库仑定律教学设计优秀

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库仑定律教学设计优秀1

任务分析

本课使用的教材是人民教育出版社出版的高中物理选修3-1。本课的资料是第一章和第二节库仑定律。本节的核心是库仑定律，它是静电学的第一个实验定律，是研究电场强度的基础，是电磁学的基本定律，也是物理学的基本定律之一。库仑定律阐明了带电体之间的相互作用规律，为整个电磁学奠定了基础，所以在本章中起着重要的作用。

在学习本课资料之前，学生已经具备了粒子梦想化模型的思维方法，并且明白两个轻而小的带电体经过相互作用而被吸引或排斥。

育才中学是一所扶贫寄宿学校，大部分学生来自宁夏南部。他们缺乏自我操作本事、合作探究意识和交流评价习惯。所以，教师应当在教学中给予及时的鼓励和指导。

这节课的教学资料有两条主线。第一个是知识层面。首先，经过“演示”栏中“探索影响电荷间相互作用的因素”的定性实验进行介绍。在此基础上，展示了库仑定律的历史背景。掌握真空中点电荷之间的相互作用规律，即库仑定律；第二个是方法层面，即研究多个量之间关系的方法，间接测量某个物理量的方法

（1）了解电荷间相互作用力的规律，掌握库仑定律的资料和应用。

（2）经过演示实验，我们首先定性地理解电荷之间的相互作用力，然后定义库仑

法律和适用条件。

2、过程与方法、情感、态度与价值观(1)经过观察和演示实验，总结出电荷之间的相互作用规律。培养学生的观察、分析和概括本事。

（2）经过静电力与万有引力的比较，体验自然规律的多样性和统一性。(3)体验一些研究物理问题的常用方法，如控制变量法、梦想模型法、类比法等。

三、重点和难点

重点：电荷之间的相互作用力与电荷的距离和数量之间的关系。

难点：应用库仑定律的'资料和适用条件。

第四，教学资源

1、视频剪辑：库仑扭转平衡

2、演示实验：探索影响电荷间相互作用力因素的实验

3、课件：PPT幻灯片

V.设计理念

根据新课程改革的理念和目标，要求充分发挥学生学习的主体性，丰富学生在学习过程中的体验，让学生在教师的指导下观察、实验、分析、总结和应用自我，在参与体验的基础上学习知识和方法，培养科学精神和态度。

在本课中，用《三国志吴书》中写的“琥珀不带烂芥末”和手摇静电传感器来演示放电现象，并将其引入新课，为课堂实验做必要的准备。

让学生在教师的指导下，经过观察演示实验现象，猜测影响带电体间相互作用力的因素。

教师适时启发和引导学生制定F与R、F与q定性探究的实验方案。经过演示实验对F与R、F与q的关系进行定性研究。然后，经过比较万有引力，结合类比法和库仑对电荷间相互作用力的探索，引入库仑扭转平衡实验，得出库仑定律。

本文回顾了人类探索电荷间相互作用力的历史，并进行相应的人文教育。利用现有的实验设备，让学生参与开发实验，验证F与R2成反比，并进行实验验证。

六，教学过程

1、教学的主要环节

这门课主要分为四个环节：

第一个链接场景引入了两个电荷之间的强大交互作用。第二个环节，经过猜想、学生的定性实验进行定性探究，得出两个电荷之间的力和距离与电荷之间的关系。

在第三个环节中，作者经过比较引力并结合前人研究的历史背景，定量地探讨了库仑定律及其适用条件。

第四步是经过简单的例子巩固库仑定律的应用。

2、教学流程图

3、教学过程描述

（1）情景：《三国志吴书》写道“琥珀不带烂芥末”，手摇静电传感器演示了放电现象，并引入了新的一课

（2）活动一经过实验现象启发学生根据已有的知识猜测哪些因素与两个电荷之间的作用力有关，并经过讨论得出两个电荷之间的作用力与距离和电荷数量有关的结论。在此基础上，引导学生制定研究计划和组织小组实验，对上述猜想进行定性探索，并经过每个小组对实验中观察到的现象进行分析和交流。

（3）活动经过以往的研究历史，并与万有引力相比较，用控制变量的方法定量研究了两个电荷之间的相互作用力与电荷的距离和数量之间的关系。经过讨论，得出库仑定律。

（4）活动三经过常识和现有知识讨论库仑定律公式的适用条件。

（5）经过简单的例子巩固对库仑定律的理解，并根据库伦力的计算公式比较微观粒子之间的引力和库伦力的大小。

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（1）教材分析：

库仑定律不仅仅是电荷相互作用的基本定律，也是学习电场强度和电势差概念的基础。这也是本章的重点，要求学生不仅仅要定性地了解，还要定量地理解和应用。对于库仑定律，教材从学生已有的知识出发，采用定性实验，然后得出结论。库仑定律是研究电场强度和电势差概念的基础，也是本章的重点。展示库仑定律的资料和库仑发现这必须律的过程，并强调其条件和意义。

