9.2 库仑定律-【教学无忧】2024-2025学年高二物理教学设计（人教版2019必修第三册）

课　题 ９．２　库仑定律 课　　型 新授课 授课人 授课时间 教材分析 　　库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，是本章重点，不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述，教材是从学生已有认识出发，采用了一个定性实验，进而得出结论。 学情分析 　　两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识，万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过，本节重点是做好定性实验，使学生清楚知道实验探究过程。 学习目标 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． 通过探究过程，能定性分析影响电荷间力大小的因素。培养学生科学探究，分析推理的学科思维，加深对理想化模型法的理解。 学习重点： 库仑定律的理解和应用。 学习难点： 对点电荷概念的理解。 教学方法： 实验法，阅读法，习题巩固法。 教学过程的完成 一、引入新课 同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满足什么规律呢？让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。 二、新课教学 1．点电荷：没有大小的带电体． （1）点电荷是一个理想化的物理模型，实际上是不存在的． （2）实际的带电体在本身的大小跟带电体间的距离相比小得多时可看作是点电荷． 【注意】是否可将带电体看作点电荷不是看它本身的尺寸大小． 2．两点电荷间的相互作用力 　　［演示］把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在等位置，如图所示，发现挂在处时悬线与竖直方向的偏角最大．把小球挂在同一位置，增大或减小它所带电荷量时，偏角相应地增大或减小． （1）影响两点电荷间作用力的因素：距离和电荷量． （2）库仑定律——真空中两个点电荷间的静电力（库仑力）． 真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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． ①公式表示： ②静电力常量 ③适用条件：真空中的点电荷，对空气中的点电荷近似适用． ④静电力遵循牛顿第三定律，力的平行四边形定则， ⑤任一带电体都可以看成是由许多点电荷组成，任意两点电荷间的作用力都遵守库仑定律，用矢量合成法可采出带电体间的静电力的大小和方向． 小结：真空中两电荷间的静电力遵循库仑定律． 3、 库仑定律的理解： ①公式表示： ②静电力常量 ③适用条件：真空中的点电荷，对空气中的点电荷近似适用． ④静电力遵循牛顿第三定律，力的平行四边形定则， ⑤任一带电体都可以看成是由许多点电荷组成，任意两点电荷间的作用力都遵守库仑定律，用矢量合成法可采出带电体间的静电力的大小和方向． 请学生根据自己的生活经验大胆猜想定性探究电荷间的作用力与影响因素的关系 。 3、 巩固练习 1．真空中两个静止的点电荷，相距为r时库仑力大小为F，若保持r不变，使电荷量均变为原来的2倍，则库仑力大小变为（　　） A． B． C．4F D．16F 【答案】C 【详解】根据库仑定律，有 则 故选C。 2．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为，球2的带电量为，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知（　　） A．n=3 B．n=4 C．n=5 D．n=6 【答案】D 【详解】设1、2距离为r，则球1、2之间作用力为 则3与2接触后，它们带的电的电量均为 再3与1接触后，它们带的电的电量均为 将球3移至远处后,球1、2之间作用力为 联立求得 n=6 D正确。 故选D。 3．如图所示，三个固定的带电小球、和，相互间的距离分别为，，，小球所受库仑力的合力的方向平行于、的连线且斜向下，若小球、所带电荷量的比值的绝对值为，则（　　） A．的电荷异号， B．的电荷同号， C．的电荷同号， D．的电荷异号， 【答案】A 【详解】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球a所受库仑力的合力的方向平行于b、c的连线且斜向下，可知b、c的电荷异号，对小球a受力分析，如下图所示 因ab=15cm，bc=9cm，ac=12cm，因此ac⊥bc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有 而根据库仑定律 而 综上所得 故选A。 学生依据库仑定律公式