库仑定律教学设计高中物理新人教版必修第三册(2022学年).pdf

课程基本信息

学科物理年级高一学期第二学期

课题库仑定律

书名：普通高中物理教科书物理必修第三册

教科书

出版社：人民教育出版社

教学人员

姓名学校

教师1

教师2

教学目标

教学目标：

1.学生通过库仑定律的探究过程，体会实验与类比在定律的建立过程中发挥的重要作用。

2.学生通过将点电荷模型与质点模型类比，知道点电荷模型的物理意义及建立点电荷模型

的条件，进一步体会科学研究中的理想模型方法。

3.学生理解库仑定律的内涵和适用条件，能够应用库仑定律计算点电荷间的静电力，会利

用力的合成的知识解决多个电荷间的相互作用问题。

4.学生体会库仑扭称实验的设计思路与实验方法。

5.学生对比库仑定律和万有引力定律的形式，体会物理学的和谐统一之美，提高物理学习

兴趣。

教学重点：

理解库仑定律的内涵和适用条件

教学难点：

用叠加原理计算点电荷受多个点电荷的作用力

教学过程

教学环节师生活动

问题：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。电荷间的作用力遵循什么规

律？电荷间作用力大小与哪些因素有关？有何关系？和同学分享你的猜想，

并说明你的依据。

生：作用力大小与电荷间距离有关。距离越大，电荷间作用力越小。如果电

新课引入

荷间相距无穷远，电荷间作用力应为零。电荷量距离保持不变，电荷量越

大，电荷间作用力越大。

师：电荷间作用力与带电体电荷量与距离有关。力的大小与距离有关，

例如万有引力与距离平方成反比。一起来看演示实验。

1.电荷之间的作用力

新课教学

演示实验几何画板模拟实验

实验现象

被绝缘线悬挂的正电荷被带电体C排斥，细线偏离竖直方向一夹角。将悬

线向右移动一定距离，正电荷被带电体C排斥，细线向右偏离，夹角减

小。

师：根据实验现象，电荷间的作用力与距离有何关系？

生1：距离增大，电荷间作用力减小。

师：你是如何分析的？

生1：细线与竖直方向夹角变小，电作用力变小.

师：电荷间作用力与细线偏离竖直方向夹角有何关系？为什么夹角减小，电

作用力减小？你是如何分析的？

（生1无法分析静电力和夹角关系）

师：正电荷处于静止状态，受到哪些力？这些力满足什么关系？（可认为正

电荷和带电体在同一高度）

生：受重力、绳的拉力和静电力，合力为零。

师：请同学们画出受力示意图，求解静电力和电荷重力关系.

学生活动：按照教师提示，画出正电荷受到三个力示意图。

生2：静电力F=mgtanα，夹角减小，静电力减小，故电荷间的作用力与距离

增大减小。

师：通过实验，可以得到：电荷间的作用力随距离增大而减小，这是一个定

性结论。定量而言，电荷间作用力与距离有何定量关系？在电磁学发展史

上，富兰克林、普里斯特力和卡文迪许等人对这一问题作出重要发现。他们

确认电荷间作用力与距离平方成反比，类似于万有引力定律，让我们一起走

进历史，了解前辈的发现。

富兰克林的实验发现：富兰克林发现将一个木心球悬吊在一个带电的罐头盒

中，木心球不受电荷的作用力。富兰克林将此现象写信告知普里斯特利.普

里斯特利使一个空腔金属容器带电，发现容器内表面没有电荷，对于金属容

器对于放在其内部的电荷没有作用力.

普里斯特力类比万有引力定律，说道“难道我们不能从这个实验推出这样的

结论，即电吸引力作用服从于与万有引力相同的定律，从而也就是服从距离

平方的反比定律吗?因为假如地球像一个壳体那样，就不难证明在它里面的

物体受到一边的吸引不会大于来自另一边的吸引”

牛顿最先证明匀质球壳对球壳内部任一位置质点的吸引力为零，这一结论必

须在引力与距离平方成反比的结论下成立。

证明：令HIKL为球面，P是球面内的小球，通过P向球面作两条直线