（2）学术条件分析：

两种电荷及其相互作用，电荷的概念，带电的知识，万有引力定律和卡文迪什扭转平衡实验都是学生们学的。本节的重点是做好定性实验，让学生清楚地了解实验探究的过程。

（三）教学目标：

1、知识和技能：

（1）经过定性实验探究和理论探究，了解库仑定律建立的过程。

（2）库仑定律的资料、公式和适用条件，掌握库仑定律。

2、过程和方法

（1）经过定性实验，培养学生观察和总结的本事，理解库仑扭转平衡实验。

（2）经过建立点电荷模型，实现了梦想化模型的方法。

3、情感态度和价值观

（1）培养与他人交流合作的本事，提高理论联系实际的意识。

（2）了解人类认识电荷之间相互作用的历史过程，培养学生对科学的好奇心，体验探索自然规律的艰辛和欢乐。

（4）教学重点和难点：

教学重点：库仑定律及其理解和应用

教学难点：库仑定律的实验探索

教学难点突破措施：定性实验探究与定量实验录像和理论探究相结合。

（5）教学工具：

多媒体课件、毛皮、橡胶棒、气球、玻璃棒、丝绸、易拉罐、泡沫球、铁架。

（6）教学过程：

引入新课程

演示实验：当橡胶棒和玻璃棒相互摩擦并靠近罐子时会发生什么？

(罐子被橡胶棒和玻璃棒吸引并滚动。既然电荷之间有相互作用，什么因素与电荷之间相互作用力的大小有关？

新课教学：

首先，经过实验探索电荷间作用力的决定因素

(a)定性实验调查：

探索1:影响电荷间相互作用力的因素

猜想：电荷之间的相互作用力可能与距离、电荷量、带电体形状等有关。

如何在实验中进行定性研究？

（1）你认为实验中应当采用什么方法来研究电荷间的相互作用力和可能的因素之间的关系？

学生：控制变量法。

（2）请阅读课本。如果你想比较这个力的大小，有什么方法能够直观地显示出来？学生：比较悬挂线的偏转角

组织学生根据现有设备设计可能的实验方案。

（3）你想选择什么实验设备？

球形导体、两个自制细线泡沫球、铁架、橡胶棒、毛皮和气球。

（4）实验前，想想：如何改变带电体的电荷。

（5）实验探究步骤：

引导学生了解实验的具体步骤：

两个泡沫球A和B都很薄，其中一个与一个摩擦带电的橡胶棒接触，然后球A与球B接触，细线偏离垂直方向一个角度。

坚持电量q不变，研究相互作用力f与距离R的'关系。

逐渐将泡沫球b移离a，并观察偏转角。

坚持距离r不变，研究相互作用力f与电荷q之间的关系。

然后将橡胶棒与球A接触，增加球A的力量，观察偏转角；

（6）学生的实验和观察记录并得出结论：

先画出力图，如果B对A的力是水平的，那么F=1

（二）定量实验探索，结合物理学史，得出库仑定律：

提出这样一个问题：带电体之间的力与距离和电荷量之间的定量关系是什么？

根据我们的定性实验，电荷之间的力随着电荷的增加而增加，随着距离的增加而减小。这使我们模糊地怀疑电荷之间的力是否具有类似于重力的形式。

事实上，很久以前，一些学者也猜到了这一点。卡文迪什和普利斯特确信“平方反比”定律适用于电荷之间的力。然而，仅有一些定性实验不能证明这一结论。

库仑证实了这一推测。当库仑探索三者之间的定量关系时，当时的定量实验遇到了三大困难：

（1）带电体之间的力很小，没有精确的测量仪器；如何确定带电体间力的定量关系？

没有电的单位，也不可能比较电荷的数量；如何确定电荷的定量关系？

带电体上的电荷分布不清楚，难以测量电荷之间的距离。如何测量电荷之间的距离？

同学们，如果是你，你能想到什么方法来解决这些困难？

引导学生经过类比得出三个难点对策：

卡文迪什扭转试验——库仑扭转试验，对称——等电荷法，粒子——的点电荷

放大思维：力很小，但力的效果（扭曲悬丝）能够很明显。

（2）变换思想：力与悬丝的扭转角成正比，能够经过测量悬丝扭转角的倍数关系得到

得到力的多重关系

等分的概念：一个带Q的金属球与一个相同的不带电荷的金属球碰撞，每个球带Q2。同样，能够得到Q4、Q8、Q16等的倍数关系（电荷在两个相同的金属球之间均匀分布）。课件演示了两个相同的金属球之间电荷的均匀分布。

