高中物理库仑定律知识点 高中物理库仑定律教案
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高中物理库仑定律教案
库仑定律是静止点电荷相互作用力的规律，是高中物理一个重要的知识点，下面我为你整理了高中物理库仑定律教案，希望对你有帮助。
物理库仑定律教案(教学目标)
1.掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律.
2.会用库仑定律进行有关的计算.
能力目标：
1.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.
2.渗透控制度量的科学研究方法
德育目标：
通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点.
物理库仑定律教案(重难点)
教学重点：
库仑定律和库仑力的教学.
教学难点：
关于库仑定律的教学
物理库仑定律教案(教学方法)
实验归纳法、讲授
库仑定律教学过程：
一、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
提问：那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢?
结论、电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关，电量越大，距离越近，作用力就越大;反之电量越小，距离越远，作用力就越小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。
电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关，那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢?
早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律.
二、库仑定律：
1.内容：真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
2.库仑定律表达式：
3.对库仑定律的理解：
(1) 库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。
a：不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷.
b：点电荷是一种理想化模型.
c：介绍把带电体处理为点电荷的条件.
d：库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力，但是任一带电体都可看成是由许多点电荷组成的，据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力大小和方向.
(2)K：静电力恒量。重要的物理常数K=9.0×109Nm2/C2，其大小是用实验方法确定
的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F：N、Q：C、r：m。
(3)关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，使用公式计算时，点电
荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向即可。
(4)库仑力也称为静电力，它具有力的共性。它与高一时学过的重力，弹力，摩
擦力是并列的。它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵从平行四边形法则，与其它的力平衡，使物体发生形变，产生加速度。若点电荷不是静止的，而是存在相对运动，那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外，还存在相互作用的磁场力。
(5) ,F是Q1与Q2之间的相互作用力，F是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。不能理解为Q11Q2，受的力也不等。
三、库仑研究定律的过程
1.提出假设
2.做出假说
3.实验探究:
(1)实验构思
(2)实验方案
(3)对假说进行进行修正和推广
4.思考：(1)库仑通过什么方法比较力的大小?
(2)库仑通过什么方法比较电荷量的大小?
5.研究方法：控制变量法.
实验方案：
a.q1、q2一定时，探究F与r的关系
结论：F∝1/r2
b.r一定时，探究F与的q1、q2关系
结论：即 F ∝q1q2
6.思想方法:
(1)小量放大思想
(2)电荷均分原理
四、库仑定律的应用
完成课本例题1和例题2.
五、课堂训练:
1、下列说法中正确的是：(AD)
A .点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的.
B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C .根据 可知，当r趋近于0 时,F趋近于∞
D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研
究的问题的影响是否可以忽略不计.
2、两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5×10?5 C的正电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带+1.5×10?5 C和?1.5×10?5 C的电量时，相互作用力为F2 , 则( )
A.F1 = F2 B.F1 F2 D.无法判断
3、已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg，它们之间的距离为5.3×10-11m(结果保留一位有效数值)
(1)它们之间的万有引力?
(2)异种电荷相互吸引质子给电子的的引力为多少?
(3)电子给质子的库仑力?
(4)电子绕质子运动的向心力由谁提供?
(5)在电子、质子连线的垂直平分线上放一电子，与质子、电子构成等边三角形，求此时质子受到的合力?
答案：F引=3.6×10-47N F电=8.2×10-8N F电=8.2×10-8N F合=14.2×10-8N
物理库仑定律教案(小结)
(1)电荷间相互作用规律：同性相斥，异性相吸，大小用库仑定
(2)电荷间作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。
(3)库仑定律适用条件：真空中静止点电荷间的相互作用力(均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可)。
2021教师资格面试:高中物理《库仑定律》教案
一、教学目标
1.明确点电荷是理想实验模型以及带电体视为点电荷的条件;掌握库仑定律内容及表达式;掌握对两电荷间相互作用的探究过程。
2.通过本节课的学习，体会科学研究中的理想模型法。
3.通过静电力与万有引力定律的对比，体会自然规律的多样性与统一性。
二、教学重难点
【重点】库仑定律的理解与应用。
【难点】库仑定律的探究过程。
三、教学过程
环节一：新课导入
复习导入：万有引力定律
提问：结合之前学习的内容，万有引力的研究对象?
学生：两个质点之间的引力作用;
继续提问：两个电荷间作用力大小的影响因素是否与万有引力相似?
引出本节课课题——库仑定律。
环节二：新课讲授
(一)库仑力大小的影响因素
(1)猜想——类比推理
教师提问：结合万有引力的内容对电荷间相互作用力的影响因素进行猜想?
学生：点电荷之间的作用力有可能与点电荷之间的距离以及电荷的带电量有关。
(2)实验原理——控制变量法
教师追问：如何通过实验的方法进行验证?
学生：研究多种变量时借助控制变量法进行实验探究。
(3)演示实验——间接测量法
教师多媒体演示：带电小球靠近悬挂在丝线上的带同种电荷的泡沫小球的实验。并提问学生如何根据所展示的实验仪器判断电荷间作用力的大小。
学生：转换的思想，将作用力的大小转化为小球的偏转角度。
教师提问：实验中要改变的量为?
