高中物理選修1-1《電荷庫侖定律》教案【一】
教學準備
教學目標
教學三維目標
(一)知識與技能
1.掌握庫侖定律，要求知道點電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達，知道靜電力常量.
2.會用庫侖定律的公式進行有關的計算.
3.知道庫侖扭秤的實驗原理.
(二)過程與方法
通過演示讓學生探究影響電荷間相互作用力的因素，再得出庫侖定律
(三)情感態(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學生的觀察和探索能力
教學重難點
重點：掌握庫侖定律
難點：會用庫侖定律的公式進行有關的計算
教學過程
教學過程：
(一)復習上課時相關知識
(二)新課教學【板書】----第2節(jié)、庫侖定律
提出問題：電荷之間的相互作用力跟什么因素有關?
【演示】：帶正電的物體和帶正電的小球之間的相互作用力的大小和方向.使同學通過觀察分析出結論(參見課本圖1.2-1).
【板書】：1、影響兩電荷之間相互作用力的因素：1.距離.2.電量.
2、庫侖定律
內容表述：力的大小跟兩個點電荷的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比.作用力的方向在兩個點電荷的連線上
公式：
靜電力常量k = 9.0×109Nom2/C2
適用條件：真空中，點電荷——理想化模型
【介紹】：(1).關于“點電荷”，應讓學生理解這是相對而言的，只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以看作點電荷.嚴格地說點電荷是一個理想模型，實際上是不存在的.這里可以引導學生回顧力學中的質點的概念.容易出現(xiàn)的錯誤是：只要體積小就能當點電荷，這一點在教學中應結合實例予以糾正.
(2).要強調說明課本中表述的庫侖定律只適用于真空，也可近似地用于氣體介質，對其它介質對電荷間庫侖力的影響不便向學生多作解釋，只能簡單地指出：為了排除其他介質的影響，將實驗和定律約束在真空的條件下.
擴展：任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的.任意兩點電荷之間的作用力都遵守庫侖定律.用矢量求和法求合力.
利用微積分計算得：帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點電荷.
靜電力同樣具有力的共性，遵循牛頓第三定律，遵循力的平行四邊形定則.
【板書】：3、庫侖扭秤實驗(1785年，法國物理學家.庫侖)
【演示】：庫侖扭秤(模型或掛圖)介紹：物理簡史及庫侖的實驗技巧.
實驗技巧：(1).小量放大.(2).電量的確定.
【例題1】：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.
分析：這個問題不用分別計算電子和質子間的靜電引力和萬有引力，而是列公式，化簡之后，再求解.
解：電子和質子間的靜電引力和萬有引力分別是
可以看出，萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似，表述的都是力，這是相同之處;它們的實質區(qū)別是：首先萬有引力公式計算出的力只能是相互吸引的力，絕沒有相排斥的力.其次，由計算結果看出，電子和質子間的萬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，主要考慮靜電力，萬有引力雖然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不計.
【例題2】：詳見課本P9
【小結】對本節(jié)內容做簡要的小結
(三)鞏固練習
復習本節(jié)課文及閱讀科學漫步
引導學生完成問題與練習，練習1、2、4，作業(yè)紙。
參考題
1.真空中有兩個相同的帶電金屬小球A和B，相距為r，帶電量分別為q和2q，它們之間相互作用力的大小為F.有一個不帶電的金屬球C，大小跟A、B相同，當C跟A、B小球各接觸一次后拿開，再將A、B間距離變?yōu)?r，那么A、B間的作用力的大小可為：[ ]
A.3F/64 B.0 C.3F/82 D.3F/16
2.如圖14-1所示，A、B、C三點在一條直線上，各點都有一個點電荷，它們所帶電量相等.A、B兩處為正電荷，C處為負電荷，且BC=2AB.那么A、B、C三個點電荷所受庫侖力的大小之比為________.
3.真空中有兩個點電荷，分別帶電q1=5×10-3C，q2=-2×10-2C，它們相距375px，現(xiàn)引入第三個點電荷，它應帶電量為________，放在________位置才能使三個點電荷都處于靜止狀態(tài).
4.把一電荷Q分為電量為q和(Q-q)的兩部分，使它們相距一定距離，若想使它們有最大的斥力，則q和Q的關系是________.
說明：
1.點電荷是一種理想化的物理模型，這一點應該使學生有明確的認識.
2.通過本書的例題，應該使學生明確地知道，在研究微觀帶電粒子的相互作用時為什么可以忽略萬有引力不計.
3.在用庫侖定律進行計算時，要用電荷量的絕對值代入公式進行計算，然后根據是同種電荷，還是異種電荷來判斷電荷間的相互作用是引力還是斥力.
