間的距離相比不能忽略時，是不是此時就不滿足庫倫定理的適用條件了，因為此時在力的作用下改變了帶點球體上的電荷分布，電荷不再均勻分布在帶電體表面。在這種情況下，電荷就不能看成是集中在球心的點電荷。所以不能用公式計算力的大小。）刪掉這段內容

下面我們來看一個例題，檢驗同學們掌握的情況……（）通過這道例題，同學們在應用庫侖定律時應該會小心很多。同學們，普利斯特利從空罐實驗的現象，受到了萬有引力平方反 比定理的啟發，進而猜想到庫侖力的影響因素。物理學家們在探究的過程就一直認為庫侖定律與萬有引力定律有相似之處。而自然規律既具有多樣性，又具有統一性，我們一起總結一下它們兩者的不同點與相同點。你們覺得有哪些地方不同點呢？

學生：回答（公式、適用范圍、影響力大小的因素、不同點）我們一起比較了萬有引力定律與庫侖定律，同學們在學習過程中，也要對各個知識點進行總結歸納以及對比。這樣我們可以加深對所學知識的理解。我們知道任何有質量的兩個物體之間都存在萬有引力，那想想電荷間是不是既受到萬有引力也受到靜電力呢？那在研究微觀帶點力的相互作用力時，是否兩者都要算呢？

下面我們來看一道題。左邊的一組同學算萬有引力，右邊的同學算庫侖力。告訴老師你們計算的結果。萬有引力的大小？庫侖力的大小？那我們將這兩個力比一下，得出了庫侖力比萬有引力大得多！所以在研究微觀帶電粒子（電子、質子、離子、原子核等等）的相互作用時，由于微觀粒子間的萬有引力遠小于庫侖力，通常可以忽略微觀粒子間的萬有引力。

庫侖定律內容中描述的是兩個點電荷，那如果換成三個及三個以上的點電荷，庫侖定律是否還適用？那又如何求力的大小呢？我們知道，兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變。因此三個或三個以上點電荷之間的靜電力，可以先分別求出各個點電荷的作用力大小，利用平行四邊行法則進行矢量合成，就可以所受到的合力了。那我們來看書本上的一個例題。

第三篇：《庫侖定律》教案

《靜電力

庫侖定律》教案

莆田十中

吳珍發 【三維目標】 知識與技能：

1.知道點電荷的概念，理解并掌握庫侖定律的含義及其表達式；

2.會用庫侖定律進行有關的計算，培養學生運用定律解決實際問題能力；

3.知道庫侖扭稱的原理。過程與方法：

1.通過學習庫侖定律得出的過程，體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學探究過程，學會通過間接手段測量微小力的方法；

2.通過探究活動培養學生分析問題并利用有關物理知識解決物理問題的研究方法。情感、態度和價值觀：

1.通過對點電荷的研究，讓學生感受物理學研究中建立理想模型的重要意義；

2.通過靜電力和萬有引力的類比，讓學生體會到自然規律有其統一性和多樣性。【教學重點】

1.建立庫侖定律的過程；

2.庫侖定律的應用。【教學難點】

庫侖定律的實驗驗證過程，庫侖定律的應用。【教學方法】

實驗探究法、交流討論法，啟發引導法 【教學過程和內容】 <引入新課>同學們，通過前面的學習，我們知道“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”，這讓我們對電荷間作用力的方向有了一定的認識。我們把電荷間的作用力叫做靜電力，那么靜電力的大小滿足什么規律呢？讓我們一起進入本章第二節《庫侖定律》的學習。<庫侖定律的發現> 活動一：思考與猜想

同學們，電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現的，因此，我們應該研究帶電體間的相互作用。可是，生活中帶電體的大小和形狀是多種多樣的，這就給我們尋找靜電力的規律帶來了麻煩。

