第一篇:《電荷庫(kù)侖定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
《電荷 庫(kù)侖定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
教材:人教版高中物理選修1-1第1章第1節(jié)
課題:電荷庫(kù)侖定律
課時(shí):2課時(shí)
一、教材分析
1.庫(kù)侖定律既是電荷間相互作用的基本規(guī)律,又是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ),不僅要求學(xué)生定性知道,而且還要求定量了解和應(yīng)用。
2.本節(jié)摩擦起電、兩種電荷的相互作用、電荷量的概念初中已接觸,已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),在復(fù)習(xí)初中知識(shí)的基礎(chǔ)上,應(yīng)著重從原子結(jié)構(gòu)的角度講解物體帶電的本質(zhì)。
3.通過(guò)對(duì)使物體帶電的方法接觸起電、摩擦起電和感應(yīng)起電的分析,讓學(xué)生體會(huì)到使物體帶電的實(shí)質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,從而打破了物體的電中性,失去電子的物體帶上了正電荷,得到電子的物體帶上了負(fù)電荷。過(guò)渡到電荷守恒定律,水到渠成,對(duì)高中學(xué)生而言很容易接受,進(jìn)一步鞏固守恒思想。
4.在分析思考的過(guò)程中學(xué)生體會(huì)到電荷守恒定律以及元電荷的概念。同時(shí)教學(xué)中滲透“透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)”的思想。
5.展示庫(kù)侖定律的內(nèi)容和庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)這一定律的過(guò)程,并強(qiáng)調(diào)該定律的條件和遠(yuǎn)大意義。
二、學(xué)情分析
學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了電學(xué)的基本知識(shí),為過(guò)渡到本節(jié)的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用,學(xué)生已具備了一定的探究能力、邏輯思維能力及推理演算能力。能在老師指導(dǎo)下通過(guò)觀察、思考,發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題和解決問(wèn)題。因此有必要把初中學(xué)過(guò)的兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識(shí)復(fù)習(xí)一下。
三、教學(xué)方法分析及建議
1.在學(xué)生初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)或者媒體播放復(fù)習(xí)并鞏固電荷的有關(guān)知識(shí);先運(yùn)用教材上給出的簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生觀察摩擦后的塑料片之間的相互作用力,猜想作用力的大小跟哪些因素有關(guān);然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)定性驗(yàn)證猜想是否正確,并在這個(gè)基礎(chǔ)上介紹庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
2.講解點(diǎn)電荷時(shí),可以對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的概念進(jìn)行講解,要講清點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型。
3.物理發(fā)展史上的重要概念及重大規(guī)律的建立都是經(jīng)科學(xué)家艱辛的探索而完成的,都是對(duì)原有思維方式突破的結(jié)果,體現(xiàn)出了科學(xué)家的創(chuàng)造性。如何充分利用這寶貴的素材,需要教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景對(duì)學(xué)生“誘思”、“導(dǎo)思”,在本節(jié)課中,對(duì)庫(kù)侖定律得出過(guò)程進(jìn)行了嘗試。
4.利用“思考與討論”的問(wèn)題,比較庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的異同。
用心
愛(ài)心
專心
5.要做好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生清楚地知道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,使學(xué)生知道,感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi),使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,進(jìn)一步說(shuō)明電荷守恒定律。
四、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.了解人類對(duì)電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)過(guò)程,體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
2.了解元電荷的大小,了解電荷守恒定律,知道摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造電荷,而是電荷的轉(zhuǎn)移。
3.理解庫(kù)侖定律的含義和表達(dá)式,知道靜電常量。了解庫(kù)侖定律的適用條件,學(xué)習(xí)用庫(kù)侖定律解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。
4.滲透理想化思想,培養(yǎng)由實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象思維建立物理模型的能力。
(二)過(guò)程與方法
1.教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)法、問(wèn)題教學(xué)法啟發(fā)學(xué)生理解抽象的電荷知識(shí)。
2.通過(guò)認(rèn)識(shí)科學(xué)家在了解自然的過(guò)程中常用的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生善用類比方法、理想化方法、實(shí)驗(yàn)方法等物理學(xué)習(xí)方法。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)閱讀材料,展示物理學(xué)發(fā)展中充滿睿智和靈氣的科學(xué)思維,弘揚(yáng)前輩物理學(xué)家探尋真理的堅(jiān)強(qiáng)意志和科學(xué)精神。
2.通過(guò)對(duì)比天電和地電、以及定性和定量、神學(xué)和科學(xué)對(duì)電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),使學(xué)生了解人類對(duì)電荷的認(rèn)識(shí)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生探索大自然的興趣。
3.通過(guò)對(duì)庫(kù)侖定律探究過(guò)程的討論,使學(xué)生掌握科學(xué)的探究方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱情。
五、本節(jié)要點(diǎn)
1.什么是靜電現(xiàn)象?電荷間的相互作用是什么?什么叫電荷量?
2.什么是感應(yīng)起電現(xiàn)象?什么叫中和現(xiàn)象?
3.電荷守恒定律的內(nèi)容是什么?什么叫元電荷?
4.庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么?適用條件是什么?
六、教學(xué)重難點(diǎn)分析
(一)重點(diǎn)
用心
愛(ài)心
專心
生答:電荷量(Q),單位是:庫(kù)侖(C)師問(wèn):這種使物體帶電的方法叫什么? 生答:摩擦起電。
(教師用驗(yàn)電器演示驗(yàn)證摩擦起電和接觸起電)3.帶電本質(zhì)
教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材最后一段有關(guān)物質(zhì)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的描述,思考和回答問(wèn)題:(1)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的?摩擦起電的原因是什么?
(2)什么是自由電子,金屬成為導(dǎo)體的原因是什么?
學(xué)生:積極閱讀教材,思考并回答問(wèn)題。
教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出:帶電的本質(zhì)是電子的得失。
4.起電方式
師問(wèn):使物體帶電方式有哪些?
生答:摩擦起電、接觸起電。
師問(wèn):除了摩擦起電、接觸起電外,還有沒(méi)有可以使物體帶上電的方法?