梦想化模型思想：将带电金属球作为点电荷（梦想化模型），用标尺间接测量距离。

点电荷：当带电体之间的距离远大于它们自身的尺寸，从而能够忽略带电体的形状和电荷分布对它们之间作用力的影响时，这种带电体能够视为带电点，称为点电荷。这是一个梦想化的模型，事实上，点电荷并不存在。（与“粒子”比较）

接下来，引导学生观看库仑扭秤的实验视频和库仑当时的数据，并总结规律。（观看视频）。

在困难的条件下，库仑把万有引力定律和卡尔文的扭转平衡实验联系起来，并利用巧妙的库仑扭转平衡装置和方法发现了库仑定律。经过刚才的演示过程，让学生了解库仑探究的过程、思路和方法。你能用自我的语言总结这些规则吗？

电荷之间的相互作用力与电荷之间的距离成反比，与电荷和电的乘积成正比。

引言：库仑扭摆试验只能定量测量同一电荷之间的相互作用力，库仑扭摆试验也能够定量测量不一样电荷之间的相互作用力。让学生体验库仑定律的完美。

第二，库仑定律：

资料：真空中两点电荷之间的力与两个电荷的乘积成正比，与电荷之间距离的平方成反比；方向在他们的连接上。这个定律叫做库仑定律。

电荷之间的这种相互作用称为静电力或库伦力。

公式：

解释：华氏度？kQ1Q2r2

k为静电力常数，k=9.0109nm2C2，其大小由实验方法确定。单位由公式中的f、q和r的单位决定。当使用库仑定律时，每个物理量的单位必须是：f:n，q:c，r:m。

库仑定律的适用条件：真空中两点电荷的相互作用。

让学生回答实际带电体可视为点电荷的条件。

思考：当R趋向于0时，F趋向于无穷大吗？

（3）关于吸引或排斥的表达方法

F是Q1和Q2之间的相互作用力，Q1和Q2之间的作用力，Q2和Q1之间的作用力大小，是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反。

库伦力（静电力）与重力、弹性和摩擦力并列。

任何带电体都能够看作是由许多点电荷组成的。所以，已知带电体上的电荷分布，带电体间静电力的大小和方向就能够根据库仑定律和力合成定律计算出来。

3、库仑定律与重力定律的比较

例1:众所周知，氢核（质子）的质量m2为1.6710-27千克，电子的质量m1为9.110-31千克，电子和质子的电荷为1.6010-19C，氢原子中电子和质子之间的最短距离为5.310-11米。试比较氢原子中氢核和电子之间的库伦力和引力。（课件播放问题解决过程）

摘要：

（1）应用库仑定律时，能够直接用绝对值代替电气符号，最终确定方向；计算证明，万有引力远小于库伦力。将来研究微观带电粒子的相互作用力时，重力通常能够忽略不计。

当讨论：来比较库仑定律和万有引力定律（异同）时，你有什么感受？如何理解自然规律的多样性和统一性？

两个或两个以上点电荷对某个点电荷施加的力等于每个点电荷单独对该电荷施加的力的矢量和。

例2真空中有三个点电荷，它们固定在边长为50厘米的等边三角形的三个顶点上。每个点电荷为210-6C，计算它们各自的库伦力。

摘要：选择研究对象，绘制应力图，用库仑定律和平行四边形法则求解。

整合练习：

两个相同的均匀带电球体，Q1=1，Q2=-2，彼此分开，仍然在真空中，相互作用的库仑力为f

（1）今日，Q1、Q2和r都加倍了，并且要求改变作用力。

（2）仅改变两个电荷的电学性质，作用力是什么？

（3）当R只增加两倍时，作用力是多少？

（4）在接触两个球之后，它们仍然被放回原位。作用力是什么？

（5）如果两个球接触后库伦力不变，如何放置它们？课堂总结：

你今日学到了什么？请学生总结本节资料。

作业：课本中的练习2和3。

（七）黑板设计：

第二节库仑定律

1、库仑定律

2、公式F

？kQ1Q2

r2

3、适用条件：真空中点电荷之间的相互作用

（1）点收费

(2)k的物理意义

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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

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

（三）情感态度与价值观

培养学生的观察和探索能力

教学重点：掌握库仑定律

教学难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算

教学方法：讲授法

教学用具：库仑扭秤（模型或挂图）。

教学过程：

（一）复习上课时相关知识

（二）新课教学【板书】----第2节、库仑定律

提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？

演示：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向。使同学通过观察分析出结论（参见课本图1.2-1）。