早在300多年以前，偉大的牛頓在研究萬有引力的同時，就曾對帶電紙片的運動進行研究，可是由于帶電紙片太不規則，牛頓對靜電力的研究并未成功。(問題1)大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎？ 在靜電學的研究中，我們經常使用的帶電體是球體。

(問題2)帶電體間的作用力（靜電力）的大小與哪些因素有關呢？ 請學生根據自己的生活經驗大膽猜想。

<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關系

實驗表明：電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大；隨距離r的增大而減小。（提示）我們的研究到這里是否可以結束了？為什么？ 這只是定性研究，應該進一步深入得到更準確的定量關系。（問題3）靜電力F與r，q之間可能存在什么樣的定量關系？ 你覺得哪種可能更大？為什么？（引導學生與萬有引力類比）活動二:設計與驗證 2 <實驗方法>（問題4）研究F與r、q的定量關系應該采用什么方法？ 控制變量法——（1）保持q不變，驗證F與r2的反比關系；（2）保持r不變，驗證F與q的正比關系。<實驗可行性討論>.困難一：F的測量（在這里F是一個很小的力，不能用彈簧測力計直接測量，你有什么辦法可以實現對F大小的間接測量嗎？）

困難二:q的測量（我們現在并不知道準確測定帶電小球所帶的電量的方法，要研究F與q的定量關系，你有什么好的想法嗎？）（思維啟發）有這樣一個事實：兩個相同的金屬小球，一個帶電、一個不帶電，互相接觸后，它們對相隔同樣距離的第三個帶電小球的作用力相等。——這說明了什么？（說明球接觸后等分了電荷）（追問）現在，你有什么想法了嗎？ <實驗具體操作>定量驗證

實驗結論：兩個點電荷間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比。

<得出庫侖定律>同學們，我們一起用了大約20分鐘得到的這個結論，其實在物理學發展史上，數位偉大的科學家用了近30年的時間得到的并以法國物理學家庫侖的名字來命名的庫侖定律。

啟示一:類比猜想的價值

讀過牛頓著作的人都可能推想到：凡是表現這種特性的相互作用都應服從平方反比定律。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規律。正是這樣的類比，讓電磁學少走了許多彎路，形成了嚴密的定量規律。馬克·吐溫曾說“科學真是迷人，根據零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多的收獲!”。科學家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎進行的猜想，才是最具有創造力的思維活動。

然而，英國物理史學家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服！” 啟示二：實驗的精妙

1785年庫侖在前人工作的基礎上，用自己設計的扭稱精確驗證得到了庫侖定律。（庫侖扭稱實驗的介紹：這個實驗的設計相當巧妙。把微小力放大為力矩，將直接測量轉換為間接測量，從而得到靜電力的作用規律——庫侖定律。）<講解庫侖定律> 1．內容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。2．數學表達式：

（說明），叫做靜電力常量。

3．適用條件：（1）真空中(一般情況下，在空氣中也近似適用)；（2）靜止的；（3）點電荷。（強調）庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似，但仍是性質不同的兩種力。我們來看下面的題目： <達標訓練> 例

1、（公式的簡單變化）兩個放在絕緣上的相同金屬球A、B，相距d，球的半徑比d小得多，分別帶有電荷3q和q，A球受到的庫侖引力大小為。則（1）B球受到的庫侖引力為__。（2）若保持球A、B的電荷量不變，電荷間的距離增大為原來的2倍，電荷間的作用力為____。（3）若保持球A、B間距離不變，電荷量都增大為原來的2倍，電荷間的作用 3 力為___。（4）現將這兩個金屬球接觸，然后仍放回原處，則電荷間的作用力將變為___（引力或斥力）,大小為____。

答案：1）F 2）F/4 3）4F 4）斥力

F/3 例2

（過渡）兩個點電荷的靜電力我們會求解了，可如果存在三個電荷呢？

例

3、（多力情況）有兩個帶正電的小球，電荷量分別為Q和9Q，在真空中相距l．如果引入第三個小球，恰好使得3個小球只在它們相互的靜電力作用下都處于平衡狀態，第三個小球應帶何種電荷，應放在何處，電荷量又是多少？