生答:人們發(fā)現(xiàn)還有感應(yīng)起電。
教師:1.做課本演示實(shí)驗(yàn)1.1-4,觀察在帶正電的C向A、B靠近時(shí),A、B的箔片張開(kāi)情況.
2.分析現(xiàn)象并結(jié)合檢驗(yàn),得到A、B分別帶上了負(fù)電荷和正電荷。
3.把電荷移近不帶電的物體,使物體帶電的方法,叫感應(yīng)起電,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。
用心
愛(ài)心
專心
師生共同分析感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì):是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi),電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
師問(wèn):摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電三種起電方式的微觀機(jī)理是否相同?起電實(shí)質(zhì)是什么?
生歸納總結(jié):1.摩擦起電:原因是電子的轉(zhuǎn)移。
2.接觸起電:原因仍是電子的轉(zhuǎn)移。(同時(shí)弄清楚了電量均分現(xiàn)象和中和現(xiàn)象。)
3.感應(yīng)起電:仍是電子的轉(zhuǎn)移。
5.電荷守恒
通過(guò)三種起電方式原因的分析,由學(xué)生總結(jié)得出起電過(guò)程中電荷守恒:
電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量保持不變。
并與能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律等相類比,指出他們都是自然界中普遍存在的規(guī)律。(指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)中也要有知識(shí)的遷移、總結(jié)、類比、融會(huì)貫通。)
做出電荷守恒定律的另一表述:
一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。
過(guò)渡語(yǔ):這是物理學(xué)中重要的基本定律之一。通過(guò)前面的學(xué)習(xí),清楚了物體帶電的本質(zhì),而一個(gè)帶電體究竟帶多少電?經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明,所有帶電體的電荷量或者等于電荷量e或者是電荷量e的整數(shù)倍。
6.元電荷
(學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容)回答下列問(wèn)題:
1.電荷的多少如何表示?它的單位是什么?
2.什么是元電荷?一個(gè)電子就是一個(gè)元電荷嗎?
3.元電荷的數(shù)值是多少?它的數(shù)值最早是由哪位物理學(xué)家測(cè)定的?
學(xué)生總結(jié)得出:
1.元電荷:人們把自然界中最小電荷叫做元電荷,電荷量為1.6×10C。
用心
愛(ài)心
專心
D.乙圖中兩球可能只有一個(gè)帶電。
2.把兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開(kāi)一段距離,發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥則A.B兩球原來(lái)的帶電情況可能是()
A.帶有等量異種電荷
B.帶有不等量異種電荷
C.帶有等量同種電荷
D.一個(gè)帶電,另一個(gè)不帶電
3.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),下列說(shuō)法正確的是()
A.摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明了機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能,也說(shuō)明通過(guò)做功可以創(chuàng)造電荷
B.摩擦起電說(shuō)明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
C.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷可以從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到物體另一個(gè)部分
D.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體上去了
4.兩個(gè)相同的帶電導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1:3,相距為r時(shí)相互作用的庫(kù)侖力的大小為F,今使兩小球接觸后再分開(kāi)放到相距為2r處,則此時(shí)庫(kù)侖力的大小為()
A.
B.
C.
D.
5.真空中有兩個(gè)相距0.1m、帶電量相等的點(diǎn)電荷,它們之間的靜電力的大小為3.6×-410N,求每個(gè)電荷的帶電量是元電荷的多少倍?
6.有兩個(gè)大小相同的絕緣金屬小球分別帶有正電荷q1、q2,且q1>q2。當(dāng)它們相距10cm
-3時(shí),相互間的庫(kù)侖斥力的大小為5.0×10N,若將它們接觸后再放回原處,相互間的庫(kù)侖斥-3力的大小變?yōu)?.0×10N。設(shè)兩個(gè)帶電金屬球都可以看成點(diǎn)電荷,求兩球在接觸前所帶的電量?
(四)板書(shū)設(shè)計(jì)
用心
愛(ài)心
專心
第二篇:電荷_庫(kù)侖定律教案
電荷 庫(kù)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(kāi)。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(kù)侖定律含義、公式表達(dá)。
4.能用庫(kù)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(shí)的引入和準(zhǔn)備,在章節(jié)教學(xué)活動(dòng)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(shí)在初中都已經(jīng)講過(guò),本節(jié)重點(diǎn)是講述靜電感應(yīng)現(xiàn)象以及庫(kù)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(shuō)明起電的過(guò)程是使物體中正負(fù)電荷分開(kāi)的過(guò)程,進(jìn)而說(shuō)明電荷守恒定律。對(duì)庫(kù)侖定律式的應(yīng)用時(shí),可先介紹規(guī)則:用電荷量的絕對(duì)值代入進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)是同種還是異種電荷來(lái)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(lái)理解本節(jié)所涉及的知識(shí),然后進(jìn)行小組討論深入理解所學(xué)知識(shí),最后通過(guò)課后習(xí)題的練習(xí)進(jìn)行知識(shí)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(guò)這樣的現(xiàn)象,冬天在很黑的房間里把毛衣脫掉時(shí),會(huì)有一剎那的亮光,這也是摩擦起電的現(xiàn)象。從這節(jié)課開(kāi)始我們將學(xué)習(xí)關(guān)于電場(chǎng)的一系列知識(shí)。
二、電荷
電荷守恒
學(xué)生閱讀《電荷》部分,總結(jié)
【問(wèn)】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(guò)的玻璃棒帶正電荷,毛皮摩擦過(guò)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(kāi),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(wèn)】實(shí)驗(yàn)前A、B金屬箔是張開(kāi)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(kāi)再把C移走后,金屬箔有沒(méi)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(kāi)(同種相互排斥)。通過(guò)金屬箔的閉合到張開(kāi),以致到移開(kāi)后,金屬波都沒(méi)有閉合,說(shuō)明A、B帶上了電。【問(wèn)】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(wèn)】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(guò)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(shí)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(kù)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)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(guó)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(kù)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(kù)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(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)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(jiǎn)化思考過(guò)程 3.靜電力恒量k=9×109牛·米2/庫(kù)2
庫(kù)侖定律和萬(wàn)有引力定律都遵從二次方反比規(guī)律,人們至今還不能說(shuō)明這兩個(gè)定律為什么如此相似。它們有沒(méi)有內(nèi)在的聯(lián)系,會(huì)不會(huì)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(guó)際單位制
電荷量:計(jì)算時(shí)取絕對(duì)值,+、-用來(lái)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(dòng)電荷間 例:課本例,比較電子質(zhì)子間的靜電力和萬(wàn)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(wèn)】這個(gè)巨大的數(shù)值說(shuō)明什么?
