本节教学要突出科学家探究科学的思想方法:
(1)对问题的简化:点电荷;真空。
(2)类比猜想。
(3)巧妙的实验设计。
要启发学生:你想想,点电荷之间的相互作用力F与电荷量q1、q2以及之间的距离成什么关系呢?
要引导学生进行类比:两个质点之间的万有引力(平方反比)→两个点电荷之间的静电力可能也遵守平方反比规律。
* 了解库仑扭秤实验及其所蕴含的设计思想
库仑实验巧妙的设计思想:(1)发明了库仑扭秤,将微小电力的测量转化为角度的测量,很好地实现了小量的放大;(2)利用两个相同金属球电荷等量分配的原理,很好地控制了带电体电荷量的成倍变化;(3)把装置放在封闭的容器里,防止外界的干扰。
* 利用库仑定律公式求解静力学问题,只限于运用直角三角形知识
* 利用库仑定律公式与其他动力学规律,求解力学与电学综合的问题,只要求所受各力在同一直线的情形
这两条说明对涉及库仑力的静力学问题与动力学问题分别在难度上做了一些限制。
第三节 电场强度
* 了解试探电荷的作用,理解对试探电荷量和试探电荷尺寸的要求
试探电荷是一个理想化的模型,用试探电荷研究电场的性质的过程,实际上是一个思想实验的过程,因为所有利用试探电荷的操作都只是在思想中进行的。试探电荷是量度电场强弱的工具,跟其他量度工具一样,它的引入可能会对量度的对象产生影响。教学时可以利用类比的方法帮助学生认识这一道理。例如,将一根直尺插入杯内以测量水的深度,直尺的插入会改变水的深度。为了使尺的插入不致于影响测量结果,应当要求尺子极细。同样,要使试探电荷引入不致于影响原来的电场,应当要求试探电荷的电荷量极小;为了能够精确地测出某个点的电场强度,试探电荷的线度要极小。
* 经历场强概念的建立的过程,进一步认识用比值定义物理量的方法
用比值定义物理量,是物理学常用的一种方法,学生在以前也已有所接触,而在以后还要频繁接触。例如,电势和电容的定义,电阻和电阻率的定义,磁感应强度的定义,等等,所以,应使学生有对这种定义方法有比较深刻的理解。应使学生通过思想实验过程看到,在电场中某一个点放入不同的试探电荷,电荷受到的电场力不同,但电场力与电荷量的比值F/q相同,比值F/q的大小与放入的试探电荷无关;在电场中不同的点,放入不同的试探电荷,比值F/q不同。所以,比值F/q反映的是电场本身的性质。
* 不要求了解电磁场的产生机理,本节不要求了解电磁场
关于电磁场,教材是为了说明电场具有物质性而引出的。但其实这种论证的理由并不