（承前啟后）兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變。因此，多個點電荷對同一個點電荷的作用力等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。解：

(多個點電荷對同一點電荷作用力的疊加問題。一方面鞏固庫侖定律，另一方面，也為下一節電場強度的疊加做鋪墊。)（拓展說明）庫侖定律是電磁學的基本定律之一。雖然給出的是點電荷間的靜電力，但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。所以，如果知道了帶電體的電荷分布，就可以根據庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。

例4（與其他力小綜合）兩個質量均為0.20g的小球,帶的電量相同,用長為30.0cm的細線掛在同一點.靜止時兩線夾角為2θ=10°.小球的半徑可忽略不計,求每個小球的電荷量.（sinθ≈tanθ≈θ）

<靜電力與重力的比較> 4 1.庫侖扭秤實驗 △.萬有引力實驗

①操作方法:力矩平衡：靜電力力矩＝金屬細絲扭轉力矩.②思想方法：放大、轉化、控制變量法 2.與重力大小的比較

萬有引力與庫侖定律有相似的數學表達式，但是是兩種力，大小相差很大。

試比較電子和質子間的靜電引力和萬有引力．已知電子的質量m1=9.10×10-31kg，質子的質量m2=1.67×10-27kg．電子和質子的電荷量都是1.60×10-19C．距離是5.3×10-11m

(通過定量計算，讓學生明確對于微觀帶電粒子，因為靜電力遠遠大于萬有引力，所以我們往往忽略萬有引力。)

<本課小結>

一、點電荷

1、定義

2、理解：理想模型，視情況而定

二、庫侖定律

1、探 究實驗

2、庫侖定律 1）內容，2）公式

3）理解 ：對r的理解，②K的理解k=9.0×109N·m2/C2 4）適用范圍 ： ①

真空（空氣中近似成立）② 點電荷

5）應用：例1,2,3,4（理解庫侖力，以及庫侖力的疊加，與其他力的平衡等）

三、與重力的區別 1）庫侖扭秤實驗 2）與重力的比較

<課外拓展>

1.課本第8頁的“科學漫步”欄目，介紹的是靜電力的應用。你還能了解更多的應用嗎？

2.萬有引力與庫侖定律有相似的數學表達式，這似乎在預示著自然界的和諧統一。課后請同學查閱資料，了解自然界中的“四種基本相互作用”及統一場理論。

第四篇：庫侖定律電子教案

庫侖定律

一、教學目標

（一）知識目標

1、知道兩種電荷,知道正負電荷的規定,知道電荷以及單位;

2、定性了解兩種電荷之間的作用規律;

3、掌握庫侖定律的內容及其應用;(二)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律,培養學生觀察、總結的能力;

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.(三)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.二、重點難點分析

（一）重點

1．對庫侖定律的理解。

（二）難點

1．對電荷這一抽象概念的理解； 2．對庫侖定律發現過程的探討。

（三）突破重、難點的方法

1．講清庫侖定律及適用條件，說明庫侖力符合力的特征，遵守牛頓第三定律。

2．為定性演示庫侖定律，應使帶電小球表面光滑，防止尖端放電，支架應選絕緣性能好的，空氣要干燥。

3．說清K的單位由公式中各量單位確定，其數值則由實驗確定。

三、教學方法

演示實驗、分組探究實驗、老師和學生共同探究實驗、討論、多媒體輔助。

四、教學過程

（一）新課引入

教師：上節課我們學習了電荷及其守恒定律，并且知道電荷間存在著相互的作用力，那么電荷間相互作用力的大小和什么有關，有什么樣的規律？這節課我們就來深入學習這方面的內容。

（二）新課教學 創設類科學物理情景，結合物理學史，探究庫侖定律，培養學生猜測與假設、制訂計劃的能力，體會科學研究方法（庫侖扭稱實驗）與物理思想（均分思想）對科學研究的重要價值