在計(jì)算帶電粒子間的相互作用力時(shí),萬(wàn)有引力時(shí)可以不計(jì)的。【問(wèn)】為什么地月之間計(jì)算萬(wàn)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(guò)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(kāi) 2.電荷守恒定律
3.庫(kù)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
第三篇:《電荷庫(kù)侖定律》教學(xué)反思
《電荷庫(kù)侖定律》教學(xué)反思
覃艷芳 南寧市第二十一中學(xué)
本節(jié)課為高二電學(xué)部分的知識(shí),在授課中,我認(rèn)為存在以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
1、利用“怒發(fā)沖冠”的靜電實(shí)驗(yàn),貼近學(xué)生的科學(xué)體驗(yàn),因此能夠激發(fā)學(xué)生求知的欲望;
2、在講解感應(yīng)起電的本質(zhì)及電荷守恒定律時(shí),靈活運(yùn)用多媒體制作,形象地展示抽象的微觀物理現(xiàn)象,使學(xué)生在認(rèn)識(shí)微觀世界電荷的運(yùn)動(dòng)上比較容易接受;
3、在探究電荷作用力大小決定因素時(shí),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究,自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,無(wú)形中培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,觀察物理現(xiàn)象的能力,以及由現(xiàn)象總結(jié)物理規(guī)律的能力;
4、向?qū)W生提出問(wèn)題時(shí),能夠很好的引導(dǎo)學(xué)生回答,問(wèn)題比較具有啟發(fā)性。同時(shí),這一堂課中,我認(rèn)為也存在了許多的不足之處,主要是以下的幾點(diǎn):
1、開(kāi)課時(shí),沒(méi)有讓所有的學(xué)生都安靜的坐好后再開(kāi)始講課,這樣可能會(huì)導(dǎo)致一些學(xué)生沒(méi)有能及時(shí)的“捕捉”老師的語(yǔ)言信息;
2、沒(méi)有在黑板上板書(shū)本節(jié)課的標(biāo)題及主要提綱,這樣學(xué)生就不能很好的把握住本節(jié)課的主要思路及重點(diǎn)內(nèi)容;
3、在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí),有學(xué)生提出電荷作用力的大小可能與物體的大小有關(guān)系時(shí),我也沒(méi)有在課堂上很好的進(jìn)行解釋,此外,對(duì)學(xué)生提出的“為什么手與手的摩擦不能吸引紙屑”時(shí),解釋存在錯(cuò)誤,沒(méi)有及時(shí)的引導(dǎo)學(xué)生,摩擦起電主要是兩種材質(zhì)不同的物體進(jìn)行摩擦;
4、課件內(nèi)容也存在一些問(wèn)題,進(jìn)行點(diǎn)電荷的教學(xué)時(shí),點(diǎn)電荷是一個(gè)理想的物理模型,我沒(méi)有在課堂上提出來(lái),但是,課件上卻打出了這個(gè)知識(shí)點(diǎn),另外,例題1題目中并沒(méi)有給出學(xué)生電荷間距離的大小,而課件里卻代入r=1m進(jìn)行計(jì)算;
5、在分析庫(kù)侖定律的公式 時(shí),提問(wèn)學(xué)生利用該公式能夠?qū)ふ页瞿男┪锢砹康拇笮r(shí),提問(wèn)的目的不明確,導(dǎo)致出現(xiàn)了連續(xù)提問(wèn)兩個(gè)學(xué)生都無(wú)法回答的現(xiàn)象,應(yīng)該先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)除了k之外,公式中存在多少個(gè)量,則在應(yīng)用時(shí),只要知道任意的三個(gè)量,就能求解出第四個(gè)量;
6、這節(jié)課設(shè)計(jì)例題1的主要目的是,由于庫(kù)侖定律的公式和萬(wàn)有引力的公式在形式上極其相似,因此有必要將它們進(jìn)行對(duì)比,看看它們之間是否存在必然的聯(lián)系,但由于時(shí)間上處理不當(dāng),也沒(méi)能及時(shí)的給學(xué)生一個(gè)很好的指向;
7、整堂課時(shí)間安排不夠合理,導(dǎo)致最后的一些隨堂練習(xí)沒(méi)能完成。整節(jié)課完成的還比較順利,優(yōu)點(diǎn)以后在教學(xué)中會(huì)繼續(xù)保持并創(chuàng)新,對(duì)于課堂中存在的不足也正確面對(duì),加以及時(shí)的改正,平時(shí)多補(bǔ)充業(yè)務(wù)知識(shí)量,多研究課堂教學(xué)這門學(xué)問(wèn)。
第四篇:1-1第1章第1節(jié)《電荷 庫(kù)侖定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
《電荷 庫(kù)侖定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
教材:人教版高中物理選修1-1第1章第1節(jié)
課題:電荷庫(kù)侖定律
課時(shí):2課時(shí)
一、教材分析
1.庫(kù)侖定律既是電荷間相互作用的基本規(guī)律,又是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ),不僅要求學(xué)生定性知道,而且還要求定量了解和應(yīng)用。
2.本節(jié)摩擦起電、兩種電荷的相互作用、電荷量的概念初中已接觸,已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),在復(fù)習(xí)初中知識(shí)的基礎(chǔ)上,應(yīng)著重從原子結(jié)構(gòu)的角度講解物體帶電的本質(zhì)。
3.通過(guò)對(duì)使物體帶電的方法接觸起電、摩擦起電和感應(yīng)起電的分析,讓學(xué)生體會(huì)到使物體帶電的實(shí)質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,從而打破了物體的電中性,失去電子的物體帶上了正電荷,得到電子的物體帶上了負(fù)電荷。過(guò)渡到電荷守恒定律,水到渠成,對(duì)高中學(xué)生而言很容易接受,進(jìn)一步鞏固守恒思想。
4.在分析思考的過(guò)程中學(xué)生體會(huì)到電荷守恒定律以及元電荷的概念。同時(shí)教學(xué)中滲透“透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)”的思想。
5.展示庫(kù)侖定律的內(nèi)容和庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)這一定律的過(guò)程,并強(qiáng)調(diào)該定律的條件和遠(yuǎn)大意義。