4.庫侖扭秤的實驗原理是選學內容，但考慮到庫侖定律是基本物理定律，庫侖扭秤的實驗對檢驗庫侖定律具有重要意義，所以希望教師介紹給學生，可利用模型或掛圖來介紹.
高中物理選修1-1《電荷庫侖定律》教案【二】
教學準備
教學目標
(一)知識與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.知道電量的概念.
2.知道摩擦起電，知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開.
3.知道靜電感應現(xiàn)象，知道靜電感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開.
4.知道電荷守恒定律.
5.知道什么是元電荷.
(二)過程與方法
1、通過對初中知識的復習使學生進一步認識自然界中的兩種電荷
2、通過對原子核式結構的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開.但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數和不變。
(三)情感態(tài)度與價值觀
通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質
教學重難點
重點：電荷守恒定律
難點：利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題。
教學過程
(一)引入新課：新的知識內容，新的學習起點.本章將學習靜電學.將從物質的微觀的角度認識物體帶電的本質，電荷相互作用的基本規(guī)律，以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質。
【板書】第一章 靜電場
復習初中知識：
【演示】摩擦過的物體具有了吸引輕小物體的性質，這種現(xiàn)象叫摩擦起電，這樣的物體就帶了電.
【演示】用絲綢摩擦過的玻璃棒之間相互排斥，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒之間也相互排斥，而玻璃棒和硬橡膠棒之間卻相互吸引，所以自然界存在兩種電荷.同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.
【板書】自然界中的兩種電荷
正電荷和負電荷：把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷，用正數表示.把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負電荷，用負數表示.
電荷及其相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.
(二)進行新課：第1節(jié)、電荷及其守恒定律
【板書】
電荷
(1)原子的核式結構及摩擦起電的微觀解釋
原子：包括原子核(質子和中子)和核外電子。
(2)摩擦起電的原因：不同物質的原子核束縛電子的能力不同.
實質：電子的轉移.
結果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷.
(3)金屬導體模型也是一個物理模型P3
用靜電感應的方法也可以使物體帶電.
【演示】：把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A，B(參見課本圖1.1-1).可以看到A，B上的金屬箔都張開了，表示A，B都帶上了電荷.如果先把C移走，A和B上的金屬箔就會閉合.如果先把A和B分開，然后移開C，可以看到A和B仍帶有電荷;如果再讓A和B接觸，他們就不再帶電.這說明A和B分開后所帶的是異種等量的電荷，重新接觸后等量異種電荷發(fā)生中和.
【板書】(4)、靜電感應：把電荷移近不帶電的異體，可以使導體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應使物體帶電，叫做感應起電.
提出問題：靜電感應的原因?
帶領學生分析物質的微觀分子結構，分析起電的本質原因：把帶電的球C移近金屬導體A和B時，由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，使導體上的自由電子被吸引過來，因此導體A和B帶上了等量的異種電荷.感應起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開，是電荷從物體的一部分轉移到另一部分。
得出電荷守恒定律.
【板書】2、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分.
另一種表述：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數和總是保持不變。
○引導學生分析問題與練習3
3.元電荷
電荷的多少叫做電荷量.符號：Q或q 單位：庫侖 符號：C
元電荷:電子所帶的電荷量，用e表示.
注意：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數倍。就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
電荷量e的值：e=1.60×10-19C
比荷：電子的電荷量e和電子的質量me的比值,為 C/㎏
【小結】對本節(jié)內容做簡要的小結
●鞏固練習(見課件)
●作業(yè)
1.復習本節(jié)課文.
2.思考與討論：引導學生完成課本P5問題與練習1-4
說明：
1、兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識，這些在初中都已經講過，本節(jié)重點是講述靜電感應現(xiàn)象.要做好演示實驗，使學生清楚地知道什么是靜電感應現(xiàn)象.在此基礎上，使學生知道，感應起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開，使電荷從物體的一部分轉移到另一部分.本節(jié)只說明靜電感應現(xiàn)象。
2.在復習摩擦起電現(xiàn)象和講述靜電感應現(xiàn)象的基礎上，說明起電的過程是使物體中正負電荷分開的過程，進而說明電荷守恒定律.
3.要求學生知道元電荷的概念，而密立根實驗作為專題，有條件的學?？梢越M織學生選學.
教后記：
1、 學生對三種起電方式展開了激烈的討論，還例舉了生活中的靜電現(xiàn)象。
2、 對點電荷、元電荷、質子電量、電子電量之間關系下節(jié)課還要復習。
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教學準備
教學目標
教學三維目標
(一)知識與技能
1.掌握庫侖定律，要求知道點電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達，知道靜電力常量.
