静电力库仑定律

第二节 静电力 库仑定律

教学目标 （一）知识与技能

1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量． 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算． 3．知道库仑扭秤的实验原理． （二）过程与方法

1．通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律。

２．通过点电荷的学习，体会理想模型方法，认识理想化模型在物理研究中的作用。 ３．通过静电力与万有引力的比较，体会类比方法在物理学发展中所起的作用。 （三）情感态度与价值观

1．培养学生的观察和探索能力。

２．通过对静电力和万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性。 重点：掌握库仑定律

难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算

教具：库仑扭秤图片．吸管、卫生纸、空易拉罐、气球、铁架台、通草球（或乒乓球）、细线 教学过程：

（一）复习上课时相关知识：电荷守恒定律、三种带电方式 （二）新课教学

趣味实验：带电吸管吸引易拉罐

带电气球吸引易拉罐

带电气球和带电吸管争夺易拉罐

提出问题学生思考讨论：

既然易拉罐两侧带相反电荷，气球为什么还能拉动易拉罐呢？ 电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？ 【板书】第2节、静电力 库仑定律

学生猜想：根据刚才的实验，电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？

带电体的形状、大小、电荷分布、电荷量、二者之间的距离等因素有关。

老师引导：研究发现，当两个带电体本身的线度比他们之间的距离小很多时，问题可以大大简化。 【板书】一、点电荷：物理学上把本身的线度比相互之间的距离小很多的带电体叫点电荷。 类比于质点，点电荷是一种理想模型，实际上不存在。 点电荷与体积大小无关。

在点电荷的条件下，上述影响电荷之间的作用力的因素只有：距离、电量 老师引导：电荷之间的相互作用力究竟与距离和电量有什么关系？ 实验与探究：（课本第十页）控制变量法

（１）作用力的大小与距离的关系。

FGta

n （２）作用力的大小跟电荷量的关系。 精确实验表明： 【板书】：二、库仑定律

１、内容表述：真空中两个点电荷之间的相互作用力Ｆ的大小，跟它们的电荷量Ｑ１、Ｑ２的乘积成正比，跟它们的距离ｒ的二次方成反比．作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥，异种电荷相吸。

1

２、公式：Fk

q1q2

r2

静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空中，点电荷——理想化模型 ３、静电力叠加原理

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．

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．

【板书】三、静电力与万有引力的比较

学生思考系列问题并讨论作答。

公式的形式 大小与那些因素有关 方向如何

所用的测量仪器有何类似？

【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧．

实验技巧：（1）．小量放大．（2）．电量的确定．

【例题1】：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．

分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．

解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是 Q1Q2 Fr2，Fm1m2F1kQ1Q2

1=k

2

=Gr2

，F=2Gm1·m2 F 19.0×109×160.×1019×160.×1019

F=×1011×910.×1031×167.×1027

=2.3×1039

26.67可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力．其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计． 【例题2】：详见课本P１２

【小结】对本节内容做简要的小结 巩固练习 1、 课后练习

2

3

板书设计

第2节、静电力 库仑定律 问题：F与什么因素有关？

带电体的形状、大小、电荷分布、电荷量、二者之间的距离

一、点电荷：物理学上把本身的线度比相互之间的距离小很多的带电体叫点电荷。 实验与探究：控制变量法

（１）作用力的大小与距离的关系。

FGta

n （２）作用力的大小跟电荷量的关系。 二、库仑定律

１、内容表述：真空中两个点电荷之间的相互作用力Ｆ的大小，跟它们的电荷量Ｑ１、Ｑ２的乘积成正比，跟它们的距离ｒ的二次方成反比．作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥，异种电荷相吸。

２、公式：Fk

q1q2

r2

静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空中，点电荷——理想化模型 ３、静电力叠加原理 三、静电力与万有引力的比较