1、通過實驗，定性研究電荷間作用力的決定因素 〖情 景〗 電荷間有作用力已經被實驗所證實，如：驗電器上同種電荷排斥使箔片張開，正電荷靠近導體吸引自由電子而使導體感應起電等等。

〖問 題〗 這種電力能使箔片張開，能使自由電子移動，那么這種力到底是強還是弱呢？首先讓我們來感知這種力的強弱。

〖實 驗〗 學生拿一個帶絕緣柄的金屬球去接觸起電機的金屬球，學生沒感覺。

〖分 析〗 說明這種力很小或很弱。

〖問 題〗 怎樣設計實驗來“感知”這種弱力呢？

〖材 料〗

1、直接用彈簧秤來測量；

2、單擺做小角度擺動時，回復力很小F=mgsinθ，可以通過觀察角度來判斷回復力的大小。

〖分 析〗 能使彈簧形變的力，人一般都可以感覺，因此1不可行。可以用2的裝置，但當力F水平時，F=mgtgθ，mg不變時，可以通過感知θ角度來感知F。

〖設 計〗 細線吊一個小球A（帶電），另一個帶同種電的小球B靠近A，A球受力平衡時，細線偏離豎直方向一個角度θ，如果B對A的力是水平的，則

F電=mgtgθ，如果θ越大，則F電越大，這樣可以通過θ的變化來判斷F電的變化。

〖問 題〗 這種電力的大小由哪些因素來決定呢？ 〖材 料〗 特殊化分析：

1、兩個物體帶電才有電力作用，不帶電就無從談電力；

2、帶電體靠近導體時，會出現靜電感應現象，遠離時現象不明顯或沒有靜電感應現象。〖猜 想〗 電荷間的相互作用力與電荷電量的多少有關（電量越大，力越大）；還與電荷間的距離有關（距離越近，力越大）。

〖實 驗〗 控制變量方法進行探索：

1、Q1、Q2不變，改變r：r越小F越大；

2、Q1、r不變，改變Q2：Q2越大，F越大；

3、Q2、r不變，改變Q1：Q1越大，F越大（根據對稱性，2或3做一次即可）。〖分 析〗

1、Q越大，F越大：把Q1看成n個元電荷，每一元電荷都要受到Q2的作用，n個元電荷受力的合力既為Q1受到的力。Q1越大，元電荷越多，合力會越大。

2、倍數關系：假設Q1集中在一個點上，則每個元電荷受力完全相同，Q1受力既為任意元電荷受力的整數倍：F正比與Q1，若Q2也集中與一點，同理可得F正比與Q2。

3、點電荷：我們把集中在一個點的電荷叫點電荷，它是一個理想化模型，實際的點電荷不存在，但是如果物體的形狀和大小對力的影響很小，可以忽略不計時，可以近似為點電荷。

2、結合物理學史，定量得出庫侖定律

〖問 題〗 點電荷間的作用力會與距離有怎樣的定量關系呢？

〖猜 想〗 不成正比關系，而成反比關系？

〖實 驗〗 實驗思想：

1、放大思想：力很小，但力矩可以較大（阿基米德：給我一個支點，我將翹起地球）；

2、轉化思想：電力力矩與扭轉力矩相等，扭轉力矩正比于金屬絲扭轉角，則力也正比于角度，通過測定角度倍數關系即可得到力的倍數關系（避其鋒芒，巧妙迂回）；

3、均分思想：帶電為Q的金屬小球與完全相同的不帶電金屬小球相碰分開，每小球帶電Q/2，同理可得Q/

4、Q/

8、Q/16等等電量的倍數關系（完全相同的小球具有對稱性）。

實驗結果：

1、Q/2—Q/2：F；Q/2—Q/4：F/2，則F與Q成正比；

2、兩電荷相距為r時：F；兩電荷相距2r時：F/4，則F與r2成反比。

〖歸 納〗 法國物理學家庫侖在艱苦的條件下（1、電荷間的力很小；

2、不清楚物體帶電量多少等），利用巧妙的裝置和方法，在1785年發現了下述規律：真空中兩個點電荷間的作用力大小與兩電荷量的乘積成正比，與電荷間的距離平方成反比；方向在它們的連線上。這個規律叫做庫侖定律。電荷間這種相互作用的電力叫做靜電力或庫侖力。