学生：距离或电荷带电量不同时小球的偏转角度。
教师进行演示实验并请学生总结影响因素。
(二)库伦定律
(1)库仑定律内容
教师结合多媒体展示给学生讲解物理学史中库伦对静电力规律的探索。
(2)库仑定律的条件
教师：结合上述的实验过程推测库伦定律的适用条件。
学生：小球可类比为之前所学的点电荷的概念，并最后参考为静止时小球的偏转角度，猜测条件为静止的点电荷。
教师肯定其发言并补充静止的条件。
(三)扭成实验
(1)库伦扭杆实验
教师：库仑定律所得出的物理量间的定量关系是如何测量的?其难点可能是什么?并提醒学生可以参照之前所学的卡文迪许扭称实验。
学生：偏转量很小不宜测量，可用放大转换法。
教师通过多媒体介绍库伦扭杆实验，通过动画演示让学生发现探究力与距离的关系。
学生定性分析后让学生阅读课本找到比例系数为静电力常量和其单位。
(四)库仑力与万有引力大小关系
教师：结合导入课题时的问题以及两种力的比例系数，猜测万有引力与库仑力的大小关系。
学生：一般情况下，库仑力远远大于万有引力。
环节三：巩固提高
练习：通过课后练习题的形式让学生进行库仑力和万有引力的计算并进行比较，体会万有引力和库仑力的大小关系。
环节四：小结作业
小结：师生共同总结本节课的相关知识点。
作业：思考库仑力是否可以使用机械力的合成与分解方法。
四、板书设计
高一物理《库仑定律》课件
【教学目标】
知识与技能：
1.知道点电荷的概念，理解并掌握库仑定律的含义及其表达式;
2.会用库仑定律进行有关的计算;
3.知道库仑扭称的原理。
过程与方法：
1.通过学习库仑定律得出的过程，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程，学会通过间接手段测量微小力的方法;
2.通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。
情感、态度和价值观：
1.通过对点电荷的研究，让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义;
2.通过静电力和万有引力的类比，让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。
【教学重点】
1.建立库仑定律的过程;
2.库仑定律的应用。
【教学难点】
库仑定律的实验验证过程。
【教学方法】
实验探究法、交流讨论法。
【教学过程和内容】
<引入新课>同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。
<库仑定律的发现>
活动一：思考与猜想
同学们，电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的，
因此，我们应该研究带电体间的相互作用。可是，生活中带电体的大小和形状是多种多样的，这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。
早在300多年以前，伟大的牛顿在研究万有引力的同时，就曾对带电纸片的运动进行研究，可是由于带电纸片太不规则，牛顿对静电力的研究并未成功。
(问题1)大家对研究对象的选择有什么好的建议吗?
在静电学的研究中，我们经常使用的带电体是球体。
(问题2)带电体间的作用力(静电力)的大小与哪些因素有关呢?
请学生根据自己的生活经验大胆猜想。
<定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系
实验表明：电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大;随距离r的增大而减小。
(提示)我们的研究到这里是否可以结束了?为什么?
这只是定性研究，应该进一步深入得到更准确的定量关系。
(问题3)静电力F与r，q之间可能存在什么样的定量关系?
你觉得哪种可能更大?为什么?(引导学生与万有引力类比)
活动二:设计与验证
<实验方法>
(问题4)研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法?
控制变量法——(1)保持q不变，验证F与r2的反比关系;
(2)保持r不变，验证F与q的正比关系。
<实验可行性讨论>.
困难一：F的测量(在这里F是一个很小的力，不能用弹簧测力计直接测量，你有什么办法可以实现对F大小的间接测量吗?)
困难二:q的测量(我们现在并不知道准确测定带电小球所带的电量的方法，要研究F与q的定量关系，你有什么好的想法吗?)
(思维启发)有这样一个事实：两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。
——这说明了什么?(说明球接触后等分了电荷)
(追问)现在，你有什么想法了吗?
<实验具体操作>定量验证
实验结论：两个点电荷间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。
<得出库仑定律>同学们，我们一起用了大约20分钟得到的这个结论，其实在物理学发展史上，数位伟大的科学家用了近30年的时间得到的并以法国物理学家库仑的名字来命名的库仑定律。
启示一:类比猜想的价值
读过牛顿著作的人都可能推想到：凡是表现这种特性的相互作用都应服从平方反比定律。这似乎用类比推理的方法就可以得到电荷间作用力的规律。正是这样的类比，让电磁学少走了许多弯路，形成了严密的定量规律。马克·吐温曾说“科学真是迷人，根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多的收获!”。科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想，才是最具有创造力的思维活动。然而，英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被征服!”
启示二：实验的精妙
1785年库仑在前人工作的基础上，用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。(库仑扭称实验的介绍：这个实验的设计相当巧妙。把微小力放大为力矩，将直接测量转换为间接测量，从而得到静电力的作用规律——库仑定律。)
<讲解库仑定律>
1.内容：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.数学表达式：
(说明)，叫做静电力常量。
3.适用条件：(1)真空中(一般情况下，在空气中也近似适用);
(2)静止的;
(3)点电荷。
(强调)库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的题目：
<达标训练>
例题1：(通过定量计算，让学生明确对于微观带电粒子，因为静电力远远大于万有引力，所以我们往往忽略万有引力。)
(过渡)两个点电荷的静电力我们会求解了，可如果存在三个电荷呢?
(承前启后)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此，多个点电荷对同一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
例题2：(多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律，另一方面，也为下一节电场强度的叠加做铺垫。)
(拓展说明)库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力，但是任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以，如果知道了带电体的电荷分布，就可以根据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。
<本堂小结>
板书设计：
<课外拓展>
1.课本第8页的“科学漫步”栏目，介绍的是静电力的应用。你还能了解更多的应用吗?
2.万有引力与库仑定律有相似的数学表达式，这似乎在预示着自然界的和谐统一。课后请同学查阅资料，了解自然界中的“四种基本相互作用”及统一场理论。
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