高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律教案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 库仑定律教案，共8页。教案主要包含了例题 1，变式练习1，变式练习2，变式练习3等内容，欢迎下载使用。


课 题
人教版高中物理·必修·第三册
第九章静电场及其应用第2节 库仑定律（第一课时）
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
3.1.2知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。
教材分析：库仑定律，是电场力性质这一章的基础核心，是学习电场强度的基础。本节的教学内容从两个方面展开，第一为探究过程，通过实验研究多个变量之间的关系，结合构建模型、类比推理，让学生体验从猜想到验证、从定性上升到定量的科学探究的过程，使学生的认识从感性认识上升到理性认识，得出库仑定律的内容；第二为知识体系，掌握真空中点电荷之间相互作用的规律，即库仑定律。
学情分析
知识储备：通过前节的学习，学生已经理解电荷及其守恒定律，知道了使物体起电的三种方法——摩擦起电、接触起电、感应起电。
能力基础：学生明确知道电荷之间是有相互作用的——同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，所以我们今天来研究电荷之间的作用力的大小和方向这个问题，引入是很容易的。而对于研究电荷之间的相互作用力的分析和研究方法，对于学生来说是很重要的。
思维能力：构建模型法得出点电荷，类比万用引力定律公式的形式推理得出库仑定律的公式，由卡文迪许的扭秤实验设计，联想体会库仑扭秤的设计原理和思想。
核心素养
物理观念：明确点电荷是个理想模型。知道带电体简化为点电荷的条件，感悟科学研究中建立理想模型的重要意义。
科学思维：渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力。
科学探究：通过演示实验，定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离大小的关系。
科学态度与责任：对比库仑定律和万有引力定律的形式．体会物理学的和谐统一之美，提高物理学习兴趣。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
(1)通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立过程中发挥的重要作用。
(2）通过与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件，进一步体会科学研究中的理想模型方法。
(3）理解库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力，会利用力的合成的知识解决多个电荷间的相互作用问题。
(4）体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。
让学生明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
活动二：问题导入
带正电的带电体C置于铁架台旁，把
系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？
在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？ 电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？
1、PPT展示问题，引导学生思考。
2、板书：§9.2库仑定律
思考问题并尝试回答问题。
评价学生回答情况。
评价学生是否有对新课题的求知欲望。
环节二：新课教学
活动一：电荷之间的作用力
1、库伦定律
演示实验：探究影响电荷间相互作用力的因素
实验结论：通过上面的实验可以看到，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小
思考：电荷之间的作用力会不会与万有引力具有相似的形式呢？
库伦定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
2、静电力
3、点电荷
当带电体之间的距离比它们自身 的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷（pint charge）。
1、演示实验：探究影响电荷间相互作用力的因素
2、引导学生通过与万有引力类比，说出库仑定律的内容、表达式。
3、引导学生通过与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件。
1、观察实验现象并得出结论。
2、与万有引力类比，说出库仑定律的内容、表达式。
3、与质点模型类比，得出点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件。
1、评价学生观察和总结实验现象的能力。
2、评价学生能否通过类比得出于前有知识相似的结论。
3、评价学生建立点电荷模型中是否进一步体会到科学研究中的理想模型方法。
活动二：库仑的实验
1、库仑扭秤实验
F∝q1q2
F=keq \f(q1q2,r2)
2、静电力常量
k=9.0×109 N㎡/C2
1、让学生阅读课本第7页相关内容。
2、引导学生体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。
3、要求学生记忆静电力常量
1、阅读课本并回答问题。
2、体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。
3、记忆静电力常量。
1、评价学生的阅读情况。
2、评价学生是否记忆静电力常量。
环节三：例题讲解
【例题 1】在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为 5.3×10 -11 m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。
【例题2】真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为 50 cm 的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是 2.0×10 -6 C，求它们各自所受的静电力。
1、多媒体展示例题。
2、让学生自己先思考并用草稿纸写出解题过程，巡视学生练习情况，抽两位同学到黑板上展示自己的答案。
3、教师评价同学的回答和讲解例题。
4、通过例题1提醒学生：在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略。
1、在草稿纸上完成展示的例题。
2、认真听老师讲解练习。
（若学生完成情况较好，鼓励学生像全班同学讲解）
1、评价学生的例题完成情况。
2、评价学生听老师讲解例题的情况。
环节四：课堂小结
学到了什么？
1、展示思维导图
2、引导学生小结，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
小组讨论，发言总结本节课得失
1、评价学生的讨论情况和发言情况。2、评价学生对本节课的掌握情况
环节五：作业设计
教材 练习与应用
第1、2题
指导学生完成练习，批改练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
环节六：主板书设计
§9.2库伦定律
一、电荷之间的作用力
1、库伦定律
2、静电力
3、点电荷
二、库伦的实验
1、库仑扭秤实验
2、
3、F∝q1q2
4、F=keq \f(q1q2,r2) k=9.0×109 N㎡/C2