〖統 一〗

1、單位統一：力（N）、電量（C）、距離（m），則在真空中測得F與Q1Q2/r2的比例系數為k=9.0×109N〃m2/C2，這個常量叫做靜電力常量。

2、條件統一：（1）真空（在干燥的空氣中近似成立）；（2）點電荷（當帶電體間距離遠大于它們的大小，以至于它們的大小和形狀對力的影響可以忽略不計時，近似成立）。

3、應用統一：（1）先用電量的絕對值代入計算，在確定力的方向（排斥或吸引）；

（2）任意帶電體可以看成是由許多點電荷組成的，所以，知道帶電體上的電荷分布，根據庫侖定律和力的合成法則就可以求出帶電體間的靜電力的大小和方向。

(三)課堂小結 總結本堂課所學的知識內容及研究方法。

知識方面：

1、點電荷是理想模型.2、庫侖定律的應用：（1）適用條件：真空中兩個點電荷（2）用公式計算兩個點電荷之間的作用力的大小，再根據同性相斥，異性相吸來確定方向（3）注意統一單位

3、力的獨立作用原理與力的合成。

科學實驗研究方法：

1、控制變量法。

2、將不易測量的物理量轉移為易為測量的物理量。

3、將測量的物理量放大的方法。學生自主總結 自主提升

庫侖定律的適用條件：真空中，兩個點電荷之間的相互作用。

a：不考慮大小和電荷的具體分布，可視為集中于一點的電荷．

b：點電荷是一種理想化模型． c：介紹把帶電體處理為點電荷的條件．

d：庫侖定律給出的雖是點電荷間的靜電力，但是任一帶電體都可看成是由許多點電荷組成的，據庫侖定律和力的合成法則就可以求出帶電物體之間的庫侖力。

（四）課堂訓練:

1、下列說法中正確的是：（AD）

A.點電荷是一種理想模型，真正的點電荷是 不存在的．

B.點電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體 C.根據 可知，當r趨近于0 時,F趨近于∞

D.一個帶電體能否看成點電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研

究的問題的影響是否可以忽略不計．

2、兩個半徑為0.3m的金屬球，球心相距1.0m放置，當他們都帶1.5×10?5 C的正電時，相互作用力為F1，當它們分別帶+1.5×10?5 C和?1.5×10?5 C的電量時，相互作用力為F2 , 則（）

A．F1 = F2 B．F1 ＜F2 C．F1 ＞ F2 D．無法判斷

3、已知電子的質量m1=9.10×10-31kg，質子的質量m2=1.67×10-27kg，它們之間的距離為5.3×10-11m（結果保留一位有效數值）

（1）它們之間的萬有引力？

(2）異種電荷相互吸引質子給電子的的引力為多少？（3）電子給質子的庫侖力？

（4）電子繞質子運動的向心力由誰提供？

(5）在電子、質子連線的垂直平分線上放一電子，與質子、電子構成等邊三角形，求此時質子受到的合力？ 答案：F引=3.6×10-47N F電=8.2×10-8N F電=8.2×10-8N F合=14.2×10-8N

五、課后反思

?課余思考?

⒈ 庫侖定律的適用條件是什么？

⒉ 要使兩個點電荷之間的靜電力變為原來的，可有哪些辦法。

?同步練習?

