電荷間的相互作用

1、第一節(jié) 電荷間的相互作用 一、素質(zhì)教育目標（一）知識教學(xué)點1知道在什么情況下帶電體可看成是點電荷2了解電荷的相互作用，并能應(yīng)用庫侖定律解決一些簡單的實際問題3知道元電荷是實驗得出的最小電量，元電荷e=1.6010-19C（二）能力訓(xùn)練點由實際問題進行簡化抽象建立物理模型的能力，控制變量的科學(xué)研究方法。（三）德育滲透點介紹元電荷時適當(dāng)擴展，滲透物質(zhì)無限可分的辯證唯物主義觀點二、重點、難點、疑點及解決辦法1重點庫侖定律庫侖力2難點庫侖定律的定性演示3疑點靜電力常量K的數(shù)值的確定4解決辦法講清庫侖定律及適用條件，說明庫侖力符合力的特征，遵守牛頓第三定律，說清K的單位由公式中各量單位確定，其數(shù)值則由實

2、驗確定。為定性演示庫侖定律，應(yīng)使帶電小球表面光滑，防止尖端放電，支架應(yīng)選絕緣性能好的，空氣要干燥（采用紅外線燈照射空氣）。三、課時安排1課時四、教具準備玻璃棒，絲綢，系有絲線的包有鋁箔的泡沫塑料小球，紅外線燈，庫侖扭秤模型或掛圖。五、學(xué)生活動設(shè)計本課學(xué)生活動主要集中體現(xiàn)在兩處：1學(xué)生觀察演示實驗定性分析，兩帶電體間的作用力大小與距離及帶電體的帶電量有關(guān)。2應(yīng)用庫侖定律解決簡單實際問題的練習(xí)。六、教學(xué)步驟（一）明確目標經(jīng)過本課的講授使學(xué)生知道點電荷、元電荷、庫侖力的概念，理解庫侖定律及其適用的條件，并能解決一些簡單的實際問題；培養(yǎng)學(xué)生對實際復(fù)雜問題進行簡化、抽象的思維能力及如何建立物理模型，滲透

3、物質(zhì)可分的思想，適當(dāng)介紹粒子研究的物理學(xué)進展。（二）整體感知庫侖定律是本課的核心，是靜電學(xué)中的重要知識，它既是電荷間相互作用的基本規(guī)律，又是學(xué)習(xí)電場強度的基礎(chǔ)，也是今后學(xué)習(xí)氫原子結(jié)構(gòu)模型的依據(jù)。（三）重點、難點的學(xué)習(xí)與目標完成過程1創(chuàng)設(shè)情景提問用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近包有鋁箔的小球，會發(fā)生什么情況？讓學(xué)生猜想，并要求說明理由。2實驗探索演示1 演示上述提問內(nèi)容，結(jié)果先吸引，而鋁箔與帶電玻璃棒接觸后再排斥。這是由于兩者接觸后帶有同種電荷的帶電體間發(fā)生相互排斥作用的緣故。引導(dǎo)同種電荷相互排斥，異種電荷互相吸引。那么電荷間相互作用力的大小跟什么有關(guān)呢？演示2 讓帶電玻璃棒在不同距離上靠近懸掛的帶電小

4、球，觀察小球懸線偏離豎直方向的角度不同的情況（課本圖1-1）這說明了什么？啟發(fā)學(xué)生回答，說明電荷之間作用力隨著距離的增大而減少。為什么？啟發(fā)學(xué)生分析小球的受力情況，當(dāng)小球平衡時后它所受的電荷間的作用力F=mgtg（如右圖）玻璃棒距小球越遠，偏角越小，表示電荷間作用力越小。演示3 固定玻璃棒位置，增加懸掛小球帶電量，觀察偏角增大的現(xiàn)象。說明了什么？啟發(fā)學(xué)生回答，說明電荷間的作用力隨著電量的增大而增大。3教師歸納出示扭秤模型或掛圖，簡述庫侖利用扭秤研究點電荷間相互作用力的大小與電量和距離的關(guān)系及控制變量科學(xué)研究方法。介紹庫侖的實驗結(jié)論庫侖定律（用幻燈片投影顯示）在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的

5、電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。同時應(yīng)指出（1）關(guān)于“點電荷”，應(yīng)讓學(xué)生理解這是相對而言的，只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略，帶電體就可以看作是點電荷。嚴格意義上的點電荷只是一個理想化的物理模型，實際上是不存在的，類同于質(zhì)點概念。庫侖定律適用于真空中的點電荷。（2）靜電力同樣有力的共性，遵守牛頓第三定律。電量不同的兩個點電荷相互作用時，所受的靜電力也相等。（3）庫侖定律公式中的恒量K是個重要的物理常數(shù)K的單位只能由公式中的其它幾個量的單位來確定，而它的數(shù)值也要由實驗來確定，并依據(jù)計算精度的需要確定數(shù)值的有效數(shù)字位數(shù)（K的精確值是8987

6、55179109Nm2/C2，計算中可取K=9.0109Nm2/C2）。其物理意義為K在數(shù)值上等于兩個帶有單位電量的點電荷在真空中相距單位距離時的庫侖力。Q1=Q2=1C r=1m時，F(xiàn)=9.0109N，與人（約50kg）體重（500N）相比較，體會K值是一個很大的值。這種情況不同于牛頓第二定律規(guī)定力的單位，公式中的比例恒量可取作1，可讓學(xué)生在對比中了解比例關(guān)系的公式中為什么有的比例恒量是1，有的卻不是1（4）元電荷e=1.610-19C經(jīng)實驗測得，任何帶電體所帶電量都等于一個電子或一個質(zhì)子所帶電量的整數(shù)倍，有時也用元電荷作為電量單位。4應(yīng)用分析（1）閱讀課本第4頁的例題應(yīng)用庫侖定律計算時，可用所帶電量的絕對值進行計算，然后根據(jù)電性判斷是引力還是斥力。（2）討論下述情況，靜電力如何變化a電量不變，距離增大為原來兩倍b距離不變，其中一個電量增大為原來2倍c若兩個電荷的電量都增大為原來的2倍，距離也增大為原來兩倍（3）碳原子核，帶電量為9.610-19C，碳原子核中有幾個質(zhì)子？（6個）（4）兩個相同的小球，帶電后互相接觸，如果它們平衡時懸線間夾角為60，懸線長度l（如圖），小球質(zhì)量為m小球可看作點電荷，則它們所帶電量為多少？讓學(xué)生計算出（四）總結(jié)、擴展庫侖定律、公式及適用條件點電荷的概念K值