人教版 (新课标)2 库仑定律教案设计

《电荷 库仑定律》教学案例

一、教学目标：

1．知道两种电荷及其相互作用，知道电量的概念。

2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。

3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开。

4．知道电荷守恒定律。

5．知道什么是元电荷。

6．掌握库仑定律得出过程和定律内容，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量。

二、教材分析：

两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识，这些在初中都已经讲过，本节重点⑴是讲述静电感应现象。要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象。在此基础上，使学生知道，感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分，进而说明电荷守恒定律。

本节重点⑵是物理发展史上的重要概念及重大规律的建立都是经科学家艰辛的探索而完成的，都是对原有思维方式突破的结果，体现出了科学家的创造性。如何充分利用这宝贵的素材，需要教师创设问题情景对学生“诱思”、“导思” ,在本节课中,对库仑定律得出过程进行了尝试.

在讲述库仑定律内涵时要讲清点电荷是一种理想化的物理模型，这一点应该使学生有明确的认识，库仑定律只适用于点电荷或能够按点电荷处理的情况。

三、教学过程（课堂实录）：

教师提问：自然界中存在哪几种形式的电荷？初中我们已学过摩擦起电，请问：跟丝绸摩擦过的玻璃棒带什么电？跟毛皮摩擦过的橡胶棒又带什么电？

学生回答：正负两种电荷，玻璃棒带正电，橡胶棒带负电。

教师提问：起电方式？

学生回答：摩擦起电、接触起电。

教师用验电器演示验证摩擦起电和接触起电。

教师用实验演示感应起电，并用实验验证一端带正电，一端带负电。

(感应起电后,用带正电的玻璃棒靠近两端丝带,一端丝带与棒吸引,一端排斥,从而说明感应起电后,铜壳一端带正电,一端带负电)

教师提问：摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电方式的微观机理是否相同？起电实质是什么？

学生回答：相同 ,都是电荷转移和得失。

教师提出电荷守恒定律，同时简单介绍密立根油滴实验，提出元电荷量的概念。

教师提问：这是一个包有铝箔的不带电的小球，现在把它悬挂起来。当我们用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近小球时，请大家猜想会发生什么现象？

学生回答：小球被吸引，小球被排斥，先吸引后排斥……

教师：大家的猜想对不对，我们用实验来验证一下。（做实验）

教师提问：为什么会产生这样的现象呢？

学生回答：带电物体会吸引轻小物体，小球与棒碰后，同种电荷相互排斥。

教师提问：下面请同学们猜想一下：电荷间的相互作用力跟什么因素有关呢？前后四位同学一起讨论一下。

学生回答： F与Q1、Q2、r等因素有关。

教师：大家的猜想对不对，我们用实验来验证一下。（做实验）

教师提问：当橡胶棒逐渐接近小球时大家看到了什么现象？说明了什么问题？为什么说小球偏过去了就能说明电荷间的作用力变了呢？

学生回答：这里需要对带电小球进行受力分析。当小球平衡时， F=mg.tanα，所以夹角变大，说明作用力就变大。

实验：（ 1）Q1、Q2不变时，R减小，α增大，F增大。

（ 2）Q1、R不变时，Q2减小，α减小，F减小。

教师：现在我们已经知道 F与R、Q1、Q2有关，但这只是定性的，那么，F与Q1、Q2、r之间有没有定量关系呢？下面我们来具体研究这个问题。

教师提问：我们在研究它们之间的关系时可采用什么研究方法呢？是 Q1、Q2、r三个变量都变来研究F与它们的关系好呢？还是先假定三个变量中两个变量不变，研究F与变量的关系，最后进行综合的方法好呢？

学生回答：后一种好。

教师：这种研究问题的方法叫控制变量法，它是我们在科学研究中一种很重要的研究方法。现在我们可以分成三种情况来研究 F与三种变量的关系。

教师提问：下面大家猜想一下这三种情况下， F与Q1、Q2、r的关系如何？（在黑板上写出学生的猜想）

教师提问：大家能大胆猜想很好！下面我们要做的工作是设计实验来验证猜想。那么，刚才的演示装置能不能来验证猜想呢？

教师提问：作用力 F如何测量？（看夹角α）两带电体间距r如何测量？（用刻度尺）

教师提问：两带电体的电量 Q1、Q2如何测量？……（若学生说用电流计，指出电流计的偏转需要有电荷流过电流计，小球上的电量太少了可能不会使指针偏转，即使偏转了，小球上的电量也马上为零了。）

教师提问：能不能使用验电器？不能。原因是：（ 1）带电体的电量太少，不能使验电器的指针偏转；（2）即使能偏转，带电小球的所带电量也变化了。

教师提问：怎么办？

教师：这里我们看到，要测量出带电体的电量确实有一定的难度。实际上，在 200多年前，有一个叫库仑的法国物理学家用一个简单的办法巧妙地解决了这个困难。他为了改变带电小球的电量，将这个带电小球跟与它同样的但不带电的小球相撞，由于两个小球完全相同，它们带的电量也一定相等，从而使带电小球的电量减少到原来的1/2，再用同样的方法可以使带电小球的电量减少到原来的1/4、1/8等。

教师提问：那么，我们现在的实验装置能不能很好地来验证 F、Q1、Q2、r之间的定量关系呢？为什么？

学生回答：不能，橡胶棒所带电量的多少无法知道。

教师：对。橡胶棒和小球之间的作用力是比较复杂的，而我们在研究问题时总是从最简单的研究做起。

教师提问：那么如何来改进实验装置呢？

学生回答：把橡胶棒换成小球。

教师：刚才大家的想法很好。现在老师给大家介绍一套更好的实验装置，其实验原理和刚才的实验装置与我们通过讨论不断完善的设计类似（库仑扭秤）。然后启发引导学生通过扭秤装置来探究 F、Q1、Q2、r之间的定量关系.

库仑定律：在真空中两个点电荷间相互作用的电力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。表达式：，式中为静电力常量，其大小为 =9.0×109N.m 2 /C 2 。

然后引导同学对库仑定律的内涵外延进行详细的分析 .

四、教学后记：

我感到无论何种课、无论上什么内容、无论用何种教学媒体，要上好课，关键的问

题是老师能提供丰富的问题背景材料 ,然后提出问题,对问题进行合理猜想,设计实验进行探究,从而建构结论.其中尤其是设计课堂提问,课堂问题设计是一堂课的“灵魂”，因为问题设计决定着教学的方向、顺序，问题设计关系到学生思维活动开展的深度与广度、知识结构建构的精细与稳固程度及学习策略的获取。

在规律得出过程中 ,要设计好铺垫,充分体现探究过程,使学生身临当初科学家的境地,稀释规律得出过程，在规律得出上要延缓判断，重在方法教育，能力的提高上。

在教学执行过程中，静电感应实验演示较成功，我把塑料泡沫用保鲜膜包起来与丝绸摩擦，从而使保鲜膜表面带有大量负电，成功使两个相接触空心铜柱两端丝带排斥开来，说明两端带了电。再设计用带正电玻璃棒靠近两端丝带，发现玻璃棒一边对丝带排斥，一边吸引，从而引导出两端带有异种电荷。

库仑定律是实验得出结论，但在课堂教学条件下无法进行定量验证，所以在得出过程中，通过大量问题设问，使学生思维逐步深化，重在方法引导、能力提高上面，使学生在一定程度上充分体验了假设探究的思维过程。在启发引导中也伴随定性演示实验，而保持了绝缘和器材干净，是做好演示的关键。对于库仑定律应用，打算到下一节重点展开讲解。