2.會用庫侖定律的公式進行有關的計算.
3.知道庫侖扭秤的實驗原理.
(二)過程與方法
通過演示讓學生探究影響電荷間相互作用力的因素，再得出庫侖定律
(三)情感態(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學生的觀察和探索能力
教學重難點
重點：掌握庫侖定律
難點：會用庫侖定律的公式進行有關的計算
教學過程
教學過程：
(一)復習上課時相關知識
(二)新課教學【板書】----第2節(jié)、庫侖定律
提出問題：電荷之間的相互作用力跟什么因素有關?
【演示】：帶正電的物體和帶正電的小球之間的相互作用力的大小和方向.使同學通過觀察分析出結論(參見課本圖1.2-1).
【板書】：1、影響兩電荷之間相互作用力的因素：1.距離.2.電量.
2、庫侖定律
內容表述：力的大小跟兩個點電荷的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比.作用力的方向在兩個點電荷的連線上
公式：
靜電力常量k = 9.0×109Nom2/C2
適用條件：真空中，點電荷——理想化模型
【介紹】：(1).關于“點電荷”，應讓學生理解這是相對而言的，只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以看作點電荷.嚴格地說點電荷是一個理想模型，實際上是不存在的.這里可以引導學生回顧力學中的質點的概念.容易出現(xiàn)的錯誤是：只要體積小就能當點電荷，這一點在教學中應結合實例予以糾正.
(2).要強調說明課本中表述的庫侖定律只適用于真空，也可近似地用于氣體介質，對其它介質對電荷間庫侖力的影響不便向學生多作解釋，只能簡單地指出：為了排除其他介質的影響，將實驗和定律約束在真空的條件下.
擴展：任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的.任意兩點電荷之間的作用力都遵守庫侖定律.用矢量求和法求合力.
利用微積分計算得：帶電小球可等效看成電量都集中在球心上的點電荷.
靜電力同樣具有力的共性，遵循牛頓第三定律，遵循力的平行四邊形定則.
【板書】：3、庫侖扭秤實驗(1785年，法國物理學家.庫侖)
【演示】：庫侖扭秤(模型或掛圖)介紹：物理簡史及庫侖的實驗技巧.
實驗技巧：(1).小量放大.(2).電量的確定.
【例題1】：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.
分析：這個問題不用分別計算電子和質子間的靜電引力和萬有引力，而是列公式，化簡之后，再求解.
解：電子和質子間的靜電引力和萬有引力分別是
可以看出，萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似，表述的都是力，這是相同之處;它們的實質區(qū)別是：首先萬有引力公式計算出的力只能是相互吸引的力，絕沒有相排斥的力.其次，由計算結果看出，電子和質子間的萬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，主要考慮靜電力，萬有引力雖然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不計.
【例題2】：詳見課本P9
【小結】對本節(jié)內容做簡要的小結
(三)鞏固練習
復習本節(jié)課文及閱讀科學漫步
引導學生完成問題與練習，練習1、2、4，作業(yè)紙。
參考題
1.真空中有兩個相同的帶電金屬小球A和B，相距為r，帶電量分別為q和2q，它們之間相互作用力的大小為F.有一個不帶電的金屬球C，大小跟A、B相同，當C跟A、B小球各接觸一次后拿開，再將A、B間距離變?yōu)?r，那么A、B間的作用力的大小可為：[ ]
A.3F/64 B.0 C.3F/82 D.3F/16
2.如圖14-1所示，A、B、C三點在一條直線上，各點都有一個點電荷，它們所帶電量相等.A、B兩處為正電荷，C處為負電荷，且BC=2AB.那么A、B、C三個點電荷所受庫侖力的大小之比為________.
3.真空中有兩個點電荷，分別帶電q1=5×10-3C，q2=-2×10-2C，它們相距375px，現(xiàn)引入第三個點電荷，它應帶電量為________，放在________位置才能使三個點電荷都處于靜止狀態(tài).
4.把一電荷Q分為電量為q和(Q-q)的兩部分，使它們相距一定距離，若想使它們有最大的斥力，則q和Q的關系是________.
說明：
1.點電荷是一種理想化的物理模型，這一點應該使學生有明確的認識.
2.通過本書的例題，應該使學生明確地知道，在研究微觀帶電粒子的相互作用時為什么可以忽略萬有引力不計.
3.在用庫侖定律進行計算時，要用電荷量的絕對值代入公式進行計算，然后根據是同種電荷，還是異種電荷來判斷電荷間的相互作用是引力還是斥力.