⒈真空中保持一定距離的兩個點電荷，若其中一個點電荷增加了1/2，但仍然保持它們之間的相互作用力不變，則另一點電荷的電量一定減少了（）

A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2

⒉已知點電荷A的電量是B點電荷的2倍，則A對B作用力大小跟B對A作用力大小的比值為（）

A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.不一定

圖7

⒊如圖7所示，用兩根絕緣細線掛著兩個質量相同的不帶電的小球A和B，此時，上、下細線受的力分別為TA、TB，如果使A帶正電，B帶負電，上、下細線受力分別為T￠A，T￠B，則（）

A.TA< T￠AB.TB>T￠BC.TA=T￠AD.TB￠B

⒋真空中有兩個大小相等的帶電球體，帶電量分別為4×10-8C和-8×10-8C，相距為r(r遠大于球半徑)時，它們之間的靜電引力為F，若將兩個帶電體接觸后再分開，仍相距r，它們之間的靜電力為_________力（吸引或排斥），靜電力大小為F￠=______F。

⒌兩個質量都是m的小球，都用細線拴在同一點，兩細線長度相等，兩球都帶上正電荷，但甲球電量比乙球多，平衡時兩細線分別與豎直方向夾角為Q1和Q2，則二者相比，Q1_____Q2。

⒍兩個點電荷，它們帶有同種性質的電荷，所帶電量之比為2:5，質量之比為1:2，置于真空中，相距為L，同時釋放后，它們加速度之比為________，經過t秒后，它們動量之比為________，它們動能之比為________。顯示答案 隱藏答案

[參照答案]

⒈ C⒉ C⒊ BC

⒋ 排斥、、5⒌ =⒍；1:1；2:1

2:1

第五篇：庫侖定律教案、練習題

靜電場

第二節 庫侖定律

第一部分

知識精講

1、點電荷：形狀和大小對所研究的問題的影響可以忽略的帶電體。（當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略，這樣的帶電體就可以看做帶電的點，叫做點電荷）。問題一：能因為一個帶電體很小很小就把它看做點電荷嗎？ 問題二：能因為一個帶電體較大就說它一定不是點電荷嗎？

2、庫侖定律：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力在它們的連線上。

F庫=kq1q2922（k為靜電力常量，k?9.0?10N?m/C）2r問題二：算庫侖力時，電荷量需要帶正、負號嗎？

問題一：當兩個點電荷的距離和它們自身大小差不多是庫侖定律還適用嗎？

專題一：（一條直線上）三個點電荷平衡問題

①電荷種類：兩正夾一負或兩負夾一正 ②電荷帶電量大小：中間電荷電量最小 ③取中間電荷檢查：kq3q2q1q2 是否等于kr12r22

專題二：庫侖力變化問題

（1）q1,q2,r變化類型

①真空中有甲、乙兩個點電荷，相距為r，它們之間的靜電力為F。若甲的電荷量變為原來的2倍，則它們之間的靜電力變為____F。

②真空中有甲、乙兩個點電荷，相距為r，它們之間的靜電力為F。若甲的電荷量變為原來的2倍，乙的電荷量變為原來的1，則它們之間的靜電力變為____F。31，距離變為2r，則它們之間的靜電力變為____F。3③真空中有甲、乙兩個點電荷，相距為r，它們之間的靜電力為F。若甲的電荷量變為原來的2倍，乙的電荷量變為原來的（2）金屬小球接觸類型

①有兩個完全相同的金屬小球P和Q（它們的大小可以忽略不計），分別帶電荷量q和-5q.1

當它們在真空中相距一定距離時，彼此間作用力為F，若用絕緣手柄移動這兩個小球將他們相互接觸后在放回原處，則它們之間的靜電力變為__F。

②真空中兩個相同的帶等量異號電荷的金屬小球A和B（均可看做點電荷），分別固定在兩處，兩球間靜電力為F。現用一個不帶電的同樣的金屬小球C與B接觸，然后移開C，此時A,B球間的靜電力變為___F。

③真空中兩個相同的帶等量異號電荷的金屬小球A和B（均可看做點電荷），分別固定在兩處，兩球間靜電力為F。現用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸，再與B接觸，然后移開C，此時A,B球間的靜電力變為___F。（思考：若再使A，B間距離增大為原來的2倍？）