二、學(xué)情分析
學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了電學(xué)的基本知識(shí),為過(guò)渡到本節(jié)的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用,學(xué)生已具備了一定的探究能力、邏輯思維能力及推理演算能力。能在老師指導(dǎo)下通過(guò)觀察、思考,發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題和解決問(wèn)題。因此有必要把初中學(xué)過(guò)的兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識(shí)復(fù)習(xí)一下。
三、教學(xué)方法分析及建議
1.在學(xué)生初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)或者媒體播放復(fù)習(xí)并鞏固電荷的有關(guān)知識(shí);先運(yùn)用教材上給出的簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生觀察摩擦后的塑料片之間的相互作用力,猜想作用力的大小跟哪些因素有關(guān);然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)定性驗(yàn)證猜想是否正確,并在這個(gè)基礎(chǔ)上介紹庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
2.講解點(diǎn)電荷時(shí),可以對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的概念進(jìn)行講解,要講清點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型。
3.物理發(fā)展史上的重要概念及重大規(guī)律的建立都是經(jīng)科學(xué)家艱辛的探索而完成的,都是對(duì)原有思維方式突破的結(jié)果,體現(xiàn)出了科學(xué)家的創(chuàng)造性。如何充分利用這寶貴的素材,需要教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景對(duì)學(xué)生“誘思”、“導(dǎo)思”,在本節(jié)課中,對(duì)庫(kù)侖定律得出過(guò)程進(jìn)行了嘗試。
4.利用“思考與討論”的問(wèn)題,比較庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的異同。
5.要做好演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生清楚地知道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,使學(xué)生知道,感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi),使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,進(jìn)一步說(shuō)明電荷守恒定律。
四、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.了解人類對(duì)電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)過(guò)程,體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
2.了解元電荷的大小,了解電荷守恒定律,知道摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造電荷,而是電荷的轉(zhuǎn)移。
3.理解庫(kù)侖定律的含義和表達(dá)式,知道靜電常量。了解庫(kù)侖定律的適用條件,學(xué)習(xí)用庫(kù)侖定律解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。
4.滲透理想化思想,培養(yǎng)由實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象思維建立物理模型的能力。
(二)過(guò)程與方法
1.教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)法、問(wèn)題教學(xué)法啟發(fā)學(xué)生理解抽象的電荷知識(shí)。
2.通過(guò)認(rèn)識(shí)科學(xué)家在了解自然的過(guò)程中常用的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生善用類比方法、理想化方法、實(shí)驗(yàn)方法等物理學(xué)習(xí)方法。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.通過(guò)閱讀材料,展示物理學(xué)發(fā)展中充滿睿智和靈氣的科學(xué)思維,弘揚(yáng)前輩物理學(xué)家探尋真理的堅(jiān)強(qiáng)意志和科學(xué)精神。
2.通過(guò)對(duì)比天電和地電、以及定性和定量、神學(xué)和科學(xué)對(duì)電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),使學(xué)生了解人類對(duì)電荷的認(rèn)識(shí)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生探索大自然的興趣。
3.通過(guò)對(duì)庫(kù)侖定律探究過(guò)程的討論,使學(xué)生掌握科學(xué)的探究方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱情。
五、本節(jié)要點(diǎn)
1.什么是靜電現(xiàn)象?電荷間的相互作用是什么?什么叫電荷量?
2.什么是感應(yīng)起電現(xiàn)象?什么叫中和現(xiàn)象?
3.電荷守恒定律的內(nèi)容是什么?什么叫元電荷?
4.庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么?適用條件是什么?
六、教學(xué)重難點(diǎn)分析
(一)重點(diǎn)
1.對(duì)庫(kù)侖定律的理解。
(二)難點(diǎn)
1.對(duì)電荷這一抽象概念的理解;
2.對(duì)庫(kù)侖定律發(fā)現(xiàn)過(guò)程的探討。
(三)突破重、難點(diǎn)的方法
1.講清庫(kù)侖定律及適用條件,說(shuō)明庫(kù)侖力符合力的特征,遵守牛頓第三定律。
2.為定性演示庫(kù)侖定律,應(yīng)使帶電小球表面光滑,防止尖端放電,支架應(yīng)選絕緣性能好的,空氣要干燥。
3.說(shuō)清K的單位由公式中各量單位確定,其數(shù)值則由實(shí)驗(yàn)確定。
