《库仑定律（第二课时）》教案

《库仑定律（第二课时）》教案教学目标教学目标

1.理解库仑定律的内涵和适用条件

2.能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力

3.对比库仑定律和万有引力定律的形式，体会物理学的和谐统一之美，提高物理学习的兴趣

4.会用力的合成的知识解决多个电荷间的相互作用问题教学重点

1.对库仑定律的理解

2.会使用库仑定律计算静电力教学难点

1.多个点电荷静电力的计算

2.解决问题的思想方法的理解和运用教学过程时间主要师生活动教学环节环环节一上节小结及新课引入分节钟【教师引入】上节课结束时，老师提出几个问题让大家思考我们一先来回顾上节课所学的内容上通过实验，得到了电荷之间的作用力尸与和的乘积成正比；与m0节距离厂的二次方成反比写成表达式是小结F oc凡察r及新环节二库仑定律及其理解课

三、库仑定律引入库仑在大量实验的基础上，对实验结论进行了解释，最后确认环内容

1.节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二成正比，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库电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力仑【问题］库仑定律的表达式应该怎样写呢？1定律【学生】根据实验得到的关系式，若将此式写成等号的形式，式中及应该看个比例系数ko【教师】该系数叫做静电力常量，在国际单位制中，k=922同学们注忌攵的单位应由表达式中力，电荷量和距离

9.0xl0N-m/C o的国际单位共同决定表达式

2.q q电F=k Vr6♦•.•其【问题】根据库仑定律，两个电荷量为的点电荷在真空中相距21C理时，它们之间的库仑力是多大？1m解【学生】相互作用力是

9.0X109N【教师】刚才同学们计算出的静电力，差不多相当于一百万吨物体所受的重力！可见，库仑是一个非常大的电荷量的单位我们几乎不可能使得相距较近的两个物体都带的电荷量通常，在生活中，用梳子和1C衣服摩擦后产生的电荷量不到百万分之一库仑对规律的深入理解，能够帮助我们更好地运用规律分析和解决问题理解

3.（）适用条件1【问题］根据库仑定律的内容，同学们能否找到使用该定律时，应3注意满足三个条件？【学生】

①真空中【教师】在绝缘介质中（如空气，煤油等），库仑力的大小还与介质有关空气和真空的情况相似，在一般的分析和计算中，可近似认为真空【学生】

②静止

③点电荷（）相互作用力的方向在它们的连线上2【教师】对库仑定律的理解，还应注意相互作用力的方向在它们的连线上点电荷的电荷量用绝对值带入公式进行计算，再根据“同种电荷相斥，异种电荷相吸”，判断是引力还是斥力方向【问题】下面，同学们分析一个问题，找一找相互作用力的方向4【例如】、、三个点电荷固定在某一条直线上，、均带正电，A B C AB带负电，分析带电体和对库仑力的方向C AC B【教师】为同种电荷，互相排斥，对的斥力沿连线远离AB AB AB间为异种电荷，互相吸引，对的引力沿、的连线指向A BCC BBCC因此，受到、两个电荷的作用力沿直线同一方向，所受力的大小为B AC二者之和意义

4.（库仑定律是一个伟大的定律，是电学发展史上的第一个定量实验A定律【教师】实验中所蕴含的思想方法，如放大思想、转化思想、均分思想、理想化模型的思想，为物理学家的科学研究提供了重要的科学研究方法（）类比法在库仑定律建立过程中发挥了重要作用2【教师】类比会引起人们的联想，产生创新但类比不是严格的推环理，不一定正确由类比而提出的猜想是否正确，需要实践的节三检验正是因为猜想到电力与万有引力的相似性，才使得人类在寻找电静力规律的历程中少走了许多弯路电力环节三静电力的计算的

四、静电力的计算计对带电体之间静电力的计算，可以帮助我们分析问题，寻找规律【例题］在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为算1试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力

5.3xlO-Um【分析】先对这个问题的已知条件做进一步分析氢原子核与质子所带的电荷量相同，是电子带负电二所带的电荷量也是L60X10J9C质子质量为电子质量为l.60xl0-i9c L67xl-27kg,

9.1x10-31kgo先来计算氢原子核与电子之间的静电力„,4142T92珠=人要.

211.6x10z9r乙=

9.0x10x-------------不f N=8,2x108N

5.3x10m m

9.1x1031x

1.67x1027}2「八-ii%=G—=

6.67x10X-

1125.3x10-47=

3.6x10N【教师】质子和电子之间的静电力原来这么小根据万有引力定律【教师】质子与电子之间的万有引力更小【问题］静电力和万有引力都很小，可以忽略谁呢？5【学生】可以通过数量级进行比较氢原子核和电子之间的静电力是万有引力的倍氢原子核和电子之间的静电力远大于万有引