專題三：庫侖力疊加問題

把各個庫侖力方向畫出來，再算出來大小，最后疊加（1）直線上庫侖力疊加

在真空中一條直線上固定有三個點電荷qA =?Q，qB = ?Q，qC=?Q，AB=2L,BC=L．如圖所示，求qA受到的庫侖力的大小和方向．

（2）等邊三角形頂點放點電荷類型

等邊三角形ABC邊長為L，QA?QC??Q，QB??Q，求在頂點C處的點電荷QC所受的靜電力

專題四：三力平衡

1、三角法：把力平移到一個三角形中。

（1）三力平衡：重力是好力不動，把一個力反向延長，另一個力平移過來組成矢量三角形（通常把繩的拉力或墻、板的支持力反向延長）。

（2）動態平衡：重力是好力不動，把一個力反向延長，另一個力平移過來組成矢量三角形。（3）求加速度（常求兩個力的合力）

重力是好力不動，把另一個力反向延長（通常把繩的拉力或墻、板的支持力反向延長）

2、正交分解法：基礎工作畫出力、標名稱（要求科學、準確、清楚、便于分析）。

①正交（建立直角坐標系）

②分解（把不在坐標軸上的力分解）

③處理（平衡問題就列等式，帶加速度的問題就列牛二）

第二部分 例題、習題精選

例1.下列關于點電荷的說法中，正確的是（）A體積大的帶電體一定不是點電荷 B點電荷就是體積足夠小的電荷

C點電荷就是電荷量和體積都很小的帶電體

D當兩個帶電體的形狀對它們間相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看作點電荷

例2.兩個半徑為R的帶點球所帶電荷分別為q1和q2，當兩球心相距3R時，相互作用的靜電力大小為（）A．F=kq1q2q1q2q1q2F>kF

B

C

D 無法確定 222（3R）（3R）（3R）

例3.如圖所示，三個點電荷q1、q2、q3固定在一直線上，q2與q3的距離為q1與q2距離的2倍，每個點電荷所受靜電力的合力均為零，由此可以判定，三個點電荷的電荷量之比q1：q2：q3為（）

4：（-36）4：36

C

-3：2：（-6）2：6 A-9：

B

9：

D

3：

例

4、兩個相同的金屬小球（可視為點電荷），所帶電量之比為1：7，在真空中相距r，把它們接觸后再放回原處，則它們間的靜電力可能為原來的（）

A．4/7； B．3/7； C．9/7 D．16/7

例

5、如圖所示，A、B兩個點電荷的電量分別為＋Q和＋q，放在光滑絕緣水平面上，A、B之間用絕緣的輕彈簧連接.當系統平衡時，彈簧的伸長量為x0.若彈簧發生的均是彈性形變，則

A．保持Q不變，將q變為2q，平衡時彈簧的伸長量等于2x0 B．保持q不變，將Q變為2Q，平衡時彈簧的伸長量小于2x0 C．保持Q不變，將q變為－q，平衡時彈簧的縮短量等于x0 D．保持q不變，將Q變為－Q，平衡時彈簧的縮短量小于x0

例

6、在真空中一條直線上固定有三個點電荷qA = ?8×10????C，qB = 5×10????C，qC=4×10???C，AB=8cm，BC=4cm．如圖所示，求qB受到的庫侖力的大小和方向．

例

7、等邊三角形ABC邊長為L，QA?QB?QC??Q，求在頂點C處的點電荷QC所受的靜電力

例

8、如圖所示，三個完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上，a和c帶正電，b帶負電,a所帶電量的大小比b的電量小。已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應是： A．FB．FC．FD．F4

9、如圖所示，豎直絕緣墻壁上有個固定的質點A，在A的正上方的P點用絲線懸掛另一質點B，A、B兩質點因為帶電而相互排斥，致使懸線與豎直方向成θ角.由于漏電，使A、B兩質點的帶電量逐漸減少，在電荷漏完之前懸線對懸點P的拉力大小 A．逐漸減小

