“库仑定律”教学教案的设计 库仑定律”
学科 章节名称 物理 高中物理第二册第一章第一节库仑定律 年级 计划学时 高二 1 课时
教学内容说明
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。本节的教学内容的主线有两条，第一条为知识 层面上的，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，即如何研究多个变量之间关系的方法,如何间接测 量一些不易测量物理量，如何研究物理问题的基本方法。 认知目标： ①明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件； ②会用文字描述库仑定律的内容与公式表达，能用库仑定律计算 真空中两个点电荷之间的作用力； ③了解库仑扭秤实验和库仑对电荷间相互作用的探究； ④初步了解人类对电荷间相互作用的探究过程。 ． 技能目标：
教学目标分析
①通过对库仑定律建立过程的探究与学习，初步了解研究物理问 题的一般程序，认识物理实验在物理学发展过程中的作用与地位； ②体会研究物理问题的一些常用的方法如：控制变量法，理想模 型法、测量变换法等。 情感目标： ①体验探究自然规律的艰辛与喜悦；培养学生热爱科学的，探究 物理的兴趣； ②培养学生“发现问题，提出假设，并用实验来验证”的探究物 理规律的科学方法与思路； 重点：①学生会用库仑定律计算真空中点电荷间的相互作用力。
教学重、难点
②让学生初步掌握研究物理问题的一些常用的基本方法。 难点：物理实验的操作和对实验现象的分析归纳 媒体应用分析
教学环节
媒体内容
媒体表达元素
演播方式
使用目的
与电有关的 导入 图片 回顾初中的 电知识 电荷间的相 互作用力
图片（3 张）
边播放边观 察边思考
创设情境， 激发情感
文本加图片
边播放、边讲 解
导入课题，引导教学
文本
边播放，边思 考
引导观察和思考
Flash 动画
边播放，边讲 解
引导观察和思考
探究电荷 间的相互作 用力
文本和图片
边播放， 边讲解，边思 考 引导思考
文本 新课教学
边播放， 边讲解，边思 考 引导思考
扭秤实验验 证
文本，图片，链 接
边播放， 边讲解，边思 考 提供信息，形成表象
库仑定律
文本和链接
边播放，边讲 解
提供信息，形成表象
巩固练习题
文本
边播放，边练 习
巩固知识
课堂回顾 总结 小结，附阅读 材料 教学过程 文本，链接
边播放，边总 结
增强记忆， 巩固知识， 拓展知识面 媒体设计意图
1．创设情景，引入新课 （1）利用多媒体图片显示闪电现象（让学生从最常见的生活现象着 手，说明
电荷之间是存在相互作用力的） （2）引出本课教学目标：通过图片和文本展示回顾初中电学知识， 提出本节课的主题是探究电荷间的相互作用力与哪些因素有关，是 什么样的关系。 2．猜想与假设 教师引导：通过前面的实验我们发现，电荷间的相互作用力在不同 的情况下大小是不同的，你认为带电体间的相互作用力会与哪些因 素有关呢？ 3．设计方案、定性探究 Ⅰ：定性探究一：探究 F 与 r 之间的定性关系 教师引导： 为了探究 F 与 r 之间的定性关系,对其他因素(如:电荷量、 带电体的形状)我们应该如何处理? 学生回答：可以只改变 r 的大小，保持其他条件不变。 教师小结：将学生的回答进行提炼，说明这就是我们在研究物理问 题常用的方法：控制变量法。 实验展示：PPT 中 flash 动画。其中 A 球可以移动，p 球用长为 60cm 左右的绝缘棉线悬挂于铁架台上。 实验操作：使 A、P 两球带上同种电荷，发现 A 球离 P 球越近，P 球 偏离竖直方向就越大（实验中最好保持两球在同一水平面上） 。 现象说明：师：大家是如何判断小球 P 所受的库仑力 F 大小的变化 的？ 生：通过偏离竖直方向的角度的大小，角度越大 A 所受的库仑力就 越大。 师：偏转角θ与小球 A 所受的库仑力 F 的大小关系如何？ 生： F = tan θ 师： 由于在这里我们没法直接测量出力 F 的大小， 而是通过偏转角 θ 变化来判断 F 的变化，这种方法就是测量变换法（间接测量法） 。 实验结论：电量不变时，改变带电体间距离 r，两电荷间的作用力 F 随距离 r 的减小而增大。 Ⅱ：定性探究二：F 与 q 之间的定性关系 实验展示：PPT 中 flash 动画。其中 A 球可以移动，P 球用长为 60cm 左右的绝缘棉线悬挂于铁架台上。 实验操作：使 A、P 球带上等量的同种电荷，改变 A 球带电量，即增 加 A 球的电量，两球间的距离越大，即偏角越大。 （说明：由于要保 持距离不变，通过改变电荷量的大小比较困难，而前面已经得出了 F 与 R 的定性关系，这里学生一般能够看出 q 越大，F 就越大） 现象说明：师：A 球的带电量越多两球距离（偏角）越大说明什么? 生：两球距离（偏角）越大说明两球间的相互作用力越 大。
