9.2 库仑定律（教学设计）- 【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019必修第三册）

第2节　库仑定律 教学设计 备课人 学科 物理 课题 库仑定律 教学内容分析 《库仑定律》是物理必修第三册第九章第2节。本节的主要内容是库仑定律，即描述真空中静止点电荷之间的相互作用力，是学习电磁学部分的基础内容。教材由探究带电体之间的相互作用力入手，引出库仑定律的内容、静电力的概念，介绍了理想化物理模型点电荷，在介绍了库仑扭秤实验之后得出了库仑定律的数学表达式，并介绍了静电力常量k。此外，通过适当的例题，本节要引导学生结合以往所学力学知识联系静电力的计算。 本节所涉及的实验较为简单，教学要把重点放在对库仑定律的理解和应用上，特别是与静电力有关的一些问题的分析与解答。 学情分析 在初中已有电学知识和上一节学习的基础上，学生对电荷已有了一定的认识，但对电荷间的相互作用力的分析方法尚不了解，需要引导学生通过实验循序渐进地加以分析，最终得出结论。由于涉及到与以往力学知识的综合运用，需要在教学过程中通过演示、实验、作图等多种方式帮助学生更深入地理解库仑定律，并通过适当的习题帮助学生了解、适应高中阶段电磁学部分的学习特点，激发学生的探究欲望，调动学生的学习积极性，引导学生在学习过程中主动发现问题和解决问题。 教学目标 1、通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立过程中发挥的重要作用。 2、通过与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型的条件，进一步体会科学研究中的理想模型方法。 3、理解库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力，会利用力的合成的知识解决多个电荷间的相互作用问题。 4、体会库仑扭秤实验的设计思路与实验方法。 5、对比库定律和万有引力定律的形式，体会物理学的和谐统一之美，提高物理学习兴趣。 教学 重难点 教学重点： 理解库仑定律及其适用条件。 教学难点： 理解库仑定律及其适用条件。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 【播放视频】电荷间的相互作用。 【提问】怎样探究电荷间的相互作用力呢？ 观看视频，并结合视频思考问题。 承接上一节关于电荷的知识，并结合以往所学力学知识导入新课。 环节一 问题探究 【创设情境】如图，带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置。 【提问】 ①带电体C与小球间的作用力会随距离的不同怎样改变呢？ ②在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力又会怎样变化？ ③电荷之间作用力的大小与哪些因素有关？ 【播放视频】探究实验。 →结论： ①带电体C与小球间的作用力会随距离的减小而增大。 ②在同一位置增大或减小小球所带的电荷量，作用力也会增大或减小。 【提问】电荷之间的作用力与万有引力是否具有相似的形式呢？是否也满足“平方反比”的规律呢？ 结合情景，继续思考前面所提的问题。 结合以往所学内容，进行猜想。 观看视频，验证猜想是否正确，并依据实验现象得出正确结论。 在实验结论的基础上进一步思考。 创设情境，展开探究。 在探究本课问题的同时，也引导学生重温探究实验的基本顺序，提升探究问题的能力。 引导学生练习从实验情景中提炼问题，并结合旧有知识进行合理猜想。 根据实验现象得出电荷间相互作用规律的结论，引出库仑定律。 与万有引力的计算式进行简单对比，帮助学生理解、记忆新知识。同时，也引导学生对“平方反比”规律有进一步的了解。 环节二 库仑定律 【讲述】 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。 →电荷间的这种作用力叫做静电力或库仑力。 【介绍】法国物理学家库仑。 【提问】通过库仑定律的内容，你能判断它的适用条件吗？ 在实验探究的基础上理解库仑定律的内容。 根据库仑定律的内容进行思考。 得出本节课的核心知识点，并引导学生进一步体会力学知识在电磁学部分的应用。 引出后续教学内容。 环节三 点电荷 【提问】库仑定律内容中的点电荷应该怎样理解？ 【讲述】如果带电体自身的大小远小于它们之间的距离，以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作一个带电的点，叫做点电荷。 在理解点电荷时，应该注意： （1）点电荷是一个理想化的模型，类似于力学中的质点，实际上是不存在的。 （2）均匀带电的球体，由于球所具有的对称性，即使它们之间的距离不是很大，一般也可以当作点电荷来处理---电荷集中在球心的点电荷。 【提问】点电荷就是元电荷吗？ （1）元电荷是电荷量，点电荷是带电体的理想模型。 （2）电子的带电量等于元电荷，研究宏观问题时，电子、质子可看做点电荷。点电荷的带电量可能较大也可能较小，但一定是元电荷的整数倍。