B．逐漸增大

C．保持不變

D．先變大后變小

例

10、兩個質量均為m，帶電荷量均為+q的小球用等長絕緣細線懸掛于同一點，平衡后如圖所示，兩細線張角為2θ，則小球所在處電場強度的大小為（）A.mg/qtanθ

B.mgsinθ/q C.mgtanθ/q

D.mgcosθ/q

例

11、如圖所示，兩個帶電量分別為q1、q2，質量分別為m1、m2的金屬小球，以等長的絕緣絲線懸于同一點O，當兩金屬小球處于平衡狀態時，下列說法中正確的是

A． 若m1=m2，q1≠q2，則α1=α2 B． 若m1=m2，q1＞q2，則α1＞α2 C． 若m1＞m2，q1＜q2，則α1＜α2 D． 若m1＞m2，q1≠q2，則α1＞α2

例

12、兩個大小相同的小球帶有同種電荷（可看作點電荷），質量分別為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1—2—3所示，若θ1＝θ2,則下述結論正確的是 A.q1一定等于q

2B.一定滿足q1/ m1＝q2/ m2

C.m1一定等于m2

D.必須同時滿足q1＝q2, m1＝ m2

例

13、如圖1—2—5所示．在光滑絕緣的水平面上的A、B兩點分別放置質量為m和2m的兩個點電荷QA和QB.將兩個點電荷同時釋放，已知剛釋放時QA的加速度為a，經過一段時間后(兩電荷未相遇)，QB的加速度也為a，且此時QB的速度大小為v，問：

(1)此時QA的速度和加速度各多大?

m 2m 圖13—1—5

(2)這段時間 內QA和QB構成的系統增加了多少動能？

解析：題目雖未說明電荷的電性，但可以肯定的是兩點電荷間的作用力總是等大反向的(牛頓第三定律)．兩點電荷的運動是變加速運動(加速度增大)．對QA和QB構成的系統來說，庫侖力是內力，系統水平方向動量是守恒的．

(1)剛釋放時它們之間的作用力大小為F1，則：F1＝ m a．當QB的加速度為a時，作用力大小為F2，則：F2＝2 m a．此時QA的加速度a′＝

F22ma??2a.方向與a相同． mm設此時QA的速度大小為vA，根據動量守恒定律有：m vA＝2 m v，解得vA＝2 v，方向與v相反．

(2)系統增加的動能

Ek＝EkA＋EkB＝

11222mvA＋?2mv＝3mv 22例

14、如圖1—2—6所示，大小可以不計的帶有同種電荷的小球A和B互相排斥，靜止時兩球位于同一水平面上，絕緣細線與豎直方向的夾角分別為α和β盧，且α < β，由此可知

A．B球帶電荷量較多 B．B球質量較大

圖1—2—6 C．A球帶電荷量較多

D．兩球接觸后，再靜止下來，兩絕緣線與豎直方向的夾角變為α′、β′，則仍有α ′< β′

例

15、兩個質量相等的小球，帶電荷量分別為q1和q2，用長均為L的兩根細線，懸掛在同一點上，靜止時兩懸線與豎直方向的夾角均為30°，則小球的質量為

.5、如圖1—2—10所示，兩個可看作點電荷的小球帶同種電，電荷量分別為q1和q2，質量分別為m1和m2，當兩球處于同一水平面時，α >β，則造成α >β的可能原因是：

A．m1>m

2B．m1

C q1>q2

D．q1>q2

圖1—2—10

例

16、如圖1—2—14所示，一個掛在絲線下端的帶正電的小球B靜止在圖示位置．固定的帶正電荷的A球電荷量為Q，B球質量為m、電荷量為q，θ＝30°，A和B在同一水平線上，整個裝置處在真空中，求A、B兩球間的距離．

圖1—2—14