電荷　庫侖定律

電荷　庫侖定律

　　教學目標

　　1．知道兩種電荷，知道正負電荷的規定，知道電荷以及單位。

　　2．定性瞭解兩種電荷之間的作用規律。

　　3．掌握庫侖定律的內容及其應用。

　　能力目標

　　1．透過對演示實驗的觀察概括出兩種電荷之間的作用規律，培養學生觀察、總結的能力。

　　2．知道人類對電荷間相互作用認識的歷史過程，理解電荷的物理模型．

　　情感目標

　　滲透物理方法的教育，運用理想化模型的研究方法，突出主要因素、忽略次要因素，抽象出物理模型──點電荷，研究真空中靜止點電荷互相作用力問題．

　　教學建議

　　重點難點分析

　　1．重點是使學生掌握真空中點電荷間作用力的大小的計算及方向的判定──庫侖定律．

　　2．真空中點電荷作用力為一對相互作用力，遵從牛頓第三定律，是本節難點．

　　教法建議

　　一講述電荷有關概念的教法建議

　　1．在學生初中學習的基礎上，可以透過演示實驗，或者動畫媒體播放複習並鞏固電荷的有關知識。

　　2．在講述時，要講解要簡潔、準確，突出主要概念，同時，節省時間給學生自己來學習．

　　3．由於電荷的不可觀測性，講解時，可以多利用媒體幫助學生對電荷的相互作用的理解和電荷物理模型的建立．

　　4．講解點電荷時，可以對照質點的概念進行講解．

　　二關於庫侖定律的教法建議

　　本節內容的核心是庫侖定律，他是靜電學的第一個實驗定律，是定量描述點電荷間的相互作用的關係的規律，是學習電場強度的基礎．

　　1．對於電荷之間相互作用力的定量規律，可以讓學生先有一個定性的概念，可以透過實驗讓同學觀察討論並總結．

　　2．對於庫侖定律需要強調的是：

　　（1）書中的庫侖定律僅適用於計算在真空中兩個點電荷的相互作用力，在乾燥的空氣中也近似成立，而在其它電介質中使用該定律需要增加條件．

　　（2）由於庫侖定律只適用於計算真空中兩個點電荷的相互作用力大小，因此在實驗演示、給出點電荷的定義之後直接提出庫侖定律。

　　（3）庫侖定律和萬有引力定律之間的相似性可以讓同學們透過練習自己認識對比並討論．

　　（4）點電荷的電性有正負之分，但在計算靜電力的大小時，可用所帶電量的絕對值進行計算．根據電荷之間的電荷異同來判斷是吸引力還是斥力．

　　（5）在兩點電荷之間距離接近為零時，由於兩個點電荷已經失去了點電荷的前提條件，因此不能根據庫侖定律得到庫倫力無窮大的結論．

　　（6）當一個點電荷受到多個點電荷的作用，可以根據力的獨立作用原理進行力的合成分解並進行向量運算．

　　3．對比萬有引力常量測定的卡文迪許扭稱實驗，說明庫侖扭稱實驗的原理，介紹庫侖．幫助學生理解本節知識．

　　第一節電荷庫侖定律

　　教學過程

　　一新課引入

　　課題引入可以通過幾個小實驗讓學生觀察基本的電現象，下面提供幾個小實驗以供參考：

　　演示1：取兩片吹塑紙，將一片放在可以靈活轉動的支座上，用另一片靠近它，讓學生觀察有什麼現象，然後用手摩擦這兩片吹塑紙，再靠近，讓學生觀察發生的現象。（不用手摩擦時它們沒有作用，用手摩擦後它們互相排斥）

　　演示2：將一張薄紙，捲成筒狀，將下端撕開成流蘇狀，用摩擦好的塑膠製品去接觸，發現流蘇開始振動，象一隻會跳舞的章魚；讓學生討論這些現象，運用初中所學來分析；

　　二講授新課

　　關於這部分教學，在初中學習的基礎上，完全可以由課堂學生自己實驗來總結完成。

　　1．摩擦起電

　　學生實驗1：先用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑，看有什麼現象？然後用綢子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒，再靠近碎紙屑看有什麼現象？讓學生分析兩次實驗現象的異同；並分析原因。

　　教師總結：摩擦過的物體性質有了變化，能夠吸引輕小物體，我們說此時物體帶了電或者說帶了電荷。而用摩擦的方法使物體帶電就叫做摩擦起電。

　　人類從很早就認識了磁現象和電現象，例如我國在戰國末期就發現了磁鐵礦有吸引鐵的現象。在東漢初年就有了帶電的琥珀吸引輕小物體的文字記載，我國古代人民非常善於觀察，早在兩千多年前的西漢時期就有“玳瑁吸裙”的記載，玳瑁是一種美麗的龜殼，人們在用它作首飾時無意中發現摩擦後的玳瑁會吸引衣服。讓學生討論在日常生活中見過類似的摩擦起電現象，學生舉例分析後可以佈置課下作業。

　　2．兩種電荷

　　學生實驗2：將學生分組。

　　實驗器材有：

　　（1）玻璃棒、橡膠棒各兩根；

　　（2）毛皮、綢子各兩塊；

　　（3）支架；

　　為了避免實驗中電荷的流失，最好兩名同學同時進行操作，

　　實驗過程：

　　（1）兩位同學同時都用綢子摩擦玻璃棒，使它帶電，將一根放在支座上，注意：要記住哪端帶電，不要用手摸帶電的一端，用另一根玻璃棒的帶電端靠近這根玻璃棒的帶電端，觀察發生的現象；

　　（2）用毛皮摩擦橡膠棒，重做剛才的實驗；

　　（3）用綢子摩擦過的玻璃棒和用毛皮摩擦過的橡膠棒，做剛才的實驗。

　　將實驗結果記錄下來；教師透過媒體動畫可控再現實驗現象，並將學生觀察到的實驗結論總結，引導學生分析這些實驗現象中能發現什麼？

　　教師總結：在歷史上，人們用各種各樣的材料做了大量的實驗，人們發現帶電物體凡是跟綢子摩擦過的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦過的`橡膠棒互相排斥；凡是跟毛皮摩擦過的橡膠棒互相吸引的，必定跟綢子摩擦過的玻璃棒互相排斥。就是說物體帶的電荷要麼跟綢子摩擦過的玻璃棒所帶電荷相同，要麼跟毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷相同，沒有第三種可能，自然界中只有這樣兩種電荷，美國科學家富蘭克林對這兩種電荷做出規定：綢子摩擦過的玻璃棒所帶電荷叫做正電荷，毛皮摩擦過的橡膠棒所帶電荷叫做負電荷。

　　3．電荷之間的相互作用：

　　在先前實驗的基礎上，討論電荷之間的作用力與電荷之間距離的關係，可以參考媒體資源中：電荷之間距離與電量、電荷之間作用力的定性關係的媒體動畫，定性介紹三個物理量之間的關係，在給出點電荷的定義之後直接引出庫侖定律的內容。給出庫倫定律的公式：講解中的注意事項參考“有關庫倫定律的教學建議”。

　　三、典型例題講解

　　四、課堂小結

　　1．電荷之間相互作用規律：同性相斥，異性相吸，大小用庫侖定律來計算。

　　2．點電荷作用力為一對相互作用力，遵循牛頓第三定律。

　　3．庫侖定律的適用條件：真空中靜止點電荷間的相互作用力（均勻帶電體間、均勻帶電球殼間也可）。