《電荷庫(kù)侖定律》教學(xué)設(shè)計(jì).docVIP

電荷 庫(kù)侖定律教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析1庫(kù)侖定律既是電荷間相互作用的基本規(guī)律，又是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)，不僅要求學(xué)生定性知道，而且還要求定量了解和應(yīng)用。2本節(jié)摩擦起電、兩種電荷的相互作用、電荷量的概念初中已接觸，已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，在復(fù)習(xí)初中知識(shí)的基礎(chǔ)上，應(yīng)著重從原子結(jié)構(gòu)的角度講解物體帶電的本質(zhì)。3通過(guò)對(duì)使物體帶電的方法接觸起電、摩擦起電和感應(yīng)起電的分析，讓學(xué)生體會(huì)到使物體帶電的實(shí)質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而打破了物體的電中性，失去電子的物體帶上了正電荷，得到電子的物體帶上了負(fù)電荷。過(guò)渡到電荷守恒定律，水到渠成，對(duì)高中學(xué)生而言很容易接受，進(jìn)一步鞏固守恒思想。4在分析思考的過(guò)程中學(xué)生體會(huì)到電荷守恒定律以及元電荷的概念。同時(shí)教學(xué)中滲透“透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)”的思想。5展示庫(kù)侖定律的內(nèi)容和庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)這一定律的過(guò)程，并強(qiáng)調(diào)該定律的條件和遠(yuǎn)大意義。二、學(xué)情分析學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了電學(xué)的基本知識(shí)，為過(guò)渡到本節(jié)的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用，學(xué)生已具備了一定的探究能力、邏輯思維能力及推理演算能力。能在老師指導(dǎo)下通過(guò)觀察、思考，發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題和解決問(wèn)題。因此有必要把初中學(xué)過(guò)的兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、摩擦起電的知識(shí)復(fù)習(xí)一下。三、教學(xué)方法分析及建議1在學(xué)生初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)或者媒體播放復(fù)習(xí)并鞏固電荷的有關(guān)知識(shí)；先運(yùn)用教材上給出的簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀察摩擦后的塑料片之間的相互作用力，猜想作用力的大小跟哪些因素有關(guān)；然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)定性驗(yàn)證猜想是否正確，并在這個(gè)基礎(chǔ)上介紹庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。2講解點(diǎn)電荷時(shí)，可以對(duì)照質(zhì)點(diǎn)的概念進(jìn)行講解，要講清點(diǎn)電荷是一種理想化的物理模型。3物理發(fā)展史上的重要概念及重大規(guī)律的建立都是經(jīng)科學(xué)家艱辛的探索而完成的，都是對(duì)原有思維方式突破的結(jié)果，體現(xiàn)出了科學(xué)家的創(chuàng)造性。如何充分利用這寶貴的素材，需要教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景對(duì)學(xué)生“誘思”、“導(dǎo)思”，在本節(jié)課中，對(duì)庫(kù)侖定律得出過(guò)程進(jìn)行了嘗試。4利用“思考與討論”的問(wèn)題，比較庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的異同。5要做好演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生清楚地知道什么是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，使學(xué)生知道，感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi)，使電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，進(jìn)一步說(shuō)明電荷守恒定律。四、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1了解人類對(duì)電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)過(guò)程，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。2了解元電荷的大小，了解電荷守恒定律，知道摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造電荷，而是電荷的轉(zhuǎn)移。3理解庫(kù)侖定律的含義和表達(dá)式，知道靜電常量。了解庫(kù)侖定律的適用條件，學(xué)習(xí)用庫(kù)侖定律解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。