三、静电力计算
教学反思
课 题
人教版高中物理·必修·第三册
第九章静电场及其应用第2节 库仑定律（第二课时）
课 型
新授课☑ 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：
3.1.2知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。
教材分析：库仑定律，是电场力性质这一章的基础核心，是学习电场强度的基础。本节的教学内容从两个方面展开，第一为探究过程，通过实验研究多个变量之间的关系，结合构建模型、类比推理，让学生体验从猜想到验证、从定性上升到定量的科学探究的过程，使学生的认识从感性认识上升到理性认识，得出库仑定律的内容；第二为知识体系，掌握真空中点电荷之间相互作用的规律，即库仑定律。
学情分析
知识储备：通过前节的学习，学生已经理解电荷及其守恒定律，知道了使物体起电的三种方法——摩擦起电、接触起电、感应起电。
能力基础：学生明确知道电荷之间是有相互作用的——同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，所以我们今天来研究电荷之间的作用力的大小和方向这个问题，引入是很容易的。而对于研究电荷之间的相互作用力的分析和研究方法，对于学生来说是很重要的。
思维能力：构建模型法得出点电荷，类比万用引力定律公式的形式推理得出库仑定律的公式，由卡文迪许的扭秤实验设计，联想体会库仑扭秤的设计原理和思想。
核心素养
物理观念：明确点电荷是个理想模型。知道带电体简化为点电荷的条件，感悟科学研究中建立理想模型的重要意义。
科学思维：渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力。
科学探究：通过演示实验，定性了解电荷之间的作用力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离大小的关系。
科学态度与责任：对比库仑定律和万有引力定律的形式．体会物理学的和谐统一之美，提高物理学习兴趣。
教学准备
多媒体课件
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一：导入新课
活动一：展示学习目标
(1)通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立过程中发挥的重要作用。
(2）通过与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件，进一步体会科学研究中的理想模型方法。
(3）理解库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力，会利用力的合成的知识解决多个电荷间的相互作用问题。
(4）体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。
让学生明确学习目标，做到有的放矢；
课后根据目标，学生自我评价得失情况。
环节二：例题讲解
活动一：库仑定律的理解
【例1】（上课教师自行出题）关于库仑定律的公式F=keq \f(q1q2,r2)，下列说法正确的是( )
A．当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时，它们之间的静电力F→0
B．当真空中的两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞
C．当真空中的两个电荷之间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了
D．当真空中的两个电荷之间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了
【变式练习1】如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支架上，两球心间的距离为l，为球壳外半径r的3倍．若使它们带上等量异种电荷，使其所带电荷量的绝对值均为Q，那么a、b两球之间的万有引力F1与库仑力F2为 ( )
A．F1＝Geq \f(m2,l2)，F2＝keq \f(Q2,l2)
B．F1≠Geq \f(m2,l2)，F2≠keq \f(Q2,l2)
C．F1≠Geq \f(m2,l2)，F2＝keq \f(Q2,l2)
D．F1＝Geq \f(m2,l2)，F2≠keq \f(Q2,l2)
1、多媒体展示例题。
2、让学生自己先思考并用草稿纸写出解题过程，巡视学生练习情况，抽两位同学到黑板上展示自己的答案。
3、教师评价同学的回答和讲解例题。
1、在草稿纸上完成展示的例题。
2、认真听老师讲解练习。
（若学生完成情况较好，鼓励学生像全班同学讲解）
1、评价学生的例题完成情况。
2、评价学生听老师讲解例题的情况。
活动二：两个点电荷之间库仑力的计算
【例2】（上课教师自行出题）如图所示，半径相同的两个金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小为F.今用第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时，A、B两个球之间的相互作用力大小是( )
A.eq \f(1,8)F B.eq \f(1,4)F C.eq \f(3,8)F D.eq \f(3,4)F
【变式练习2】两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为eq \f(r,2)，则两球间库仑力的大小为( )
A.eq \f(1,12)F B.eq \f(3,4)F C.eq \f(4,3)F D．12F
1、多媒体展示例题。
2、让学生自己先思考并用草稿纸写出解题过程，巡视学生练习情况，抽两位同学到黑板上展示自己的答案。
3、教师评价同学的回答和讲解例题。
1、在草稿纸上完成展示的例题。
2、认真听老师讲解练习。
（若学生完成情况较好，鼓励学生像全班同学讲解）
1、评价学生的例题完成情况。
2、评价学生听老师讲解例题的情况。
活动三：库仑力作用下带电体的平衡问题
【例3】（上课教师自行找题）两个质量分别是m1、m2的小球，各用丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1、θ2，如图所示，此时两个小球处于同一水平面上，则下列说法正确的是 ( )
A．若m1>m2，则θ1>θ2
B．若m1＝m2，则θ1＝θ2
C．若m1θ2
D．若q1＝q2，则θ1＝θ2
【变式练习3】如图所示，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为θ.若两次实验中B的电荷量分别为q1和q2，θ分别为30°和45°，则eq \f(q2,q1)为( )
A．2 B．3 C．2eq \r(3) D．3eq \r(3)
1、多媒体展示例题。
2、让学生自己先思考并用草稿纸写出解题过程，巡视学生练习情况，抽两位同学到黑板上展示自己的答案。
3、教师评价同学的回答和讲解例题。
1、在草稿纸上完成展示的例题。
2、认真听老师讲解练习。
（若学生完成情况较好，鼓励学生像全班同学讲解）
1、评价学生的例题完成情况。
2、评价学生听老师讲解例题的情况。
环节三：课堂小结
学到了什么？
1、引导学生小结，根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
小组讨论，发言总结本节课得失
1、评价学生的讨论情况和发言情况。2、评价学生对本节课的掌握情况
环节四：作业设计
教材 练习与应用
第3、4、5题
指导学生完成练习，批改练习。
按要求完成练习。
从完成情况和书写情况等方面进行评价。
环节五：主板书设计
§9.2库伦定律习题课
1、库仑定律的理解
2、两个点电荷之间库仑力的计算
3、库仑力作用下带电体的平衡问题
教学反思