七、教學(xué)流程設(shè)計(jì)
(一)新課引入
(多媒體展示電磁學(xué)的發(fā)展史)
古代人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了有關(guān)靜電現(xiàn)象,主要是梳頭或者是羊毛、絲、棉類的衣物摩擦有閃光及聲音;古希臘人發(fā)現(xiàn)琥珀可以吸引輕小物體。
英國(guó)的吉爾伯特(1544—1603)是最早系統(tǒng)地研究電磁現(xiàn)象的科學(xué)家。他發(fā)現(xiàn)琥珀和磁鐵都能夠吸引物體,不過(guò)性質(zhì)不同,經(jīng)過(guò)研究,他發(fā)現(xiàn)許多其他物體經(jīng)過(guò)摩擦后也都能夠吸引其他小物體。引入(electric)(琥珀體)還發(fā)明了可供實(shí)驗(yàn)用的驗(yàn)電器。
德國(guó)的奧托·格里克(1602—1686),馬德堡市市長(zhǎng),1654年曾用自己發(fā)明的抽氣機(jī)做了馬德堡半球?qū)嶒?yàn);1660年發(fā)明了第一臺(tái)可產(chǎn)生大量電荷的摩擦起電機(jī)。有了這樣的機(jī)器,因而做成了各種各樣的電火花實(shí)驗(yàn);還有讓人身體帶電的實(shí)驗(yàn);這使得18世紀(jì)40年代的德國(guó)整個(gè)社會(huì)都對(duì)電現(xiàn)象感興趣,許多人購(gòu)買了摩擦起電機(jī)做實(shí)驗(yàn)作為娛樂(lè),同時(shí)也大大普及了電學(xué)知識(shí)。電學(xué)知識(shí)在整個(gè)歐洲各國(guó)都普及起來(lái)。
法國(guó)電學(xué)家諾萊特在巴黎圣母院前進(jìn)行,他請(qǐng)700個(gè)修道士手拉手地排起來(lái),讓排頭的手拿萊頓瓶放電時(shí),發(fā)現(xiàn)700個(gè)修道士同時(shí)跳了起來(lái),顯示了電的強(qiáng)大威力。
富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),證明了雷電是一種放電現(xiàn)象,在此基礎(chǔ)上,發(fā)明了避雷針。
(二)進(jìn)行新課
1.接引雷電下九天──富蘭克林發(fā)明避雷針的故事
1752年7月的一天,在北美洲的費(fèi)城,一位名叫富蘭克林的科學(xué)家,做了一個(gè)轟動(dòng)世界的實(shí)驗(yàn):這天下午,天色陰暗,烏云滾滾。天空中不時(shí)閃爍著青白色的電光,傳來(lái)一陣陣沉悶的雷聲,眼看一場(chǎng)可怕的大雷雨就要來(lái)臨了。
“這是最合適的天氣!”富蘭克林和他的兒子威廉帶著風(fēng)箏和萊頓瓶(一種可充放電的容器),奔向郊外田野里的一間草棚。
這可不是一只普通的風(fēng)箏:它是用絲綢做成的,在它的頂端綁了一根尖細(xì)的金屬絲,作為吸引閃電的“接收器”;金屬絲連著放風(fēng)箏用的細(xì)繩,這樣細(xì)繩被雨水打濕后,也就成了導(dǎo)線;細(xì)繩的另一端系上綢帶,作為絕緣體(要干燥),避免實(shí)驗(yàn)者觸電;在綢帶和繩子之間,掛有一把鑰匙,作為電極。
富蘭克林和他的兒子連忙乘著風(fēng)勢(shì),將風(fēng)箏放上了天。風(fēng)箏,像一只矯健的鳥(niǎo)兒,漸漸地飛到云海中。
父子倆躲在草棚的屋檐下,手中緊握著沒(méi)有被雨水淋濕的綢帶,目不轉(zhuǎn)睛地觀察著風(fēng)箏的動(dòng)靜。
突然,天空中掠過(guò)一道耀眼的閃電。富蘭克林發(fā)現(xiàn),風(fēng)箏引繩上的纖維絲一下子豎立起來(lái)。這說(shuō)明,雷電已經(jīng)通過(guò)風(fēng)箏和引繩傳導(dǎo)下來(lái)了。富蘭克林高興極了,他禁不住伸出左手,觸碰一下引繩上的鑰匙。“哧”的一聲,一個(gè)小小的藍(lán)火花跳了出來(lái)。
“這果然是電!”富蘭克林興奮地叫了起來(lái)。
“把萊頓瓶拿過(guò)來(lái)。”富蘭克林對(duì)威廉喊道。他連忙把引繩上的鑰匙和萊頓瓶連接起來(lái)。萊頓瓶上電火花閃爍。這說(shuō)明萊頓瓶充了。
事后,富蘭克林用萊頓瓶收集的雷電,做了一系列的實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步證實(shí)了雷電與普通電完全相同。
富蘭克林的這一風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),徹底地?fù)羲榱碎W電是“上帝之火”、“煤氣爆炸”等流行的說(shuō)法,使人們真正認(rèn)識(shí)到雷電的本質(zhì)。因此,人們說(shuō):“富蘭克林把上帝與閃電分了家。”
富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)絕不是一時(shí)沖動(dòng)所做的。早在數(shù)年前,他就致力于電的研究,并在當(dāng)時(shí)人們不知“電為何物”的時(shí)代,指出了電的性質(zhì)。
在一次研究的意外事件中,他得到啟迪。有一次,他把幾只萊頓瓶連在一起,以加大電容量。不料,實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,守在一旁的妻子麗德不小心碰了一下萊頓瓶,只聽(tīng)得“轟”的一聲,一團(tuán)電火花閃過(guò),麗德被擊中倒地,面色慘白。她因此休息了一個(gè)星期身體才得到康復(fù)。
“萊頓瓶發(fā)出的轟鳴聲,放出的電火花,不是和雷電一樣嗎?”富蘭克林大膽地提出這個(gè)設(shè)想。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考,他推測(cè)雷電就是普通的電,并找出它們兩者間的12條相同之處:都發(fā)亮光;光的顏色相同;閃電和電火花的路線都是曲折的;運(yùn)動(dòng)都極其迅速;都能被金屬傳導(dǎo);都能發(fā)出爆炸聲或噪聲;都能在水或冰塊中存在;通過(guò)物體時(shí)都能使之破裂;都能殺死動(dòng)物;都能熔化金屬;都能使易燃物燃燒;都放出硫磺氣味。
1747年,富蘭克林把他的這些想法,寫(xiě)成論文《論雷電與電氣的一致性》。他將論文寄給他的朋友、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員科林遜。可當(dāng)科林遜將論文送交皇家學(xué)會(huì)討論時(shí),得到的是一陣嘲笑。許多權(quán)威科學(xué)家認(rèn)為富蘭克林的觀點(diǎn)荒唐無(wú)比,“把科學(xué)當(dāng)作兒童的幻想”。
對(duì)于權(quán)威人士的嘲笑、奚落,富蘭克林不予理睬,終于在做好各種準(zhǔn)備的情況下,冒著生命危險(xiǎn),做了風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)。
富蘭克林從風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)中,不但了解了雷電的性質(zhì),而且證實(shí):雷電是可以從天空“走”下來(lái)的。“高大建筑物常常遭到雷擊,能不能給雷電搭一個(gè)梯子,讓它乖乖地‘走’下來(lái)呢?”富蘭克林想。
