2020-2021学年2 库仑定律教学设计
展开要 点:摩擦起电不是创造了电荷,只是使正负电荷分开,电荷守恒定律
知道元电荷、点电荷、静电力常量,掌握库仑定律含义、公式表达
能用库仑定律的公式进行有关的计算
教学难点:旧的静电知识对新知识的干扰
考试要求:高考Ⅰ(两种电荷,电荷守恒),Ⅱ(真空中的库仑定律,电荷量)
课堂设计:本教时作为电学知识的引入和准备,在章节教学活动中有着一定的重要性。两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识在初中都已经讲过,本节重点是讲述静电感应现象。作为章节的起始教学,并不要求学生理解深奥的电磁学知识,重点安排在静电学基础部分复习上,对于库仑定律可作介绍性处理,关于它的应用有待于后续的不断训练。尽可能多地学生参与讨论,分清一些初中不实或有误的观点,为整个章节作好准备工作。
解决难点:在复习摩擦起电现象和讲述静电感应现象的基础上,说明起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程,进而说明电荷守恒定律。对库仑定律式的应用时,可先介绍规则:用电荷量的绝对值代入进行计算,根据是同种还是异种电荷来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力。
学生现状:对电场知识类了解不多,初中教学中实验不全;回忆总结初中静电学知识参差不齐;部分学生电学知识不感兴趣,存恐惧感。
培养能力:分析综合能力,理解推理能力
课堂教具:塑料带(丝)束
备 注:“电荷”改称“电荷量”,“荷质比”改称“电子比荷”。
一、引入
【演示】用毛皮和橡胶棒摩擦,再用橡胶棒去靠近纸屑,发现纸屑被吸引
分析:其实际上大家都是很熟悉的摩擦起电的现象,大家肯定看到过这样的现象,冬天在很黑的房间里把毛衣脱掉时,会有一刹那的亮光,这也是摩擦起电的现象。从这节课开始我们将学习关于电场的一系列知识。
二、电荷 电荷守恒
学生阅读《电荷》部分,总结
【问】自然界存在的两种电荷?它们之间存在的相互作用力是怎样的?什么是电荷量?摩擦起电的实质?
分析:自然界存在的两种电荷:正电荷和负电荷;同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;电荷的多少叫做电荷量;丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。摩擦起电的实质:不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开,并使电子从一个物体转移到另一个物体。
1.静电感应
用静电感应的方法可以使物体带电。学生阅读实验。
【问】实验前A、B金属箔是张开的还是闭上的?当C靠近A时,金属箔又处在什么状态?当把A、B分开再把C移走后,金属箔有没有发生变化?
分析:金属箔的作用:判断物体是否带电,如果是带电,金属箔将张开(同种相互排斥)。通过金属箔的闭合到张开,以致到移开后,金属波都没有闭合,说明A、B带上了电。
【问】那么A、B分别带什么电呢?
分析:根据同种电荷互相排斥,异种电荷相互吸引,我们也可以知道A带正电,B带负电,实验发现A、B所带电量相等。因为重新接触后,A、B又不带电了。
结论:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电,这种现象叫做静电感应。
【问】比较摩擦起电和静电感应的区别?
分析:不同点:摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体
感应起电是电子从物体的一部分转移到另一部分。
共同点:都使物体带等量的异种电荷。
结论:电荷守恒定律(可转移但电量不变)上述起电的中和过程;物质(电子)不灭。。
2.元电荷
学生阅读元电荷部分,,总结有关知识点:
①元电荷是电荷量最小的单位,即一个电子或一个质子所带的电量
②元电荷量: e=1.6×10-19C
③任何一个物体所带电量只能是它的整数倍;1库=6.25×1018个电子
④电子的电荷量和电子质量m的比叫荷质比:
三、库仑定律
两种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,那么电荷之间的相互作用力跟什么有关系?下面我们通过实验来探讨一下。
学生阅读课本P118《实验》,演示塑料丝的排斥吸引现象
分析:定性地表明:相互之间地作用力与两电荷间的距离和电荷量有关
首先定量研究电荷之间的相互作用力地是法国的科学家库仑,阅读材料中介绍他用精确(扭秤)实验发现了这种规律。
阅读库仑定律 F=kQ1Q2/r2
体会定律条件:真空,点电荷
1.静电力:两个带电体之间的作用力通常叫做静电力或库仑力(遵守牛顿第三定律)
2.体会什么是点电荷?
只关心电荷的电量,不考虑带电体的体积大小——类似质点(理想模型)
引入原因:把复杂的问题进行简化,但仍具有足够的准确性
理想化处理的优点:忽略次要因素,简化思考过程
实际操作:大距离,均匀带电体
3.静电力恒量k=9×109牛·米2/库2
库仑定律和万有引力定律都遵从二次方反比规律,人们至今还不能说明这两个定律为什么如此相似。它们有没有内在的联系,会不会是某一种力的不同的表现形式呢?物理学家还在致力于这方面的研究。
单 位:国际单位制
电荷量:计算时取绝对值,+、-用来判断方向
相互性:作用力和反作用力
适用性:真空中、点电荷、静止电荷间、静止和运动电荷间
例:课本P119例,比较电子质子间的静电力和万有引力
【问】这个巨大的数值说明什么?
在计算带电粒子间的相互作用力时,万有引力时可以不计的。
【问】为什么地月之间计算万有引力而不计算静电力呢?
地球、月球几乎为中性的
小结:通过本节课的学习。主要了解了以下几个方面:
1. 使物体带电的实质:不是创造了电荷,而是使物体的正、负电荷分开
2.电荷守恒定律
3. 库仑定律:a.使用条件:真空,点电荷
b.大小:F=kQ1Q2/r2
c.方向:同种相斥,异种相吸
巩固练习:课本练习一P120,题1
作业:课本练习一P120,题
教学札记:
1、
2、
3、
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