電荷 庫侖定律課題設(shè)計(jì)
（南昌一中余龍老師參加全國物理青年大賽獲一等獎(jiǎng)?wù)n題設(shè)計(jì)）
一、知識(shí)與技能目標(biāo)
1、知道三種起電方式及本質(zhì)，學(xué)會(huì)使物體帶電。
2、知道電荷守恒定律。
3、知道什么是元電荷。
4、掌握庫侖定律，要求知道點(diǎn)電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式，知道靜電力常量。
5、會(huì)用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算
二、過程與方法目標(biāo)。
1、通過物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過程，了解物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)和模型的研究方法。
2、學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷探究物理規(guī)律的過程，了解庫侖等科學(xué)家得出物理規(guī)律的過程，逐步提高分析解決問題以及交流、合作的能力。
三、情感目標(biāo)與價(jià)值目標(biāo)。
1、滲透突出主要因素，忽略次要因素的辯證唯物主義思想。
2、從學(xué)生生活中常見的物理現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生極大學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生敢于提問，勇于探究的精神。
四、重點(diǎn)和難點(diǎn)。
1、學(xué)會(huì)使物體起電的方式。
2、庫侖定律探究及定律。
五、實(shí)驗(yàn)用具
有機(jī)玻璃棒、絲綢、毛皮、橡膠棒、鋁箔球、球形絕緣導(dǎo)體、絕緣的絲線、絕緣的支架、鐵架臺(tái)，泡沫塑料，驗(yàn)電器，驗(yàn)電羽，枕形導(dǎo)體，庫侖定律定量裝置，靜電鈴裝置。
六、教學(xué)方法
演示實(shí)驗(yàn)、分組探究實(shí)驗(yàn)、老師和學(xué)生共同探究實(shí)驗(yàn)、討論、多媒體輔助。
第一部分：引入新課：
利用一段錄像：自然界的電現(xiàn)象??播放一段閃電視頻、美麗的燈光夜景??大連幾處著名的建筑物夜景、高科技??神州六號(hào)、三峽大壩；（從情感價(jià)值上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探究欲望）
第二部分：研究三種起電方式
1、實(shí)驗(yàn)：枕形導(dǎo)體帶電實(shí)驗(yàn)。
介紹：我用裝椰奶的罐子和一個(gè)驗(yàn)電器改裝的儀器，如果它帶電，驗(yàn)電器的金屬鉑片就會(huì)張開，我做了兩個(gè)，一個(gè)A一個(gè)B。
引言：把兩個(gè)絕緣的導(dǎo)體緊密接觸，使之成為一個(gè)整體，我用毛皮摩擦泡沫使泡沫帶電，看！移近導(dǎo)體，看！金屬鉑片張開了一個(gè)角度，我再把泡沫移開，看！金屬鉑片怎樣?（閉合），再做一遍，注意實(shí)驗(yàn)步驟，第一步，毛皮摩擦泡沫；第二步，移近導(dǎo)體AB；第三步，先把AB導(dǎo)體分開；第四步，注意看！拿走泡沫。
提問：1、你們看到了什么？（張角依然存在或AB帶電）。
2、如果把A、B再靠在一起又會(huì)怎樣呢？（閉合，不帶電）。
引言：這些現(xiàn)象的原因是什么呢？讓我們用動(dòng)畫來模擬演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)（如圖1、2所示）（請


圖1 圖2
同學(xué)回答）
提問：1、AB不帶電的原因（引導(dǎo)，是不是由于內(nèi)部沒有電荷）
學(xué)生可能回答：（1）不是，正負(fù)等量（2）正負(fù)電荷個(gè)數(shù)相等（正負(fù)電荷量相等）
動(dòng)畫：第一二步后（提問1），三四步后（提問2）提出說明這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)現(xiàn)象，用靜電感應(yīng)的方法使物體帶電叫感應(yīng)起電。
（板書2、起電方式：摩擦、感應(yīng)）
提問：1、你看到AB導(dǎo)體中的正負(fù)電荷發(fā)生了什么變化？為什么？
學(xué)生可能回答：1、負(fù)電荷發(fā)生了移動(dòng)，同種電荷互相排斥。
提問：2、A、B帶電的原因是什么呢？
學(xué)生可能回答：1、分開后A中負(fù)電荷不能回到B中。（由于AB電荷不等量所以帶電）
2、B得電子、A失電子。
3、不會(huì)（提示：不帶電得原因是正負(fù)電荷不等量，現(xiàn)在呢？）
提問：3、為何A、B帶電后重新靠在一起又不帶電呢。
學(xué)生回答：1、負(fù)電荷又回來了（怎么會(huì)回來，正負(fù)相吸、發(fā)生中和）。
2、正負(fù)電荷又等量了（說明電荷總量保持不變）
2、學(xué)生分組感應(yīng)起電實(shí)驗(yàn)
引言：桌上有一個(gè)帶電金屬球形導(dǎo)體，想想怎樣用感應(yīng)起電的方式讓它帶電，剛剛的實(shí)驗(yàn)里有兩個(gè)導(dǎo)體AB，我們把這個(gè)球看作是導(dǎo)體A，那B呢（大家討論一下，怎么做，分幾步做），（在學(xué)生中間指導(dǎo)），做完后檢驗(yàn)，（故意用手摸一下驗(yàn)電器或驗(yàn)電羽，沒電了）。我們再用動(dòng)畫（如圖3、4）來模擬一下剛剛的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