正當(dāng)富蘭克林思考這一問(wèn)題的時(shí)候,不幸從俄國(guó)彼得堡傳來(lái)消息:1753年7月26日,科學(xué)家利赫曼為了驗(yàn)證富蘭克林的實(shí)驗(yàn),在操作時(shí),不幸被一道電火花擊中身亡。這更堅(jiān)定了富蘭克林研制避免雷擊裝置的決心。
他先在自己家做實(shí)驗(yàn):在屋頂高聳的煙囪上,安裝一根3米長(zhǎng)的尖頂細(xì)鐵棒;在細(xì)鐵棒的下端綁上金屬線;沿著樓梯,把金屬線引到底樓的一個(gè)水泵上(水泵與大地有接觸);將經(jīng)過(guò)房間的那段金屬線分成兩段,且將兩股線相隔一段距離,各掛一個(gè)小鈴。這樣,如果雷電從細(xì)鐵棒進(jìn)入,經(jīng)過(guò)金屬線進(jìn)入大地,那么,兩股線受力,小鈴就會(huì)晃蕩,發(fā)出響聲。
一天,電閃雷鳴,暴風(fēng)雨就要來(lái)了。在雷聲、雨聲的“伴奏”下,守候在房間小鈴旁的富蘭克林,聽(tīng)到了小鈴發(fā)出的清脆、悅耳的聲音。他高興地笑了。
富蘭克林把那根細(xì)鐵棒稱為“避雷針”。
避雷針的問(wèn)世,引起了教會(huì)的反對(duì)。他們認(rèn)為:“裝在屋頂?shù)募鈼U指向天空是對(duì)上帝的不敬。”“干涉上帝的事,對(duì)上帝指手劃腳,是要受上帝懲罰的。”
然而,有一次在一場(chǎng)雷雨之后,神圣的教堂著火了,而裝有避雷針的房屋卻平安無(wú)事。于是,避雷針的作用被人們認(rèn)識(shí),避雷針也很快地傳開(kāi)了。至1784年,全歐洲的高樓頂上都用上了避雷針。
富蘭克林的發(fā)現(xiàn)統(tǒng)一了天電和地電,破除了人們對(duì)雷電的迷信。儲(chǔ)存了天電的萊頓瓶可以產(chǎn)生一切地電所能產(chǎn)生的現(xiàn)象,這就證明了天電與地電是一樣的。
2.電荷
(用提問(wèn)的方法復(fù)習(xí)初中學(xué)過(guò)的知識(shí))
演示:用和絲綢摩擦后的玻璃棒去接觸驗(yàn)電器的金屬球,發(fā)現(xiàn)箔片張開(kāi),表明玻璃棒帶了電。
師問(wèn):摩擦起電現(xiàn)象是什么?有什么特點(diǎn)?
生答:摩擦過(guò)的物體具有了吸引輕小物體的性質(zhì),這種現(xiàn)象叫摩擦起電,這樣的物體就帶了電。
師問(wèn):自然界中存在哪幾種形式的電荷?摩擦起電中跟絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶什么電?跟毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒又帶什么電?
生答:正負(fù)兩種電荷,玻璃棒帶正電,橡膠棒帶負(fù)電。
師問(wèn):電荷間的相互作用是什么?
生答:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
師問(wèn):它們所帶的電荷的多少叫什么?單位是什么?
生答:電荷量(Q),單位是:庫(kù)侖(C)
師問(wèn):這種使物體帶電的方法叫什么?
生答:摩擦起電。
(教師用驗(yàn)電器演示驗(yàn)證摩擦起電和接觸起電)
3.帶電本質(zhì)
教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材最后一段有關(guān)物質(zhì)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的描述,思考和回答問(wèn)題:
(1)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的?摩擦起電的原因是什么?
(2)什么是自由電子,金屬成為導(dǎo)體的原因是什么?
學(xué)生:積極閱讀教材,思考并回答問(wèn)題。
教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出:帶電的本質(zhì)是電子的得失。
4.起電方式
師問(wèn):使物體帶電方式有哪些?
生答:摩擦起電、接觸起電。
師問(wèn):除了摩擦起電、接觸起電外,還有沒(méi)有可以使物體帶上電的方法?
生答:人們發(fā)現(xiàn)還有感應(yīng)起電。
教師:1.做課本演示實(shí)驗(yàn)1.1-4,觀察在帶正電的C向A、B靠近時(shí),A、B的箔片張開(kāi)情況.
2.分析現(xiàn)象并結(jié)合檢驗(yàn),得到A、B分別帶上了負(fù)電荷和正電荷。
3.把電荷移近不帶電的物體,使物體帶電的方法,叫感應(yīng)起電,這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。
師生共同分析感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì):是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi),電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。
師問(wèn):摩擦起電、接觸起電、感應(yīng)起電三種起電方式的微觀機(jī)理是否相同?起電實(shí)質(zhì)是什么?
生歸納總結(jié):1.摩擦起電:原因是電子的轉(zhuǎn)移。
2.接觸起電:原因仍是電子的轉(zhuǎn)移。(同時(shí)弄清楚了電量均分現(xiàn)象和中和現(xiàn)象。)
3.感應(yīng)起電:仍是電子的轉(zhuǎn)移。
5.電荷守恒
通過(guò)三種起電方式原因的分析,由學(xué)生總結(jié)得出起電過(guò)程中電荷守恒:
電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量保持不變。
并與能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律等相類比,指出他們都是自然界中普遍存在的規(guī)律。(指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)中也要有知識(shí)的遷移、總結(jié)、類比、融會(huì)貫通。)
做出電荷守恒定律的另一表述:
一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。
過(guò)渡語(yǔ):這是物理學(xué)中重要的基本定律之一。通過(guò)前面的學(xué)習(xí),清楚了物體帶電的本質(zhì),而一個(gè)帶電體究竟帶多少電?經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明,所有帶電體的電荷量或者等于電荷量e或者是電荷量e的整數(shù)倍。
6.元電荷
(學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容)回答下列問(wèn)題:
1.電荷的多少如何表示?它的單位是什么?
2.什么是元電荷?一個(gè)電子就是一個(gè)元電荷嗎?
3.元電荷的數(shù)值是多少?它的數(shù)值最早是由哪位物理學(xué)家測(cè)定的?