【板书】：

1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1.距离。2.电量。

2、库仑定律

内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。作用力的方向在两个点电荷的连线上

公式：

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

介绍：

(1)。关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷。严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念。容易出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正。

（2）。要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下。

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。

利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷。

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】：

3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家。库仑）

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

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P9

小结：对本节内容做简要的小结

作业：复习本节课文及阅读科学漫步

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(一)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，也是本章重点，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。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和意义。

(二)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。

(三)教学目标：

1、知识与技能：

（1）了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。

（2）库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。

2、过程与方法

（1）通过定性实验，培养学生观察、总结的能力，了解库伦扭秤实验。

（2）通过点电荷模型的建立，感悟理想化模型的方法。

3、情感态度与价值观

（1）培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。

（2）了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程，培养学生对科学的好奇心，体验探索自然规律的艰辛和喜悦。

(四)教学重点、难点：

教学重点：库仑定律及其理解与应用

教学难点：库仑定律的实验探究

教学难点的突破措施：定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。

(五)教学用具：

多媒体课件，毛皮，橡胶棒，气球，玻璃棒，丝绸，易拉罐，泡沫小球，铁架台。

(六)教学过程：

引入新课

演示实验：让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电，靠近易拉罐，会发生什么现象？

（易拉罐被橡胶棒、玻璃棒吸引滚动起来了。）既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关呢？

新课教学：

一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素

（一）定性实验探究：

探究一：影响电荷间相互作用力的因素

猜想：电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。

如何做实验定性探究？

（1）你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系？

学生：控制变量法。

（2）请阅读教材，如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来？学生：比较悬线偏角的大小

组织学生根据现有器材，设计出可能的实验方案。

（3）你想选取哪些实验器材？

球形导体，两个自制的带细线泡沫小球，铁架台，橡胶棒，毛皮，气球。

（4）实验前先思考:可用什么方法改变带电体的电荷量？

（5）实验探究步骤：

引导学生得出实验的具体步骤：

细线两个泡沫小球A、B，用摩擦起电的橡胶棒接触其中一个小球A，然后把A小球与B小球接触，细线偏离竖直方向一个角度θ。

①保持电量q一定，研究相互作用力F与距离r的关系。

将泡沫小球B逐渐远离A，观察偏角。

②保持距离r一定，研究相互作用力F与电荷量Q的关系。

再把橡胶棒与小球A接触，增加小球A电量，观察偏角；

（6）学生实验、观察记录并得出结论：

先画受力图，如果B对A的力是水平的，则F电=mgtanθ，如果θ越大，则F电越大，这

样可以通过θ的变化来判断F电的变化。

定性实验结论：

电量q一定，距离r越小，偏角越大，作用力F越大。

距离r一定，电量q增加，偏角变大，作用力F越大；

实验条件：保持实验环境的干燥和无流动的空气

（二）定量实验探究，结合物理学史，得出库仑定律：

提出问题：带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢？

根据我们的定性实验，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。这隐约使我们猜想，电荷之间的作用力是否与万有引力具有相似的形式呢？

事实上，在很早以前，一些学者也是这样猜想的，卡文迪许和普利斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的作用力。但是仅靠一些定性的实验，不能证明这样的结论。

而这一猜想被库伦所证实，库仑在探究三者之间的`定量关系时，定量实验在当时遇到的三大困难：

①带电体间作用力小，没有足够精密的测量仪器；怎样确定带电体间的作用力的数量关系？

②没有电量的单位，无法比较电荷的多少；怎样确定电荷量的数量关系？

③带电体上电荷分布不清楚，难测电荷间距离。怎样测定电荷间的距离？

同学们，如果是你，你能想到怎样的方法来解决这些困难？

引导学生用类比的方法得出三大困难的对策：

卡文迪许扭称实验——库仑扭称实验，对称性——等分电荷法，质点——点电荷

①、放大思想：力很小，但力的作用效果（使悬丝扭转）可以比较明显。

②、转化思想：力的大小正比于悬丝扭转角，通过测定悬丝扭转角度倍数关系即可

得到力的倍数关系

③、均分思想：带电为Q的金属小球与完全相同的不带电金属小球相碰分开，每小球带电Q/2，同理可得Q/4、Q/8、Q/16等等电量的倍数关系（电荷在两个相同金属球之间等量分配）。课件演示电荷在相同的两个金属球间的等量分配。

④理想化模型思想：把带电金属小球看作点电荷（理想化模型）利用刻度尺间接测量距离。

点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状大小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做带电的点，叫点电荷。它是一个理想化模型，实际上点电荷不存在。 （与“质点”进行比较）

