2017-2018学年人教版选修3-1 1.2 库仑定律 教案
2017-2018学年人教版选修3-1 1.2 库仑定律 教案第4页

(请同学阅读教材第6页,学习"库仑定律"的内容.)

1.库仑定律的内容: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.

教师提问:请同学们仔细阅读定律内容,并考虑:库仑定律是否有使用条件?

2.库仑定律的使用条件:①真空中;②两个点电荷之间相互作用.

教师提问:请同学们思考什么是点电荷?它有什么特点?

教师提示:可以从距离和形状及电荷分布等方面考虑.

3.点电荷:当带电体间的距离比它们自身的大小大很多,以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略时,这样的带电体就可以看作带电的点,叫做点电荷.

教师及时和质点类比教学,强化学生理解.

提问:我们在力学中学过质点的概念,请同学们回忆质点的特点是什么?点电荷和质点有没有相似之处?

(设计意图:先由库仑定律内容引出库仑定律的使用条件,借助质点的概念理解点电荷的概念,让学生更容易接受新知.)

【巩固练习】

关于点电荷的概念,下列说法正确的是(  )

A.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷

B.只有体积很小的带电体才能看作点电荷

C.体积很大的带电体一定不能看作点电荷

D.对于任何带电球体,总可把它看作电荷全部集中在球心的点电荷

(设计意图:通过练习培养学生的自主学习能力.通过学习"点电荷"培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力.) 1.结构简介

如图A是带电小球,B是不带电的小球,B与A的重力平衡,另一带电小球C靠近A时,A与C的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度比较力的大小.

2.研究方法--控制变量法

(1)控制电荷量Q不变,验证静电力F与r2关系;

(2)控制带电小球之间的距离r不变,验证静电力F和电荷量Q的关系.

3.思想方法

(1)小量放大思想;

(2)电荷均分原理.

提问:库仑的那个年代还不能测量物体所带的电荷量,他是怎样解决这个问题的?

4.库仑定律的表达式:________,其中k是______,叫做________,k的数值为________.

(设计意图:通过学习"库仑的实验",帮助学生了解库仑定律表达式的得出过程,体会控制变量的科学研究方法.)

【深化探究】

教师提问:(1)根据公式F=k推导出当r→0时F→∞,你认为正确吗?

(2)均匀的带电金属球,不论距离远近都可以看作点电荷吗?

教师总结:(1)点电荷是一种理想化的模型,实际上并不存在.

(2)只有带电体间距远大于其自身的大小时,才能被看作点电荷,因此不存在r→0的时候,当然也就不存在F→∞.

(3)金属球内有自由电荷,在其他带电体的作用下电荷会重新分布,当金属球自身大小与其间距相比不可忽略的时候,就不会是均匀的带电体,也就不能被看作点电荷.

【例题1】 氢原子核(即质子)的质量是1.67×10-27 kg,电子的质量是9.1×10-31 kg,在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11 m.试比较氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力.

【例题2】 真空中有三个点电荷,它们固定在边长为50 cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2×10-6 C,求它们各自所受的库仑力.