教科2003课标版《2.库仑定律》新课标优质课教案设计

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2 新课教学：

2.1 作用点

师：以气球问题为例，请你说出橡胶棒给气球的静电力的作用点的位置？你遇到了什么困难？

生：物体太大，无法确定作用点。

师：很好。同学比较准确的找到了困难的原因。这里其实存在两个原因：（1）气球有一定的形状和大小，各部分都要受到静电力的作用；（2）气球上的电荷分布情况还不清楚。这两方面的原因对我们寻找的静电力的作用点带来了较大的困难，暂时还无法研究，我们必须简化模型。不妨换个角度思考：既然这个困难是因为物体的大小和形状造成的，那么要是能够把它简化成一个点，这个困难也就不存在了。请思考，在什么条件下能把气球简化成一个带电的点，从而忽略形状和体积对研究问题的影响？

生A：减少带电体的体积，如把气球换成小圆筒。

师：这是一种方式，还有什么方法？

生B：拉大两者间的距离；换成均匀带电的圆球----

师：当两者间距比两物体的尺寸大得多时，就可以忽略物体的大小，从而把这两个物体看成是带电的“点”，——在电学中称为点电荷。例如，这个金属小圆筒B，在和大球A相距较远时，圆筒就可以看成是一个点电荷。另外，若B带电量较小，对大球A的电荷分布影响较小，也可近似认为A球的电荷均匀分布，从而等效的认为集中在球心处。对小球B来说，A给B的静电力的作用点就在点电荷的这个点上。这个理想模型与我们在必修1中学到的哪个理想模型类似？

师：类比质点，小物体是否一定能看成点电荷？大的物体是否一定不能看成点电荷？

【结论：与物体大小没有直接关系】

2.2 方向

师:接下来我们就以（大球-小球）这个装置为例，研究圆筒B所受静电力的方向。请同学们猜想一下，B点电荷所受静电斥力的方向朝哪儿？

师:你这样猜想的事实依据是什么？

师：没有的话，我们可以通过一个实验来体验。首先用摩擦起电的方式给AB带上同种电荷。①一般位置：小球放在大球的一侧，偏，只能说斥力大概在方向上；②既然一般位置上还无法准确判断静电力的方向，我们换个特殊位置：大球放在小球的正下方，不偏，这说明B小球受到的静电斥力的在什么方向上？

师：从理论的角度看，如果两个点电荷之间的静电力不在两球连线上（如图所示）。这违背了什么原理？

师：从逻辑推理和实验验证，我们都可以发现，两个点电荷之间的静电力是在两者连线上的，且同斥异吸。

2.3 大小

师：点电荷B所受静电力的大小可能与哪些因素有关呢？你这样猜想的事实依据是什么？

师：“基于事实依据的猜想是否完全正确”和“静电力的大小与这些因素的确切关系”，这些我们还需要通过实验来探究。

【器材介绍】

这是我们这节课将要使用的器材，结构：（1）木架上方固定了一个半圆形量角器，细线的上端系在量角器中心处的螺丝上，下端系有一个金属圆筒；（2）通过转动螺丝可以调节细线的长度；（3）木架下方固定了一把刻度尺，刻度尺的高度与大球球心等高；（4）大球可以任意移动。

【设计思路】

实验前，我们先一起来把实验的设计思路做个讨论。

（1）实验目的：探究B所受的静电力F与QA、QB、r的具体关系。