學(xué)生總結(jié)得出:
1.元電荷:人們把自然界中最小電荷叫做元電荷,電荷量為1.6×10C。
2.元電荷是電荷量的單位(1.6×10C作為一個(gè)電荷量單位),不是指某電荷。
3.電子和質(zhì)子的電荷量均為e,所有帶電體的電荷量等于e或者是e的整數(shù)倍。
7.庫(kù)侖定律
1.學(xué)生做1.1-5實(shí)驗(yàn),反復(fù)多做幾次,猜想它們之間的作用力的大小可能與哪些因素有關(guān)?
2.教師演示1.1-6的實(shí)驗(yàn)。
3.學(xué)生注意觀察小球偏角的變化以及引起這一變化的原因。
4.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的定性分析得到:電荷之間的作用力隨電荷量的增大而增大,隨距離的增大而減小。
5.法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵觯脤?shí)驗(yàn)研究了電荷間相互作用的電力,這就是庫(kù)侖定律。
內(nèi)容:真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
表達(dá)式:
6.介紹點(diǎn)電荷:
①不考慮大小和電荷的具體分布,可視為集中于一點(diǎn)的電荷。
②點(diǎn)電荷是一種理想化模型。
③介紹把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件:帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)。
7.任意帶電體所受的力可以看作是多個(gè)點(diǎn)電荷所受力的合力。
8.庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律(計(jì)算下題)
試比較電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬(wàn)有引力。已知電子的質(zhì)量m1=9.10×10kg,質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67×10kg,電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10C。
分析:這個(gè)問(wèn)題不用分別計(jì)算電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬(wàn)有引力,而是列公式,化簡(jiǎn)之后,再求解。
解:電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬(wàn)有引力分別是:
31,k叫靜電力常量,k=9×10 N·m/C。
2(回答“思考與討論”)可以看出:萬(wàn)有引力公式和庫(kù)侖定律公式在表面上很相似,表述的都是力,這是相同之處;它們的實(shí)質(zhì)區(qū)別是:首先萬(wàn)有引力公式計(jì)算出的力只能是相互吸引的力,絕沒(méi)有相排斥的力。其次,由計(jì)算結(jié)果看出,電子和質(zhì)子間的萬(wàn)有引力比它們之間的靜電引力小的很多,因此在研究微觀帶電粒子間的相互作用時(shí),主要考慮靜電力,萬(wàn)有引力雖然存在,但相比之下非常小,所以可忽略不計(jì)。
(三)典型例題
出示題目(多媒體)
1.掛在絕緣細(xì)線下的兩輕質(zhì)通草球,由于電荷的相互作用靠近或遠(yuǎn)離,如圖所示,則()
A.甲圖中兩球一定帶異種電荷
B.甲圖中至少有一個(gè)帶電
C.乙圖中兩球一定帶同種電荷
D.乙圖中兩球可能只有一個(gè)帶電。
2.把兩個(gè)完全相同的金屬球A和B接觸一下,再分開(kāi)一段距離,發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥則A.B兩球原來(lái)的帶電情況可能是()
A.帶有等量異種電荷
B.帶有不等量異種電荷
C.帶有等量同種電荷
D.一個(gè)帶電,另一個(gè)不帶電
3.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),下列說(shuō)法正確的是()
A.摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明了機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能,也說(shuō)明通過(guò)做功可以創(chuàng)造電荷
B.摩擦起電說(shuō)明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體
C.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷可以從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到物體另一個(gè)部分
D.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體上去了
4.兩個(gè)相同的帶電導(dǎo)體小球所帶電荷量的比值為1:3,相距為r時(shí)相互作用的庫(kù)侖力的大小為F,今使兩小球接觸后再分開(kāi)放到相距為2r處,則此時(shí)庫(kù)侖力的大小為()
A.
B.
C.
D.
5.真空中有兩個(gè)相距0.1m、帶電量相等的點(diǎn)電荷,它們之間的靜電力的大小為3.6×10N,求每個(gè)電荷的帶電量是元電荷的多少倍?-4
6.有兩個(gè)大小相同的絕緣金屬小球分別帶有正電荷q1、q2,且q1>q2。當(dāng)它們相距10cm時(shí),相互間的庫(kù)侖斥力的大小為5.0×10N,若將它們接觸后再放回原處,相互間的庫(kù)侖斥力的大小變?yōu)?.0×10N。設(shè)兩個(gè)帶電金屬球都可以看成點(diǎn)電荷,求兩球在接觸前所帶的電量?
(四)板書(shū)設(shè)計(jì)
1.電荷、電荷守恒定律
①電荷:正電荷和負(fù)電荷。
②電荷間的相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
③帶電方式:
a.摩擦起電:電子的得失。
b.接觸起電:電子的轉(zhuǎn)移。
c.感應(yīng)起電:正負(fù)電荷分開(kāi)。
④電荷守恒定律:電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量不變。
2.元電荷
元電荷:1.60×10C的電量。
注意:任意帶電體帶電量是元電荷的整數(shù)倍。
3.庫(kù)侖定律
a.內(nèi)容:真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
b.表達(dá)式:
4.點(diǎn)電荷
a.不考慮大小和電荷的具體分布,可視為集中于一點(diǎn)的電荷。
b.點(diǎn)電荷是一種理想化模型。
c.介紹把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件:帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)。
第五篇:電荷守恒庫(kù)侖定律典型例題a
庫(kù)侖定律典型例題
一、概念掌握
1、元電荷
例1關(guān)于物體的帶電荷量,以下說(shuō)法中正確的是()
A.物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)
B.物體所帶的電荷量只能是某些特定值
C.物體帶電+1.60×10-9C,這是因?yàn)樵撐矬w失去了1.0×1010個(gè)電子
D.物體帶電荷量的最小值為1.6×10-19C
導(dǎo)析理解元電荷的物理意義,明確物體帶電的本質(zhì)原因,即可正確作出判斷.2、接觸起電,電荷平均分配
例2.有三個(gè)相同的絕緣金屬小球A、B、C,其中小球A帶有2.0×10-5C的正電荷,小球B、C不帶電.現(xiàn)在讓小球C先與球A接觸后取走,再讓小球B與球A接觸后分開(kāi),最后讓小球B與小球C接觸后分開(kāi),最終三球的帶電荷量分別是多少?