PPT 显示一组图片， 创设情境，导入教学
PPT 显 示 图 片 和 文 本，导入课题
PPT 显示思考问题， 引导思考，做出猜想
播放库仑定律的 Flash 动画， PPT 显示 分析问题，引导学生 观察、思考问题、猜 想库仑定律的影响因 素
实验结论：若距离不变，改变电荷量，两电荷间的作用力随电量的 减小而减小。 4．历史回顾，定量探究： 利用图片加文字说明的形式展现人类对 静电力的探究过
程（通过此可以进行适当的物理史实教育，培养学 生热爱科学的兴趣） 。 1785 年法国物理学家库仑设计制作了一台精确的扭秤, 用扭秤 实验证明了同号电荷的斥力遵从平方反比律, 用振荡法证明异号电 荷的吸引力也遵从平方反比定律。 5．库仑扭秤实验的验证过程（投影加解说） （1）结构简介（利用 PPT 显示） 。 （2）如何解决力的准确测量？ ①操作方法，力矩平衡：静电力力矩＝金属细丝扭转力矩， ②思想方法：放大、转化 （3）F 与 r2 关系的验证。 ①设计思想：控制变量法——控制 Q 不变 ②结果：库仑精确地用他的扭称实验测量了两个带电小球在不同距 离下的静电力，证实了自己的猜测。基本上验证了 F 与 r 之间的平方 反比关系。 （4）如何解决电量测量问题，验证 F 与 Q 的关系？ ①库仑将两个完全相同的金属小球，一个带电、一个不带电，两 者相互接触后电量被两球等分，各自带有原有总电量的一半。这样 库仑就巧妙地解决了这个问题，用这个方法依次得到了原来电量的 等的电荷，从而顺利的验证得出。 ②思想方法：守恒、对称。 6．探究结论（库仑定律） 学生活动：阅读教材内容 教师活动：点拨归纳，然后给出库仑扭秤实验得到的结论：库仑定 律 库仑定律 内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正 比 , 跟它们间距离的平方成反比 , 作用力的方向在它们的连线上。 公式： F = k
PPT 显示库仑头像及 历史
PPT 图片显示扭秤结 构， Flash 动画演示实 验过程，文本给出验 证分析过程
学生阅读教材，教师 PPT 给出库仑定律
Q1Q2 r2
适用条件：真空，点电荷 点电荷的概念： ①点电荷同质点一样也是一个理想化模型——带电的几何点。 ②若带电梯间的距离比它们自身的尺寸大得多，以致带电体形状 和大小对库仑力的影响可以忽略不计这样带电体就可以看做点电 荷。 文本给出对点电荷的 理解
7．课堂巩固与应用分析 例 1：两个带电小球的半径均为 R，当两球心间距为 50R 时，相互 间的作用力为 F。则： ①当两球心间距为 100R 时，相互间的作用力为多少？ A．4F B．F/2 C．F/4 D．不能确定 PPT 显示课堂巩固与 应用分析，帮助学生 巩固知识
②当两球心间距为 5R 时，相互间的作用力为多少？ A．100F B．10F C．F/1000 D．不能确定 设计说明：目的是为了巩固对库仑定律的理解和对点电荷概念的理 解 例 2：见课本例题：试比较电子和质子间的静电力和万有引力） 。 设计说明：正因为例题告诉我们的原因，在研究微观带电粒子相互 作用时，经常可以忽略万有引力。但对宇宙天体万有引力却是决定 性的，决定了它的运
动与演化规律。同时让学生体会到大自然的和 谐与统一。 8．课堂回顾（用多媒体显示） 一：知识小结 1．库仑定律 表达式： F = k 用 PPT 显示课堂小 结，巩固知识
Q1Q2 r2
适用条件：真空中、点电荷 2．点电荷： 二：物理方法小结 1．研究 Q、R 与 F 的关系时采用控制变量法、 2．判断力 F 时（不易测量的物理量时）可以通过判断偏角来实现， 运用的是测量 变换的思想、 9．作业布置： 附件：人类对静电的认识 文本给出阅读材料， 提升学生学习兴趣
