2017-2018学年度人教版选修3-1 1.2库伦定律 教案(3)
2017-2018学年度人教版选修3-1 1.2库伦定律 教案(3)第3页

  师生活动:

  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?

  简要介绍物理学史:类比法的成功

  1.普利斯特利(1733~1804):德国人,氧气的发现者,化学家。

  2.富兰克林的空罐实验

  用丝线将一小块软木悬挂在带电金属罐外的附近,软木受到吸引。但把它悬挂在罐内时,不论在罐内何处,它都不受电力。当富兰克林写信将这一现象告之普利斯特利后,普氏想到:1687年牛顿曾证明:万有引力若服从平方反比定律,则均匀的物质球壳对壳内物体应无作用。普利斯特利将空罐实验与牛顿推理类比,联想到电力也表现了这种特性,所以也应遵从平方反比定律。

  [事件4]

  教学任务:库仑定律的内容

  师生活动:

  1.定律内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们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.公式:F=k,其中k为静电力常量,k=9.0×10-9 N·m2/C2。

  3.特别说明:

  (1)关于"点电荷",应让学生理解这是相对而言的,只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略,带电体就可以看做点电荷。严格地说点电荷是一个理想模型,实际上是不存在的。

  这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念。容易出现的错误是:只要体积小就能当点电荷,这一点在教学中应结合实例予以纠正。

  (2)要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空,也可近似地用于气体介质,对其他介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释,只能简单地指出:为了排除其他介质的影响,将实验和定律约束在真空的条件下。

  (3)扩展:任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律。用矢量求和法求合力。利用微积分计算得:带电小球可等效看成电荷量都集中在球心上的点电荷。静电力同样具有力的共性,遵循牛顿第三定律,遵循力的平行四边形定则。

  [事件5]

  教学任务:介绍库仑扭秤实验

  师生活动:利用图片加文字说明的形式展现人类对静电力的探究过程。

  片段一:1767年,英国物理学家普利斯特利通过实验发现静电力与万有引力的情况非常相似,为此他首先提出了静电力平方成反比定律猜测。

  片段二:1772年,英国物理学家卡文迪许遵循普利斯特利的思想以实验验证了电力平方反比定律。

  片段三:1785年法国物理学家库仑设计制作了一台精确的扭秤,用扭秤实验证明了同号电荷的斥力遵从平方反比律,用振荡法证明异号电荷的吸引力也遵从平方反比定律。

  

库仑扭秤实验的验证过程(投影加解说)