接下来引导学生观看库仑扭秤的实验视频与库仑当时的数据，总结规律。（观看视频）。

库伦在艰苦的条件下，联想到万有引力定律和卡文地许扭称实验，利用巧妙的库伦扭秤装置和方法，发现了库伦规律。通过刚才的展示过程让学生了解库仑探究的过程、思路、方法。你能用自己的语言总结出规律吗？

电荷间相互作用力与电荷间距离成平方反比关系，与电荷电量乘积成正比。

介绍：库仑扭称实验只能定量测出同种电荷间相互作用力，库仑还利用电单摆实验定量测出异种电荷间作用力大小。让学生体会库仑定律的完美。

二、库仑定律：

内容：真空中两个点电荷间的作用力大小与两电荷量的乘积成正比，与电荷间的距离平方成反比；方向在它们的连线上。这个规律叫做库仑定律。

电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力。

公式:

说明: F?kQ1Q2r2

①k为静电力常量， k=9.0×109N.m2/C2,其大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F：N，Q：C，r：m。

②库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。

让学生回答实际带电体可以看成点电荷的条件。

思考：当r趋向于0时，F趋向于无穷大吗？

③关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，使用公式计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。

④F是Q1与Q2之间的相互作用力，是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。

⑤库仑力（静电力）是与重力，弹力，摩擦力并列的。

任意带电体可以看成是由许多点电荷组成的，所以，知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。

三、库仑定律与万有引力定律的比较

例题1已知氢核（质子）的质量m2=1.67×10-27 kg，电子的质量m1=9.1×10-31kg，电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C，在氢原子内电子与质子间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核和电子之间的库伦力和万有引力。（课件播放解题过程）

小结：

①库仑定律在应用时，可以不代入电性符号，直接代入绝对值，最后判定方向； ②计算说明万有引力远远小于库仑力，以后在研究微观带电粒子的相互作用力时，通常可以忽略万有引力。

讨论:比较库仑定律和万有引力定律（相似点与不同点），你会有什么样的感想？如何认识自然规律的多样性与统一性？

两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。

例题2真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-6C，求他们各自所受的库仑力。

小结：选择研究对象，画出受力图，由库伦定律和平行四边形定则求解。

巩固练习：

两个相同的均匀带电小球，分别带Q1=1 C，Q2=-2C，在真空中相距r且静止，相互作用的库伦力为F。

（1）今将Q1、Q2、r都加倍，问作用力变化？

（2）只改变两电荷的电性，作用力如何？

（3）只将r增大两倍，作用力如何？。

（4）将两个球接触一下后，仍放回原处，作用力如何？

（5）使两球接触后，如果库伦力的大小不变，应如何放置两球？课堂小结：

今天你学到了什么？让学生总结本节的内容。

作业:课本练习2、3题。

（七）板书设计：

第二节库伦定律

1、库仑定律

2、公式F

kQ1Q2

r2

3、适用条件：真空中点电荷之间的相互作用

（1）点电荷

(2)k的物理意义

库仑定律教学设计优秀5

一、教材分析

1、库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是学习电场强度的基础不仅仅要求学生定性明白，并且还要求定量了解和应用。

2、展示库仑定律的资料和库仑发现这必须律的过程，并强调该定律的条件和远大意义。

二教学目标

（一）知识与技能

1、理解库仑定律的含义和表达式，明白静电常量。了解库仑定律的适用条件，学习用库仑定律解决简单的问题。

2、渗透梦想化思想，培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的力。

（二）过程与方法

经过认识科学家在了解自然的过程中常用的科学方法，培养学生善用类比方法、梦想化方法、实验方法等物理学习方法。(三)情感态度与价值观

经过对库仑定律探究过程的讨论，使学生掌握科学的探究方法，激发学生对科学的热

三、教学重难点

（一）重点

对库仑定律的理解

（二）难点

对库仑定律发现过程的探讨。

四、学情分析

学生在高一已经学习了万有引力的基本知识，为过渡到本节的学习起着铺垫作用，学生已具备了必须的探究本事、逻辑思维本事及推理演算本事。能在教师指导下经过观察、思考，发现一些问题和解决问题

五、课前准备

学生准备展示学案上预习的情景，教师准备必要的课件

六、教学方法

比较库仑定律与万有引力定律的异同。

七、课时安排

1课时

八、教学过程

1、教师演示1、1-6的实验。

2、学生注意观察小球偏角的变化以及引起这一变化的原因。

3、经过对实验现象的定性分析得到：电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大，随距离的增大而减小。