“库仑定律”教学教案的设计 库仑定律”
学科 章节名称 物理 高中物理第二册第一章第一节库仑定律 年级 计划学时 高二 1 课时
教学内容说明
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。本节的教学内容的主线有两条，第一条为知识 层面上的，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，即如何研究多个变量之间关系的方法,如何间接测 量一些不易测量物理量，如何研究物理问题的基本方法。 认知目标： ①明确点电荷是个理想模型，知道带电体简化为点电荷的条件； ②会用文字描述库仑定律的内容与公式表达，能用库仑定律计算 真空中两个点电荷之间的作用力； ③了解库仑扭秤实验和库仑对电荷间相互作用的探究； ④初步了解人类对电荷间相互作用的探究过程。 ． 技能目标：
教学目标分析
①通过对库仑定律建立过程的探究与学习，初步了解研究物理问 题的一般程序，认识物理实验在物理学发展过程中的作用与地位； ②体会研究物理问题的一些常用的方法如：控制变量法，理想模 型法、测量变换法等。 情感目标： ①体验探究自然规律的艰辛与喜悦；培养学生热爱科学的，探究 物理的兴趣； ②培养学生“发现问题，提出假设，并用实验来验证”的探究物 理规律的科学方法与思路； 重点：①学生会用库仑定律计算真空中点电荷间的相互作用力。
教学重、难点
②让学生初步掌握研究物理问题的一些常用的基本方法。 难点：物理实验的操作和对实验现象的分析归纳 媒体应用分析
教学环节
媒体内容
媒体表达元素
演播方式
使用目的
与电有关的 导入 图片 回顾初中的 电知识 电荷间的相 互作用力
图片（3 张）
边播放边观 察边思考
创设情境， 激发情感
文本加图片
边播放、边讲 解
导入课题，引导教学
文本
边播放，边思 考
引导观察和思考
Flash 动画
边播放，边讲 解
引导观察和思考
探究电荷 间的相互作 用力
文本和图片
边播放， 边讲解，边思 考 引导思考
文本 新课教学
边播放， 边讲解，边思 考 引导思考
扭秤实验验 证
文本，图片，链 接
边播放， 边讲解，边思 考 提供信息，形成表象
库仑定律
文本和链接
边播放，边讲 解
提供信息，形成表象
巩固练习题
文本
边播放，边练 习
巩固知识
课堂回顾 总结 小结，附阅读 材料 教学过程 文本，链接
边播放，边总 结
增强记忆， 巩固知识， 拓展知识面 媒体设计意图
1．创设情景，引入新课 （1）利用多媒体图片显示闪电现象（让学生从最常见的生活现象着 手，说明
电荷之间是存在相互作用力的） （2）引出本课教学目标：通过图片和文本展示回顾初中电学知识， 提出本节课的主题是探究电荷间的相互作用力与哪些因素有关，是 什么样的关系。 2．猜想与假设 教师引导：通过前面的实验我们发现，电荷间的相互作用力在不同 的情况下大小是不同的，你认为带电体间的相互作用力会与哪些因 素有关呢？ 3．设计方案、定性探究 Ⅰ：定性探究一：探究 F 与 r 之间的定性关系 教师引导： 为了探究 F 与 r 之间的定性关系,对其他因素(如:电荷量、 带电体的形状)我们应该如何处理? 学生回答：可以只改变 r 的大小，保持其他条件不变。 教师小结：将学生的回答进行提炼，说明这就是我们在研究物理问 题常用的方法：控制变量法。 实验展示：PPT 中 flash 动画。其中 A 球可以移动，p 球用长为 60cm 左右的绝缘棉线悬挂于铁架台上。 实验操作：使 A、P 两球带上同种电荷，发现 A 球离 P 球越近，P 球 偏离竖直方向就越大（实验中最好保持两球在同一水平面上） 。 现象说明：师：大家是如何判断小球 P 所受的库仑力 F 大小的变化 的？ 生：通过偏离竖直方向的角度的大小，角度越大 A 所受的库仑力就 越大。 师：偏转角θ与小球 A 所受的库仑力 F 的大小关系如何？ 生： F = tan θ 师： 由于在这里我们没法直接测量出力 F 的大小， 而是通过偏转角 θ 变化来判断 F 的变化，这种方法就是测量变换法（间接测量法） 。 实验结论：电量不变时，改变带电体间距离 r，两电荷间的作用力 F 随距离 r 的减小而增大。 Ⅱ：定性探究二：F 与 q 之间的定性关系 实验展示：PPT 中 flash 动画。其中 A 球可以移动，P 球用长为 60cm 左右的绝缘棉线悬挂于铁架台上。 实验操作：使 A、P 球带上等量的同种电荷，改变 A 球带电量，即增 加 A 球的电量，两球间的距离越大，即偏角越大。 （说明：由于要保 持距离不变，通过改变电荷量的大小比较困难，而前面已经得出了 F 与 R 的定性关系，这里学生一般能够看出 q 越大，F 就越大） 现象说明：师：A 球的带电量越多两球距离（偏角）越大说明什么? 生：两球距离（偏角）越大说明两球间的相互作用力越 大。