4.庫侖扭秤的實驗原理是選學內容，但考慮到庫侖定律是基本物理定律，庫侖扭秤的實驗對檢驗庫侖定律具有重要意義，所以希望教師介紹給學生，可利用模型或掛圖來介紹.
高中物理選修1-1《電荷庫侖定律》教案【二】
教學準備
教學目標
(一)知識與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.知道電量的概念.
2.知道摩擦起電，知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開.
3.知道靜電感應現(xiàn)象，知道靜電感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開.
4.知道電荷守恒定律.
5.知道什么是元電荷.
(二)過程與方法
1、通過對初中知識的復習使學生進一步認識自然界中的兩種電荷
2、通過對原子核式結構的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開.但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數和不變。
(三)情感態(tài)度與價值觀
通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質
教學重難點
重點：電荷守恒定律
難點：利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題。
教學過程
(一)引入新課：新的知識內容，新的學習起點.本章將學習靜電學.將從物質的微觀的角度認識物體帶電的本質，電荷相互作用的基本規(guī)律，以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質。
【板書】第一章 靜電場
復習初中知識：
【演示】摩擦過的物體具有了吸引輕小物體的性質，這種現(xiàn)象叫摩擦起電，這樣的物體就帶了電.
【演示】用絲綢摩擦過的玻璃棒之間相互排斥，用毛皮摩擦過的硬橡膠棒之間也相互排斥，而玻璃棒和硬橡膠棒之間卻相互吸引，所以自然界存在兩種電荷.同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.
【板書】自然界中的兩種電荷
正電荷和負電荷：把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷，用正數表示.把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負電荷，用負數表示.
電荷及其相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引.
(二)進行新課：第1節(jié)、電荷及其守恒定律
【板書】
電荷
(1)原子的核式結構及摩擦起電的微觀解釋
原子：包括原子核(質子和中子)和核外電子。
(2)摩擦起電的原因：不同物質的原子核束縛電子的能力不同.
實質：電子的轉移.
結果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷.
(3)金屬導體模型也是一個物理模型P3
用靜電感應的方法也可以使物體帶電.
【演示】：把帶正電荷的球C移近彼此接觸的異體A，B(參見課本圖1.1-1).可以看到A，B上的金屬箔都張開了，表示A，B都帶上了電荷.如果先把C移走，A和B上的金屬箔就會閉合.如果先把A和B分開，然后移開C，可以看到A和B仍帶有電荷;如果再讓A和B接觸，他們就不再帶電.這說明A和B分開后所帶的是異種等量的電荷，重新接觸后等量異種電荷發(fā)生中和.
【板書】(4)、靜電感應：把電荷移近不帶電的異體，可以使導體帶電的現(xiàn)象。利用靜電感應使物體帶電，叫做感應起電.
提出問題：靜電感應的原因?
帶領學生分析物質的微觀分子結構，分析起電的本質原因：把帶電的球C移近金屬導體A和B時，由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，使導體上的自由電子被吸引過來，因此導體A和B帶上了等量的異種電荷.感應起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開，是電荷從物體的一部分轉移到另一部分。
得出電荷守恒定律.
【板書】2、電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分.
另一種表述：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數和總是保持不變。
○引導學生分析問題與練習3
3.元電荷
電荷的多少叫做電荷量.符號：Q或q 單位：庫侖 符號：C
元電荷:電子所帶的電荷量，用e表示.
注意：所有帶電體的電荷量或者等于e，或者等于e的整數倍。就是說，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。
電荷量e的值：e=1.60×10-19C
比荷：電子的電荷量e和電子的質量me的比值,為 C/㎏
【小結】對本節(jié)內容做簡要的小結
●鞏固練習(見課件)
●作業(yè)
1.復習本節(jié)課文.
2.思考與討論：引導學生完成課本P5問題與練習1-4
說明：
1、兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識，這些在初中都已經講過，本節(jié)重點是講述靜電感應現(xiàn)象.要做好演示實驗，使學生清楚地知道什么是靜電感應現(xiàn)象.在此基礎上，使學生知道，感應起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開，使電荷從物體的一部分轉移到另一部分.本節(jié)只說明靜電感應現(xiàn)象。
2.在復習摩擦起電現(xiàn)象和講述靜電感應現(xiàn)象的基礎上，說明起電的過程是使物體中正負電荷分開的過程，進而說明電荷守恒定律.
3.要求學生知道元電荷的概念，而密立根實驗作為專題，有條件的學?？梢越M織學生選學.
教后記：
1、 學生對三種起電方式展開了激烈的討論，還例舉了生活中的靜電現(xiàn)象。
2、 對點電荷、元電荷、質子電量、電子電量之間關系下節(jié)課還要復習。
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