4、法国物理学家库仑，用实验研究了电荷间相互作用的电力，这就是库仑定律。

资料：真空中的两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

表达式：k叫静电力常量，k=9109Nm2C2。

5、介绍点电荷：

①不研究大小和电荷的`具体分布，可视为集中于一点的电荷。

②点电荷是一种梦想化模型。

③介绍把带电体处理为点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，带电体的形状和大小对相互作用力的影响能够忽略不计时。

6、任意带电体所受的力能够看作是多个点电荷所受力的合力。

7、库仑定律与万有引力定律（计算下题）

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、1010-31kg，质子的质量m2=1、6710-27kg，电子和质子的电荷量都是1.6010-19C。

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：

（回答思考与讨论）能够看出：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，所以在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要研究静电力，万有引力虽然存在，但相比之下十分小，所以可忽略不计。

九、板书设计

1库仑定律

a、资料：真空中的两个点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

b、表达式：

2、点电荷

a、不研究大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷。

b、点电荷是一种梦想化模型。

c、介绍把带电体处理为点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身的大小大得多，带电体的形状和大小对相互作用力的影响能够忽略不计时。

十、教学反思

1、为突破重难点应讲清库仑定律及适用条件，说明库仑力贴合力的特征，遵守牛顿第三定律。

2、为定性演示库仑定律，应使带电小球表面光滑，防止尖端放电，支架应选绝缘性能好的，空气要干燥。

3、说清K的单位由公式中各量单位确定，其数值则由实验确定。

篇一：《库仑定律》教学设计

（一）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，也是本章重点，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。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和意义。

（二）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。

（三）教学目标：

1、知识与技能：

(1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。

(2)库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。

2、过程与方法

(1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。

(2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。

3、情感态度与价值观

(1)培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。

(2)了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。

（四）教学重点、难点：

教学重点：库仑定律及其理解与应用

教学难点：库仑定律的实验探究

教学难点的突破措施：定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。

（五）教学用具：

多媒体课件,毛皮，橡胶棒，气球，玻璃棒，丝绸，易拉罐，泡沫小球，铁架台。

（六）教学过程：

引入新课

演示实验：让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电，靠近易拉罐，会发生什么现象？

（易拉罐被橡胶棒、玻璃棒吸引滚动起来了。）既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关呢？

新课教学：

一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素

（一）定性实验探究：

探究一：影响电荷间相互作用力的因素

猜想：电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。

如何做实验定性探究？

(1)你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系？

学生：控制变量法。

(2)请阅读教材，如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来？学生：比较悬线偏角的大小

组织学生根据现有器材，设计出可能的实验方案。

(3)你想选取哪些实验器材？

球形导体，两个自制的带细线泡沫小球，铁架台，橡胶棒，毛皮，气球。

(4)实验前先思考:可用什么方法改变带电体的电荷量?

(5)实验探究步骤：

引导学生得出实验的具体步骤：

细线两个泡沫小球A、B，用摩擦起电的橡胶棒接触其中一个小球A，然后把A小球与B小球接触，细线偏离竖直方向一个角度θ。

①保持电量q一定，研究相互作用力F与距离r的关系。

将泡沫小球B逐渐远离A，观察偏角。

②保持距离r一定，研究相互作用力F与电荷量Q的关系。

再把橡胶棒与小球A接触，增加小球A电量，观察偏角；

（6）学生实验、观察记录并得出结论：

先画受力图，如果B对A的力是水平的，则F电=mgtanθ，如果θ越大，则F电越大，这

样可以通过θ的变化来判断F电的变化。

定性实验结论：

电量q一定，距离r越小，偏角越大，作用力F越大。

距离r一定，电量q增加，偏角变大，作用力F越大；

实验条件：保持实验环境的干燥和无流动的空气

（二）定量实验探究，结合物理学史，得出库仑定律：

提出问题：带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢?

根据我们的定性实验，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。这隐约使我们猜想，电荷之间的作用力是否与万有引力具有相似的形式呢？

事实上，在很早以前，一些学者也是这样猜想的，卡文迪许和普利斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的作用力。但是仅靠一些定性的实验，不能证明这样的结论。