2.3x1039力【教师】虽然库仑定律是通过宏观带电体的实验研究总结出来的规律，但物理学进一步的研究实验表明，原子结构、分子结构、固体和液体的结构，以及化学作用等问题的微观本质都和静电力有关，而这些问题中，万有引力的作用却是十分微小的在研究微观粒子的相互作用时、经常忽略万有引力【问题］通过以上对静电力和万有引力的研究讨论，请比较这两种6力有哪些相似和不同之处？【学生】思考，讨论，计算【教师】库仑定律与万有引力定律分别是研究电学和力学相互作用的重要规律，它们有着相似的表达形式，体现出自然规律的多样性和统一性相似处分别跟电荷量的乘积和质量的乘积成正比；1都跟距离的平方成反比2不同处静电力是带电体间的作用，万有引力是任何两个物体间的作1用；静电力有吸引和排斥力，万有引力只有吸引力2【问题］如果真空中有多个点电荷，其中一个电荷受其它电7荷的作用力会是怎样呢？［例题］如图，真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为2的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是50cm

2.0xl0-6c,求它们各自所受的静电力【学生】思考，讨论，计算【分析】在研究力学问题时，首先要对电荷进行受力分析分@0别受、的静电力为和厂十受到的静电力应是二者的合力002求合力的方法是力的平行四边形定则同学们在解题时，应画好矢量图，为分析问题搭建思维平台分析共受Q和两个力的作用，三个点电荷的电荷量相同，均06为外相互间的距离都相同r所以FE代入库仑定律表达式，计算得

0.144N根据平行四边形定则，由于,所构成的平行四边形为菱形，@B=F2根据菱形对角线垂直平分的特点及三角形的边角关系，合力等于F

0.25No@合力的方向为q\与0连线的垂直平分线向外根据题意，每个点电荷所受的静电力大小相等，数值均为方

0.25N,向均为另外两个点电荷连线的垂直平分线向外【问题］我们总结一下当遇到两个或两个以上点电荷间的静电8力，求解的方法是什么？【教师】库仑定律描述的是两个点电荷之间的作用力当多个点电荷同时存在时，每两个点电荷间的作用力仍遵守库仑定律两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各个点电荷单独对这个点电荷作用力的矢量和【问题拓展】针对刚才的例同学们进一步思考如果从⑺到39-2,的连线是一根均匀带电的直棒，所带的电荷量为（）那么此棒对外的m+@,环作用力方向如何变化？节【教师】在教材第页有这样一段文字库仑定律给出的虽然是点9四电荷间的静电力，但是任何一个带电体，都可以看成是由许多点电荷组课成的所以，如果知道带电体的电荷分布，根据库仑定律，就可以求出堂带电体之间静电力的大小和方向总同学们可以根据教材上的这段话，下课后继续思考这个问题结环节四库仑定律总结【教师】同学们通过两节课对库仑定律的学习，认识了带电物体间的相互作用力，使同学们建立了自然界物体间存在着相互作用的观点——物理观念研究电力时，与力学中的作用力进行对比同时，点电荷模型的建立类似于质点模型，使大家感受到类比的研究方法和建构理想模型的方法在研究问题中的重要性规律的研究，离不开实验，库仑的微小量放大以及电荷量均分的思想方法，是同学们在解决问题时应该具有的科学思维库仑扭秤装置的设计思路以及他基于证据，对实验结果的分析与解释，是科学探究的重要方法在人类不断认识自然，发现物理规律的历程中，离不开科学探究要进行科学探究，首先要善于观察，提出物理问题，然后，在.•对这一问题的研究中形成了自己的猜想和假设再进一步对这一现象进行更加深入的定量研究设计实验与制定方案、在实验中获取和处理信息、基于证据得出了结论，并对结论进行进一步的完善和修订科学探究的方法，最早由伽利略提出，并一直指引着人类认识自然，掌握规律，推动科学的I发展与社会的进步课后练习

1.关于库仑定律，下列说法正确的是（）A.库仑定律适用于点电荷，体积很大的带电体都不能看做点电荷B.根据华，当两个带电体间的距离7―0时，库仑力将趋向无穷大广C.库仑定律和万有引力定律的表达式很相似，它们都是与距离平方成反比例的定律D.若点电荷q\的电荷量大于发的电荷量，则q\对夕2的静电力大于0对q\的静电

2.真空中两个相同的带等量电荷的金属小球、h,分别固定在两处，静电力为凡用一个不带电的同样的小球C，先后与、人接触后拿开，则

4、匕之间的静电力将变为（）A.F72B.F/4C.F78D.3F/8心间的距离为L它们带等量异种电荷,的其电量的绝对值均为Q,那么b两球之间万有引力/引、库仑力尸库分别为（力光■，F库丰蛤尸库B.歹引A.Gp-,尸引二

3.如图，两个质量分布均匀、质量均为机的金属球壳与〃固定于绝缘支座上，两球C.D.尸引二埠，F库，哈尸引牛啃尸库二

4.如图所示，三个完全相同的金属小球〃、b、c位于等边三角形的三个顶点上〃和带正电，6带负电，〃所带的电荷量比b所带的电荷量小那么c受到和b的静电力的合力可能是图中的（）A.Fi B.F C.F D.F

2345.如图所示，A、B、C三个点电荷固定在某一条直线上，电量分别为QA=+3x10-9c、QB=-4X10-9C Qc=+3x10-9试求作用在点电荷A上的作用力的大小

6.如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球3,静止在图示位置，若固定的带正电小球A的电荷量为Q,B球的质量为相，带电荷量为g8=30，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球间的距离答案:

1.C

2.CD

3.D

4.B

5.

9.9xlO4N

6.mg。