公式的形式 大小与那些因素有关 方向如何

所用的测量仪器有何类似？

4

第二节 静电力 库仑定律

教学目标 （一）知识与技能

1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量． 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算． 3．知道库仑扭秤的实验原理． （二）过程与方法

1．通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律。

２．通过点电荷的学习，体会理想模型方法，认识理想化模型在物理研究中的作用。 ３．通过静电力与万有引力的比较，体会类比方法在物理学发展中所起的作用。 （三）情感态度与价值观

1．培养学生的观察和探索能力。

２．通过对静电力和万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性。 重点：掌握库仑定律

难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算

教具：库仑扭秤图片．吸管、卫生纸、空易拉罐、气球、铁架台、通草球（或乒乓球）、细线 教学过程：

（一）复习上课时相关知识：电荷守恒定律、三种带电方式 （二）新课教学

趣味实验：带电吸管吸引易拉罐

带电气球吸引易拉罐

带电气球和带电吸管争夺易拉罐

提出问题学生思考讨论：

既然易拉罐两侧带相反电荷，气球为什么还能拉动易拉罐呢？ 电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？ 【板书】第2节、静电力 库仑定律

学生猜想：根据刚才的实验，电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？

带电体的形状、大小、电荷分布、电荷量、二者之间的距离等因素有关。

老师引导：研究发现，当两个带电体本身的线度比他们之间的距离小很多时，问题可以大大简化。 【板书】一、点电荷：物理学上把本身的线度比相互之间的距离小很多的带电体叫点电荷。 类比于质点，点电荷是一种理想模型，实际上不存在。 点电荷与体积大小无关。

在点电荷的条件下，上述影响电荷之间的作用力的因素只有：距离、电量 老师引导：电荷之间的相互作用力究竟与距离和电量有什么关系？ 实验与探究：（课本第十页）控制变量法

（１）作用力的大小与距离的关系。

FGta

n （２）作用力的大小跟电荷量的关系。 精确实验表明： 【板书】：二、库仑定律

１、内容表述：真空中两个点电荷之间的相互作用力Ｆ的大小，跟它们的电荷量Ｑ１、Ｑ２的乘积成正比，跟它们的距离ｒ的二次方成反比．作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥，异种电荷相吸。

1

２、公式：Fk

q1q2

r2

静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空中，点电荷——理想化模型 ３、静电力叠加原理

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．

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．

【板书】三、静电力与万有引力的比较

学生思考系列问题并讨论作答。

公式的形式 大小与那些因素有关 方向如何

所用的测量仪器有何类似？

【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧．

实验技巧：（1）．小量放大．（2）．电量的确定．

【例题1】：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．

分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．

解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是 Q1Q2 Fr2，Fm1m2F1kQ1Q2

1=k

2

=Gr2

，F=2Gm1·m2 F 19.0×109×160.×1019×160.×1019

F=×1011×910.×1031×167.×1027

=2.3×1039

26.67可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力．其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计． 【例题2】：详见课本P１２

【小结】对本节内容做简要的小结 巩固练习 1、 课后练习

2

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板书设计

第2节、静电力 库仑定律 问题：F与什么因素有关？

带电体的形状、大小、电荷分布、电荷量、二者之间的距离

一、点电荷：物理学上把本身的线度比相互之间的距离小很多的带电体叫点电荷。 实验与探究：控制变量法

（１）作用力的大小与距离的关系。

FGta

n （２）作用力的大小跟电荷量的关系。 二、库仑定律

１、内容表述：真空中两个点电荷之间的相互作用力Ｆ的大小，跟它们的电荷量Ｑ１、Ｑ２的乘积成正比，跟它们的距离ｒ的二次方成反比．作用力的方向沿着它们的连线。同种电荷相斥，异种电荷相吸。

２、公式：Fk

q1q2

r2

静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空中，点电荷——理想化模型 ３、静电力叠加原理 三、静电力与万有引力的比较

公式的形式 大小与那些因素有关 方向如何

所用的测量仪器有何类似？

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