2019-2020年高中物理 1.2《探究靜電力》教案（粵教版選修3-1）.doc

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探究靜電力 教案 一、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo) 1、理解點(diǎn)電荷的概念； 2、通過對演示實(shí)驗(yàn)的觀察和思考，概括出兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用規(guī)律； 3、掌握庫侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用； 能力目標(biāo) 1、通過對演示實(shí)驗(yàn)的觀察概括出兩種電荷之間的作用規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)的能力； 2、，通過點(diǎn)電荷模型的建立，了解理想模型方法． 情感目標(biāo) 了解人類對電荷間相互作用認(rèn)識(shí)的歷史過程，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心，體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅．滲透物理學(xué)方法的教育，運(yùn)用理想化模型方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——點(diǎn)電荷，研究真空中靜止點(diǎn)電荷間互相作用力問題——庫侖定律。 二、學(xué)法引導(dǎo) 1、用演示復(fù)習(xí)法引入，注意對比． 2、認(rèn)真觀察現(xiàn)象，理解各步的目的． 3、掌握解題的思維和方法，而不要一味的強(qiáng)調(diào)公式的記憶。 三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 1、重點(diǎn) ：使學(xué)生掌握真空中點(diǎn)電荷間作用力大小的計(jì)算及方向的判定——庫侖定律。 2、難點(diǎn) ：真空中點(diǎn)電荷間作用力為一對相互作用力，遵從牛頓第三定律，是難點(diǎn)。 四、課時(shí)安排 ：1課時(shí) 五、教具學(xué)具準(zhǔn)備 1．演示兩種電荷間相互作用：有機(jī)玻璃棒、絲綢、碎紙片、毛皮、橡膠棒（2支） 2．定性演示相關(guān)物理量間關(guān)系：鋁箔包好的草球、表面光滑潔凈的絕緣導(dǎo)體、絕緣性好的絲線、絕緣性好的支架、鐵架臺(tái)。 六、師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)：本節(jié)中實(shí)驗(yàn)較多，要做好靜電實(shí)驗(yàn)。師生要多交流、討論，要留夠思考時(shí)間。 七、教學(xué)步驟 （一）點(diǎn)電荷 對比：牛頓在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)引入質(zhì)點(diǎn) 庫侖在研究電荷間的作用時(shí)引入了點(diǎn)電荷，這是人類思維方法的一大進(jìn)步。 什么是點(diǎn)電荷：簡而言之，帶電的質(zhì)點(diǎn)就是點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷的電量、位置可以準(zhǔn)確地確定下來。正像質(zhì)點(diǎn)是理想的模型一樣，點(diǎn)電荷也是理想化模型。真正的點(diǎn)電荷是不存在的，但是，如果帶電體間的距離比它們的大小大得多，以致帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，這樣的帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。均勻帶電球體或均勻帶電球殼也可看成一個(gè)處于該球球心，帶電量與該球相同的點(diǎn)電荷。 理想模型方法是物理學(xué)常用的研究方法。當(dāng)研究對象受多個(gè)因素影響時(shí)，在一定條件下人們可以抓住主要因素，忽略次要因素，將研究對象抽象為理想模型，這樣可以使問題的處理大為簡化。 討論與交流 一個(gè)帶電體在什么情況下可以看成點(diǎn)電荷？與研究問題所要求的精確度有無關(guān)系？ （二）庫侖定律 1、方法：變量控制法 2、實(shí)驗(yàn)介紹與演示（課本第6頁） 觀察與思考 1）研究相互作用力F與距離r的關(guān)系 使A、B、C帶同種電荷，且B、C的電荷量相等，觀察B、C偏角，思考r增大時(shí)，F(xiàn)的大小如何變化，并記下你的結(jié)論。 2）研究相互作用力F與電荷量的關(guān)系 使A、B帶同種電荷，觀察B的偏角，設(shè)B原來的電荷量為Q，使不帶電的C、與B接觸一下即分開，這時(shí)B、C就各帶q/2的電荷量。保持A、B的距離不變，觀察B的偏角，思考當(dāng)B球帶的電荷量減少時(shí)，F(xiàn)的大小如何變化？ 3）綜合以上兩種情況，你的結(jié)論是什么？ 3、庫侖定律內(nèi)容：在真空中兩個(gè)電荷間作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上，這就是庫侖定律。 庫侖定律公式表示：若兩個(gè)點(diǎn)電荷q1，q2靜止于真空中，距離為r，則q1受到q2的作用力F12為 式中F12、q1、q2、r諸量單位都已確定，分別為牛（N）、庫（C）、 2019-2020年高中物理 1.2《探究靜電力》教案（粵教版選修3-1） 4、q2受到q1 的作用力F21與F12互為作用力與反作用力，它們大小相等，方向相反，統(tǒng)稱靜電力，又叫庫侖力。 介紹庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)。 補(bǔ)充：若點(diǎn)電荷不是靜止的，而是存在相對運(yùn)動(dòng)，那么它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外，還存在相互作用的磁場力。關(guān)于磁場力的知識(shí)，今后將會(huì)學(xué)到。 （三）庫侖定律的應(yīng)用 【例1】 兩個(gè)點(diǎn)電荷q1=1C、q2=1C相距r=1m，且靜止于真空中，求它們間的相互作用力。 這時(shí)F在數(shù)值上與k相等，這就是k的物理意義：k在數(shù)值上等于兩個(gè)1C的點(diǎn)電荷在真空中相距1m時(shí)的相互作用力。 【例2】 真空中有A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距10cm，B的帶電量是A的5倍。如果A電荷受到的靜電力是10－4N，那么B電荷受到的靜電力應(yīng)是下列答案中的哪一個(gè)？ A．510－4N B．0.210－4N C．10－4N D．0.110－4N 解：根據(jù)牛三定律，應(yīng)選C。 【例3】 兩個(gè)完全相同的均勻帶電小球，分別帶電量q1=2C正電荷，q2=4C負(fù)電荷，在真空中相距為r且靜止，相互作用的靜電力為F。 （1）今將q1、q2、r都加倍，相互作用力如何變？ （2）只改變兩電荷電性，相互作用力如何變？ （3）只將r 增大4倍，相互作用力如何變？ （4）將兩個(gè)小球接觸一下后，仍放回原處，相互作用力如何變？ （5）接上題，為使接觸后，靜電力大小不變應(yīng)如何放置兩球？ 答 （1）作用力不變。 （2）作用力不變。 （3）作用力變?yōu)?F／25，方向不變。 （4）作用力大小變?yōu)?F／8，方向由原來的吸引變?yōu)橥瞥猓ń佑|后電量先中和，后多余電量等分）。 【例4】 兩個(gè)正電荷q1與q2電量都是3C，靜止于真空中，相距r=2m。 （1）在它們的連線AB的中點(diǎn)O放入正電荷Q，求Q受的靜電力。 （2）在O點(diǎn)放入負(fù)電荷 Q，求Q受的靜電力。 （3）在連線上A點(diǎn)的左側(cè) C點(diǎn)放上負(fù)點(diǎn)電荷q3，q3=1C且AC=1m，求q3所受靜電力。 解 當(dāng)一個(gè)點(diǎn)電荷受到幾個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力作用時(shí)，可用力的獨(dú)立性原理求解，即用庫侖定律計(jì)算每一個(gè)電荷的作用力，就像其他電荷不存在一樣，再求各力的矢量和。 （1）（2）題電荷Q受力為零。 （3）q3受引力F31與引力F32，方向均向右，合力為： 課堂小結(jié) （1）電荷間相互作用規(guī)律：同性相斥，異性相吸，大小用庫侖定 （2）電荷間作用力為一對相互作用力，遵循牛頓第三定律。 （3）庫侖定律適用條件：真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力（均勻帶電球體間、均勻帶電球殼間也可）。 八、布置課后作業(yè)：課本8頁練習(xí) 2、3題