而这一猜想被库伦所证实，库仑在探究三者之间的定量关系时，定量实验在当时遇到的三大困难：

① 带电体间作用力小，没有足够精密的测量仪器；怎样确定带电体间的作用力的数量关系？

② 没有电量的单位，无法比较电荷的多少；怎样确定电荷量的数量关系？

③ 带电体上电荷分布不清楚，难测电荷间距离。怎样测定电荷间的距离？

同学们，如果是你，你能想到怎样的方法来解决这些困难？

引导学生用类比的方法得出三大困难的对策：

卡文迪许扭称实验——库仑扭称实验，对称性——等分电荷法，质点——点电荷

①、放大思想：力很小，但力的作用效果（使悬丝扭转）可以比较明显。

②、转化思想：力的大小正比于悬丝扭转角，通过测定悬丝扭转角度倍数关系即可

得到力的倍数关系

③、均分思想：带电为Q的金属小球与完全相同的不带电金属小球相碰分开，每小球带电Q/2，同理可得Q/

4、Q/

8、Q/16等等电量的倍数关系（电荷在两个相同金属球之间等量分配）。课件演示电荷在相同的两个金属球间的等量分配。

④理想化模型思想：把带电金属小球看作点电荷（理想化模型）利用刻度尺间接测量距离。

点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状大小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做带电的点，叫点电荷。它是一个理想化模型，实际上点电荷不存在。(与“质点”进行比较)

接下来引导学生观看库仑扭秤的实验视频与库仑当时的数据，总结规律。（观看视频）。

库伦在艰苦的条件下，联想到万有引力定律和卡文地许扭称实验，利用巧妙的库伦扭秤装置和方法，发现了库伦规律。通过刚才的展示过程让学生了解库仑探究的过程、思路、方法。你能用自己的语言总结出规律吗？

电荷间相互作用力与电荷间距离成平方反比关系，与电荷电量乘积成正比。

介绍：库仑扭称实验只能定量测出同种电荷间相互作用力，库仑还利用电单摆实验定量测出异种电荷间作用力大小。让学生体会库仑定律的完美。

二、库仑定律：

内容：真空中两个点电荷间的作用力大小与两电荷量的乘积成正比，与电荷间的距离平方成反比；方向在它们的连线上。这个规律叫做库仑定律。

电荷间这种相互作用的电力叫做静电力或库仑力。

公式:

说明: F?kQ1Q2r

2①k为静电力常量, k=9.0×109N.m2/C2,其大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F：N，Q：C，r：m。.② 库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。

让学生回答实际带电体可以看成点电荷的条件。

思考：当r趋向于0时，F趋向于无穷大吗？

③关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，使用公式计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。

④F是Q1与Q2之间的相互作用力，是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。

⑤库仑力(静电力)是与重力，弹力，摩擦力并列的。

任意带电体可以看成是由许多点电荷组成的，所以，知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。

三、库仑定律与万有引力定律的比较

例题1已知氢核（质子）的质量m2=1.67×10-27 kg，电子的质量m1=9.1×10-31kg，电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C，在氢原子内电子与质子间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核和电子之间的库伦力和万有引力。(课件播放解题过程)

小结：

① 库仑定律在应用时，可以不代入电性符号，直接代入绝对值，最后判定方向； ② 计算说明万有引力远远小于库仑力，以后在研究微观带电粒子的相互作用力时,通常可以忽略万有引力.讨论:比较库仑定律和万有引力定律（相似点与不同点）,你会有什么样的感想？如何认识自然规律的多样性与统一性?

两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和。

例题2 真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-6C，求他们各自所受的库仑力。

小结：选择研究对象，画出受力图，由库伦定律和平行四边形定则求解。

巩固练习：

两个相同的均匀带电小球，分别带Q1=1 C，Q2=－2C，在真空中相距r且静止，相互作用的库伦力为F。

（1）今将Q1、Q2、r都加倍，问作用力变化？

（2）只改变两电荷的电性，作用力如何？

（3）只将r增大两倍，作用力如何？.（4）将两个球接触一下后，仍放回原处，作用力如何？

（5）使两球接触后，如果库伦力的大小不变，应如何放置两球？ 课堂小结：

今天你学到了什么？让学生总结本节的内容。.作业:课本练习2、3题.（七）板书设计：

第二节 库伦定律

1． 库仑定律

2． 公式 F

?kQ1Q

2r2

3． 适用条件：真空中点电荷之间的相互作用

（1）点电荷

（2）k的物理意义

篇二：库仑定律教学设计

《1.2库仑定律》教学设计方案

新疆农七师123团中学蒋磊

篇三：库仑定律教学设计(1)

第二节 库仑定律（教案）

一、任务分析

本节课使用的课本是人民教育出版社出版的高中物理选修3-1。本节课的内容是第一章第二节库仑定律。本节内容的核心是库仑定律，它是静电学的第一个实验定律，是学习电场强度的基础，是电磁学的基本定律，也是物理学的基本定律之一。库仑定律阐明了带电体相互作用的规律，为整个电磁学奠定了基础，因此在本章中具有很重要的地位。