圖3 圖4
提問：1、請一位同學(xué)回答導(dǎo)體球是如何帶電的。（提示：按實(shí)驗(yàn)步驟思考）
2、如何讓導(dǎo)體球的電量減少（討論）
學(xué)生可能回答：（1）、用手摸一下球，再用驗(yàn)電羽檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其已不帶電。（太快了，怎樣慢慢的減少）
（2）、用小的導(dǎo)體球與大金屬球接觸后（再與驗(yàn)電羽接觸，發(fā)現(xiàn)小導(dǎo)體球已帶電）。
提問：3、還要減少呢，再靠，有用嗎？（要用手摸一下小球）。
引言：我們用小球接觸帶電的大球使小球帶電，不是摩擦吧，也不是感應(yīng)吧，這種起電方式稱為（板書：接觸起電）
3、起電（板書：本質(zhì)）、電荷守恒
提問：1、起電的原因是什么？（使物體帶電的過程有沒有電荷的增加或減少？這種起電的原因又叫做起電的本質(zhì)）
引言：很好本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移，比如說摩擦和接觸是電荷由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，而靜電感應(yīng)則是電荷從物體的一個(gè)部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分，轉(zhuǎn)移過程中蘊(yùn)涵著怎樣的規(guī)律呢？（總量保持不變），這就是（板書：電荷守恒定律）。
4、元電荷（板書e=1.6x10-19 C）
引言：使物體帶電是由于電荷的移動(dòng)，假設(shè)一個(gè)電子的帶電量是e，得到一個(gè)電子的物
體帶電量為e，得到n個(gè)電子呢，ne，引出元電荷的概念。
比荷：實(shí)際運(yùn)算中還常引入電子的比荷。
第三部分 庫侖定律研究
（1）轉(zhuǎn)架實(shí)驗(yàn)： 毛皮摩擦后的橡膠棒放在絕緣轉(zhuǎn)架上，用另一根橡膠棒與毛皮摩擦后相互靠近（現(xiàn)象同種電荷相互排斥），然后用一根玻璃棒與絲綢摩擦之后，靠近轉(zhuǎn)架上的橡膠棒（現(xiàn)象異種電荷相互吸引）
引言：剛剛我們學(xué)習(xí)了如何讓物體帶電，下面我們將研究兩個(gè)帶電體之間的相互作用力的大小和方向怎樣。
提問：1）放在遠(yuǎn)、近不同的位置，觀察現(xiàn)象有何不同。說明了什么問題？
回答：1）越近轉(zhuǎn)的越快，說明作用力越大。
2）相互排斥（引導(dǎo)：靠的越近轉(zhuǎn)動(dòng)的越怎樣，作用力越怎樣）
3）相互作用越明顯（說明作用力越大）
最后說明作用力與距離有關(guān)系。
2）絲綢輕摩一下玻璃棒，則電荷量比摩擦幾次小一點(diǎn)，你又看到了什么現(xiàn)象，說明了什么問題？
回答：與上相同
最后說明作用力與電荷量有關(guān)系。
（2）庫侖定律分組實(shí)驗(yàn)（如圖5所示）

圖5
引言：通過剛剛的實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)作用力與距離和電荷量有關(guān)，那到底它們之間有怎
樣的關(guān)系呢？就請同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究一下，首先要有兩個(gè)帶電體，金屬球和金
屬鉑片。
請問：如何使它們帶電（討論）？
學(xué)生：球感應(yīng)，鉑片接觸。（若說摩擦，則告訴大家，金屬很難摩擦起電）。
引言：很好，現(xiàn)在有兩個(gè)帶電體，你又怎樣判斷它們之間相互作用力的大小呢？
回答：力越大，繩擺得越高（引導(dǎo)：它們帶同種電荷，互相排斥，有力懸線會(huì)上擺，力越大，擺角會(huì)怎樣變化？）
請問：如何改變距離和電量？
回答：移近移遠(yuǎn)、用手摸，用球靠
實(shí)驗(yàn)完成后請大家回答結(jié)論
（3）庫侖定律定量實(shí)驗(yàn)（用簡單的儀器實(shí)現(xiàn)較好的實(shí)驗(yàn)效果）
3、庫侖定律內(nèi)容、表達(dá)式、條件、方向
表達(dá)式（板書：2、F＝。。。）其中的k表示的是靜電力常量。想想有單位嗎？根據(jù)導(dǎo)出單位的規(guī)則可得（板書：K＝。。。），我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)公式與萬有引力的公式很相似吧，它們會(huì)不會(huì)有什么內(nèi)在聯(lián)系呢，科學(xué)家們對這方面進(jìn)行了很多研究，大物理學(xué)家愛因斯坦在晚年就曾做過這方面的研究，將來大家也可以向科學(xué)家們一樣去探究一下這個(gè)問題。從庫侖定律中我們還可以發(fā)現(xiàn)它的適用條件是真空中的點(diǎn)電荷（幻燈），點(diǎn)電荷是一個(gè)理想化的模型，什么電荷能看成是點(diǎn)電荷呢（幻燈），簡單講，點(diǎn)電荷就是帶電的質(zhì)點(diǎn)。大小用公式可求，方向就在他們的連線上，同種電荷互相排斥、異種電荷互相吸引。
第四部分：例題講解、靜電鈴結(jié)束
例題：學(xué)習(xí)完概念規(guī)律后，我們通過例題來加深理解。
結(jié)束：靜電得應(yīng)用非常的廣泛，請看。。。。。。，

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaoer/54993.html

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