新課程教學(xué)設(shè)計(jì) 探究電荷相互作用規(guī)律

1、探究電荷相互作用規(guī)律 作者：  永不止步0012  發(fā)表日期： 2011-10-08     教學(xué)三維目標(biāo)：知識與技能：1掌握庫侖定律，要求知道點(diǎn)電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達(dá)，知道靜電力常量。2會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。3知道庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理。過程與方法：1. 通過定性實(shí)驗(yàn)與定量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生探究影響電荷間相互作用力的因素，再得出庫侖定律；讓學(xué)生體驗(yàn)物理來源與生活。2. 體會理想模型的建立、等量電荷巧妙分配原理等科學(xué)思維方法。情感態(tài)度價(jià)值觀：讓學(xué)生體驗(yàn)庫侖在定量探究過程中遇到困難時(shí)，科學(xué)家的科學(xué)思想、方

2、法、態(tài)度、毅力教學(xué)重點(diǎn) ：庫侖定量探究電荷間相互作用規(guī)律的過程教學(xué)難點(diǎn)：對庫侖定律成立條件的理解教學(xué)用具：視頻，多媒體課件，手搖式感應(yīng)起電機(jī)，自制泡沫小球，細(xì)線，球形導(dǎo)體球，鐵架臺，毛皮，橡膠棒設(shè)計(jì)思路：本節(jié)課分三個(gè)步驟進(jìn)行，定性實(shí)驗(yàn)演示(學(xué)生觀察與思考)-視頻播放庫侖用扭秤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程(學(xué)生感悟與體會)-庫侖定律的應(yīng)用(學(xué)生思考并作答)教法：實(shí)驗(yàn)、提問、啟發(fā)引導(dǎo)式學(xué)法：親身體會，合作探究新課教學(xué)：一、歷史回顧人類很早就發(fā)現(xiàn)了電現(xiàn)象，但是為什么2000年后才定量研究？一是當(dāng)時(shí)社會沒有對電力提出要求；二是還沒有電荷量的概念，也沒有定義電荷的單位；三是沒有精密測量電荷的工具。說明科學(xué)、社會、

3、技術(shù)三者相互影響，互相促進(jìn)。二、互動(dòng)與探究過程問題情景一：電荷間同性相斥，異性相吸。猜想一下，電荷間相互作用力可能與哪些因素有關(guān)？同學(xué)們討論后回答，并相互補(bǔ)充。學(xué)生：1. 距離2. 電荷量3. 帶電體的形狀等1. 定性探究：問題情景二：如果你是一名物理學(xué)家，你準(zhǔn)備如何做實(shí)驗(yàn)定性探究？(1) 你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取什么方法？學(xué)生：控制變量法(2) 你想選取什么形狀的帶電體？給出立方體，圓柱體，球形帶電體讓學(xué)生選擇(3) 你想選取什么容易觀察的方法比較作用力的大小？學(xué)生：比較懸線偏角的大小組織學(xué)生進(jìn)行頭腦風(fēng)暴：根據(jù)現(xiàn)有器材，自由組合，給出可能的實(shí)驗(yàn)方案。(4) 你想選取哪些實(shí)驗(yàn)器材？球形導(dǎo)體，兩個(gè)自制的

4、帶細(xì)線的用保鮮膜包裹的泡沫小球，鐵架臺，感應(yīng)發(fā)電機(jī)，橡膠棒，毛皮，(5) 實(shí)驗(yàn)步驟：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)以前所做實(shí)驗(yàn)自己得出實(shí)驗(yàn)的具體步驟第一步：保持距離一定，先讓塑料球帶電，后給球形導(dǎo)體帶電并逐漸增加電量，觀察偏角；第二步：保持電量一定，將球形導(dǎo)體逐漸靠近減小距離，觀察偏角。(6) 實(shí)驗(yàn)條件：保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境的干燥和無流動(dòng)的空氣學(xué)生實(shí)驗(yàn)、觀察并得出結(jié)論：距離一定，電量增加，偏角變大，作用力越大：電量一定，距離越小，偏角越大，作用力越大。2. 定量實(shí)驗(yàn)：教師提出定量實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時(shí)遇到的三大困難：(1) 電荷間作用力小，沒有足夠精密的測量儀器；(2) 沒有電量的單位，無法比較電荷的多少；(3) 帶電體上的分布不

5、清楚，難以測定電荷間距離。問題情景三：設(shè)身處地，看看你能想到怎樣的方法來解決這些困難？學(xué)生用類比的方法得出三大困難的對策：卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)-庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)，巧妙等分電荷法，質(zhì)點(diǎn)-點(diǎn)電荷（理想模型）（觀看視頻）庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)，然后閱讀課本13頁的表格，觀察表格，你能總結(jié)出規(guī)律嗎？學(xué)生：電荷間相互作用力與電荷間距離成平方反比關(guān)系，與電荷電量乘積成正比教師介紹：庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)只能定量測出同種電荷間相互作用力，庫侖還利用電單擺實(shí)驗(yàn)定量測出異種電荷間作用力大小。讓學(xué)生體會庫侖定律的完美。第三組實(shí)驗(yàn)有誤差：原因是漏電利用扭稱實(shí)驗(yàn)，結(jié)合數(shù)學(xué)方法，得出庫侖定律的內(nèi)容。3. 電學(xué)中第一個(gè)定律-庫侖定律(1) 第一定律

6、的內(nèi)容：真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷之間相互作用力的大小，跟它們的電荷量q1與q2乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向沿著它們的連線。(2) 表達(dá)式： 說明：F指靜電力或庫侖力；k；靜電力常量（單位是什么？物理意義）實(shí)驗(yàn)得出： (3) 適用條件：真空中、點(diǎn)電荷（條件：d r明確帶電體看作點(diǎn)電荷的條件（類比質(zhì)點(diǎn)的定義）出示選擇題讓學(xué)生充分理解點(diǎn)電荷說明在干燥的空氣中庫侖定律也近似成立。(4) 庫侖力的方向：沿連線，再用同性相斥，異性相吸判斷(5) 靜電力同樣有力的共性，遵守牛頓第三定律(6) 靜電力也是按性質(zhì)命名的力，力學(xué)規(guī)律全部適用，受力分析按照先重力（庫侖力）后彈力，摩擦力。三、鞏固練習(xí)案例：課本中案例分析案例分析預(yù)期達(dá)到三個(gè)目的：1、庫侖定律在應(yīng)用時(shí)，可以不代入電性符號，直接代入絕對值，最后判定方向；2、計(jì)算說明萬