在学习本节课的内容之前，学生已经具有质点的理想化模型的思维方法，知道两轻质小带电体因相互作用而吸引或排斥。

育才中学是一所扶贫寄宿制学校，学生大多数来自宁南山区。他们缺乏自主动手能力，合作探究的意识，交流评估的习惯。因此，在教学中教师要适时的鼓励和引导。

本节课的教学内容的主线有两条，第一条为知识层面上的，首先通过“演示”栏目中“探究影响电荷间相互作用力的因素”的定性实验导入。在此基础上，展示库仑定律建立的历史背景。掌握真空中点电荷之间相互作用的规律即库仑定律；第二条为方法层面上的，即研究多个量之间关系的方法，间接测量一些不易测量的物理量的方法，及研究物理问题的其他基本方法。体会控制变量法、理想模型法、类比法在物理学中的重要性。

二、教学目标

1．知识与技能

（1）了解电荷间的相互作用力规律，掌握库仑定律的内容及其应用。

（2）通过演示实验，先定性了解电荷间的相互作用力，进而明确库仑

定律及适用条件。

2．过程与方法，情感、态度与价值观（1）通过观察演示实验，概括出电荷间的作用规律。培养学生观察、分析、概括能力。

（2）通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。（3）体会研究物理问题的一些常用方法，如控制变量法、理想模型法、类比法等。

三、重点和难点

重点：电荷间相互作用力与距离、电荷量的关系。

难点：库仑定律的内容、适用条件就应用。

四、教学资源

1．视频片段：库仑扭秤

2．演示实验：探究影响电荷间相互作用力的因素的实验

3．课件：PPT幻灯片

五、设计思路

根据新课程改革的理念与目标，要求重视发挥学生学习的主体性，在学习过程中丰富学生的体验，让学生在教师的指导下亲自去观察、实验、分析、归纳、应用等，在参与体验的基础上学习知识与方法，培养科学精神和科学态度。

本节课利用《三国志·吴书》中写道“琥珀不取腐芥”和手摇静电感应器演示放电现象引入新课，同时为课堂实验做好必要的准备。

让学生通过演示实验现象的观察在教师的引导下猜想影响带电体间的相互作用力的因素有哪些。

教师适时的启发和引导学生制定定性探究F与r，F与q的实验方案。利用演示实验定性探究F与r，F与q的关系。然后对比万有引力，结合类比法及库仑对电荷间相互作用力的探究，介绍库仑扭秤实验，得出库仑定律。

回顾历史上人类对电荷间相互作用力的探究，进行适当的人文教育。利用已有的实验器材，让学生参与制定验证F 与R2成反比的实验，并进行实验验证。

六、教学流程

1．教学主要环节

本节课主要分4个环节：

第一个环节 情景引入 两电荷间有力的作用。第二个环节 定性探究 通过猜想、学生定性实验、归纳得出两电荷间作用力与距离和电荷间的关系。

第三个环节 定量探究 通过对比万有引力，结合前人的研究历史背景得出库仑定律以及适用条件。

第四个环节应用巩固 通过简单的示例巩固对库仑定律的应用。

2．教学流程图

3．教学流程说明

（1）情景：《三国志·吴书》中写道“琥珀不取腐芥”和手摇静电感应器演示放电现象引入新课

（2）活动Ⅰ 通过实验现象，启发学生根据已有的知识猜想两电荷间的作用力与哪些因素有关，并通过讨论，归纳得到两电荷间的作用力与距离和电荷量间有关系。在此基础上引导学生制定研究方案并组织学生分组实验，对上述猜想进行定性探究，通过各组对实验所观察到的现象进行分析、交流。

（3）活动Ⅱ 通过前人的研究历史并对比万有引力，应用控制变量的方法，定量研究两电荷间相互作用力与距离和电荷量的关系，通过讨论，归纳得出库仑定律。

（4）活动III 通过生活常识和已有的知识讨论库仑定律计算式的适用条件。

（5）应用 通过简单的示例巩固对库仑定律的认识，根据库仑力的计算式比较在微观粒子间万有引力和库仑力的大小。

4．板书设计

第二节 库仑定律

1、距离

一、影响电荷间相互作用力的因素

2、电量

二：库仑定律

1、内容：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在两个点电荷的连线上。

2、公式：

（静电力常量（K=9.0×109

N·㎡／C2）

真空中

3点电荷

七、教学案例

（一）创设情境，引入课题

师生活动：《三国志·吴书》中写道“琥珀不取腐芥”，意思是腐烂潮湿的草不被琥珀吸引。但是，当时社会还没有对电力的需求，因此，人们对电的认识一直停留在定性的水平上。直到18世纪中叶人们才开始对电进行定量的研究。今天我们就借用古人的脑袋加上我们的智慧来研究电学的基础—库仑定律。