例3有三個(gè)完全相同的金屬球A、B、C,A帶電量7Q,B帶電量?Q,C不帶電.將A、B固定,且A、B間距離遠(yuǎn)大于其半徑.然后讓C反復(fù)與A、B接
觸,最后移走C球.試問(wèn)A、B間的相互作用力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍?
導(dǎo)析本題涉及中和、接觸起電等現(xiàn)象及電荷守恒定律、庫(kù)侖定律等知識(shí),在審題時(shí),能從“C反復(fù)與A、B接觸”這句話中挖掘出最終三球帶電量相同這一隱含條件是至關(guān)重要的.
3、將帶電體視作點(diǎn)電荷的條件
例4.兩個(gè)半徑為r的金屬球如圖所示放置。若兩球帶有等量異種Q時(shí),兩球間的相互作用的店里大小為F,則()(若帶等量異種電荷選哪個(gè)?)
Q2Q
2A.F?kB.F?
k 16r216r2
Q2
C.F?kD.無(wú)法判斷 216r
導(dǎo)析由于帶電球間電荷的相互作用,使其電荷中心并不位于其球心處,故引起庫(kù)侖力公式中的r發(fā)生了變化.
例5如圖1-1-3所示,真空中有一直徑為R的帶電圓盤,圓心為O,圓盤
外有A、B兩點(diǎn),其連線過(guò)圓心O點(diǎn)且與盤面垂直,若OA?AB?R,有一電荷在A點(diǎn)受帶電圓盤的力為F,則它在B點(diǎn)時(shí)的受力為().
FB.4F
4FC.D.以上答案都不對(duì) 2A.導(dǎo)析在應(yīng)用物理定律前首先要分析是否滿足庫(kù)侖定律成立的條件.因此,做本題時(shí)只要先思考一下庫(kù)侖定律成立的條件即可避免出錯(cuò).
拓展帶電圓盤直徑為10cm,使相距10m處的質(zhì)子所受庫(kù)侖力為F,那么質(zhì)子在相距
120m處受力為F.對(duì)嗎? 4
二、常見(jiàn)題型
1、補(bǔ)償法
例6.如圖所示,一個(gè)半徑為R的絕緣球殼上均勻分布有總電荷量為+Q的電荷.另一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷固定在該球殼的球心O處.現(xiàn)在從球殼最左端M挖去一個(gè)半徑為r(r< 處的點(diǎn)電荷所受庫(kù)侖力的大小和方向?qū)⑷绾危?導(dǎo)析本題需用補(bǔ)償法,即把挖去小孔的情況等效為不是挖 去小孔而是在小孔處補(bǔ)上一個(gè)等量的負(fù)電荷,這樣可大大簡(jiǎn)化解題過(guò)程.但需要注意的是,添補(bǔ)電荷的結(jié)果應(yīng)以不影響原帶電體的電荷分布為前提. 例7.一半徑為r的硬橡膠圓環(huán)均勻帶負(fù)電,電量為Q,若截取環(huán)頂部的一小段圓弧?S,?S?L,且L《r,求剩余電荷對(duì)放在環(huán)心處帶電量為q的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的庫(kù)侖力的大小和方向。 2.平衡問(wèn)題 例8.如圖所示,把大小可以不計(jì)的帶有同種電荷的小球A和B互 相排斥,靜止時(shí),絕緣細(xì)線與豎直方向的夾角分別為α和β,且α<β,由 此可知() A.B球受到的庫(kù)侖力較大,電荷量較大 B.B球的質(zhì)量較大 C.B球受到細(xì)線的拉力較大 D.兩球接觸后,再靜止時(shí),A球的懸線與豎直方向的夾角仍然小于B球的懸線與豎直方向的夾角 例9如圖1-1-11所示,q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷,已知q1與q2之間的距離為l1,q2與q3之間的距離為l2,且三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡狀態(tài).(1)若q2為正電荷,則q1為_(kāi)____電荷,q3為_(kāi)___電荷. (2)q1、q2、q3三者電量大小之比是_____.3.運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 例10如圖所示,質(zhì)量均為m的三個(gè)帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平直槽上,AB間和BC間的距離均為L(zhǎng).已知A球帶電量為QA=8q,B球帶電量為QB=q,若在C球上施加一個(gè)水平向右的恒力F,恰好能使A、B、C三個(gè)小球保持相對(duì)靜止,共同向右加速運(yùn)動(dòng)。求:⑴拉力F的大小.⑵C球的帶電量QC. 導(dǎo)析庫(kù)侖定律與力學(xué)中物體的平衡、牛頓第二定律、功和能等內(nèi)容相綜合時(shí),其解題思路和方法與力學(xué)中完全相同,只不過(guò)在受力分析時(shí),要多考慮一個(gè)庫(kù)侖力的作用,本題要注意運(yùn)用整體法和隔離法進(jìn)行分析和求解,練習(xí): 總結(jié): 同種電荷放中間,異種電荷在兩邊; 遠(yuǎn)離大球近小球,平衡位置連成線; 1、如圖1所示,真空中有三個(gè)同種點(diǎn)電荷Q1、Q2和Q3,它們固定在一條直線上,電荷量均為Q=4.0×10-12C,求Q2所受的靜電力的大小和方向。 圖 12、如圖2所示,真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B,它們固定在一條直線上相距L=0.3m的兩點(diǎn),它們的電荷量分別為QA=16×10-12C,QB=4.0×10-12C,現(xiàn)引入第三個(gè)同種點(diǎn)電荷C,(1)若要使C處于平衡狀態(tài),試求C電荷的電量和放置的位置? (2)若點(diǎn)電荷A、B不固定,而使三個(gè)點(diǎn)電荷在庫(kù)侖力作用下都能處于平衡狀態(tài),試求C電荷的電量和放置的位置? 圖 3、如圖3所示,把質(zhì)量為0.2克的帶電小球A用絲線吊起,若 將帶電量為4×10-8C的小球B靠近它,當(dāng)兩小球在同一高度時(shí)且相距3cm,絲線與堅(jiān)直方向夾角為45?,此時(shí)小球B受到庫(kù)侖力F=_____。小球A帶的電量qA=_______。 圖3