PPT 显示一组图片， 创设情境，导入教学
PPT 显 示 图 片 和 文 本，导入课题
PPT 显示思考问题， 引导思考，做出猜想
播放库仑定律的 Flash 动画， PPT 显示 分析问题，引导学生 观察、思考问题、猜 想库仑定律的影响因 素
实验结论：若距离不变，改变电荷量，两电荷间的作用力随电量的 减小而减小。 4．历史回顾，定量探究： 利用图片加文字说明的形式展现人类对 静电力的探究过
程（通过此可以进行适当的物理史实教育，培养学 生热爱科学的兴趣） 。 1785 年法国物理学家库仑设计制作了一台精确的扭秤, 用扭秤 实验证明了同号电荷的斥力遵从平方反比律, 用振荡法证明异号电 荷的吸引力也遵从平方反比定律。 5．库仑扭秤实验的验证过程（投影加解说） （1）结构简介（利用 PPT 显示） 。 （2）如何解决力的准确测量？ ①操作方法，力矩平衡：静电力力矩＝金属细丝扭转力矩， ②思想方法：放大、转化 （3）F 与 r2 关系的验证。 ①设计思想：控制变量法——控制 Q 不变 ②结果：库仑精确地用他的扭称实验测量了两个带电小球在不同距 离下的静电力，证实了自己的猜测。基本上验证了 F 与 r 之间的平方 反比关系。 （4）如何解决电量测量问题，验证 F 与 Q 的关系？ ①库仑将两个完全相同的金属小球，一个带电、一个不带电，两 者相互接触后电量被两球等分，各自带有原有总电量的一半。这样 库仑就巧妙地解决了这个问题，用这个方法依次得到了原来电量的 等的电荷，从而顺利的验证得出。 ②思想方法：守恒、对称。 6．探究结论（库仑定律） 学生活动：阅读教材内容 教师活动：点拨归纳，然后给出库仑扭秤实验得到的结论：库仑定 律 库仑定律 内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正 比 , 跟它们间距离的平方成反比 , 作用力的方向在它们的连线上。 公式： F = k
PPT 显示库仑头像及 历史
PPT 图片显示扭秤结 构， Flash 动画演示实 验过程，文本给出验 证分析过程
学生阅读教材，教师 PPT 给出库仑定律
Q1Q2 r2
适用条件：真空，点电荷 点电荷的概念： ①点电荷同质点一样也是一个理想化模型——带电的几何点。 ②若带电梯间的距离比它们自身的尺寸大得多，以致带电体形状 和大小对库仑力的影响可以忽略不计这样带电体就可以看做点电 荷。 文本给出对点电荷的 理解
7．课堂巩固与应用分析 例 1：两个带电小球的半径均为 R，当两球心间距为 50R 时，相互 间的作用力为 F。则： ①当两球心间距为 100R 时，相互间的作用力为多少？ A．4F B．F/2 C．F/4 D．不能确定 PPT 显示课堂巩固与 应用分析，帮助学生 巩固知识
②当两球心间距为 5R 时，相互间的作用力为多少？ A．100F B．10F C．F/1000 D．不能确定 设计说明：目的是为了巩固对库仑定律的理解和对点电荷概念的理 解 例 2：见课本例题：试比较电子和质子间的静电力和万有引力） 。 设计说明：正因为例题告诉我们的原因，在研究微观带电粒子相互 作用时，经常可以忽略万有引力。但对宇宙天体万有引力却是决定 性的，决定了它的运
动与演化规律。同时让学生体会到大自然的和 谐与统一。 8．课堂回顾（用多媒体显示） 一：知识小结 1．库仑定律 表达式： F = k 用 PPT 显示课堂小 结，巩固知识
Q1Q2 r2
适用条件：真空中、点电荷 2．点电荷： 二：物理方法小结 1．研究 Q、R 与 F 的关系时采用控制变量法、 2．判断力 F 时（不易测量的物理量时）可以通过判断偏角来实现， 运用的是测量 变换的思想、 9．作业布置： 附件：人类对静电的认识 文本给出阅读材料， 提升学生学习兴趣