4滲透理想化思想，培養(yǎng)由實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象思維建立物理模型的能力。（二）過(guò)程與方法1教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)法、問(wèn)題教學(xué)法啟發(fā)學(xué)生理解抽象的電荷知識(shí)。2通過(guò)認(rèn)識(shí)科學(xué)家在了解自然的過(guò)程中常用的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生善用類比方法、理想化方法、實(shí)驗(yàn)方法等物理學(xué)習(xí)方法。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1通過(guò)閱讀材料，展示物理學(xué)發(fā)展中充滿睿智和靈氣的科學(xué)思維，弘揚(yáng)前輩物理學(xué)家探尋真理的堅(jiān)強(qiáng)意志和科學(xué)精神。2通過(guò)對(duì)比天電和地電、以及定性和定量、神學(xué)和科學(xué)對(duì)電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生了解人類對(duì)電荷的認(rèn)識(shí)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生探索大自然的興趣。3通過(guò)對(duì)庫(kù)侖定律探究過(guò)程的討論，使學(xué)生掌握科學(xué)的探究方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱情。五、本節(jié)要點(diǎn)1什么是靜電現(xiàn)象？電荷間的相互作用是什么？什么叫電荷量？2什么是感應(yīng)起電現(xiàn)象？什么叫中和現(xiàn)象？3電荷守恒定律的內(nèi)容是什么？什么叫元電荷？4庫(kù)侖定律的內(nèi)容是什么？適用條件是什么？六、教學(xué)重難點(diǎn)分析（一）重點(diǎn)1對(duì)庫(kù)侖定律的理解。（二）難點(diǎn)1對(duì)電荷這一抽象概念的理解；2對(duì)庫(kù)侖定律發(fā)現(xiàn)過(guò)程的探討。（三）突破重、難點(diǎn)的方法1講清庫(kù)侖定律及適用條件，說(shuō)明庫(kù)侖力符合力的特征，遵守牛頓第三定律。2為定性演示庫(kù)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。3說(shuō)清K的單位由公式中各量單位確定，其數(shù)值則由實(shí)驗(yàn)確定。七、教學(xué)流程設(shè)計(jì)（一）新課引入（多媒體展示電磁學(xué)的發(fā)展史）古代人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了有關(guān)靜電現(xiàn)象，主要是梳頭或者是羊毛、絲、棉類的衣物摩擦有閃光及聲音；古希臘人發(fā)現(xiàn)琥珀可以吸引輕小物體。英國(guó)的吉爾伯特（15441603）是最早系統(tǒng)地研究電磁現(xiàn)象的科學(xué)家。他發(fā)現(xiàn)琥珀和磁鐵都能夠吸引物體，不過(guò)性質(zhì)不同，經(jīng)過(guò)研究，他發(fā)現(xiàn)許多其他物體經(jīng)過(guò)摩擦后也都能夠吸引其他小物體。引入（electric）（琥珀體）還發(fā)明了可供實(shí)驗(yàn)用的驗(yàn)電器。德國(guó)的奧托格里克（16021686），馬德堡市市長(zhǎng)，1654年曾用自己發(fā)明的抽氣機(jī)做了馬德堡半球?qū)嶒?yàn)；1660年發(fā)明了第一臺(tái)可產(chǎn)生大量電荷的摩擦起電機(jī)。有了這樣的機(jī)器，因而做成了各種各樣的電火花實(shí)驗(yàn)；還有讓人身體帶電的實(shí)驗(yàn)；這使得18世紀(jì)40年代的德國(guó)整個(gè)社會(huì)都對(duì)電現(xiàn)象感興趣，許多人購(gòu)買了摩擦起電機(jī)做實(shí)驗(yàn)作為娛樂(lè)，同時(shí)也大大普及了電學(xué)知識(shí)。電學(xué)知識(shí)在整個(gè)歐洲各國(guó)都普及起來(lái)。法國(guó)電學(xué)家諾萊特在巴黎圣母院前進(jìn)行，他請(qǐng)700個(gè)修道士手拉手地排起來(lái)，讓排頭的手拿萊頓瓶放電時(shí)，發(fā)現(xiàn)700個(gè)修道士同時(shí)跳了起來(lái)，顯示了電的強(qiáng)大威力。富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，證明了雷電是一種放電現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上，發(fā)明了避雷針。（二）進(jìn)行新課1接引雷電下九天富蘭克林發(fā)明避雷針的故事1752年7月的一天，在北美洲的費(fèi)城，一位名叫富蘭克林的科學(xué)家，做了一個(gè)轟動(dòng)世界的實(shí)驗(yàn)：這天下午，天色陰暗，烏云滾滾。天空中不時(shí)閃爍著青白色的電光，傳來(lái)一陣陣沉悶的雷聲，眼看一場(chǎng)可怕的大雷雨就要來(lái)臨了。“這是最合適的天氣！”富蘭克林和他的兒子威廉帶著風(fēng)箏和萊頓瓶（一種可充放電的容器），奔向郊外田野里的一間草棚。這可不是一只普通的風(fēng)箏：它是用絲綢做成的，在它的頂端綁了一根尖細(xì)的金屬絲，作為吸引閃電的“接收器”；金屬絲連著放風(fēng)箏用的細(xì)繩，這樣細(xì)繩被雨水打濕后，也就成了導(dǎo)線；細(xì)繩的另一端系上綢帶，作為絕緣體（要干燥），避免實(shí)驗(yàn)者觸電；在綢帶和繩子之間，掛有一把鑰匙，作為電極。富蘭克林和他的兒子連忙乘著風(fēng)勢(shì)，將風(fēng)箏放上了天。風(fēng)箏，像一只矯健的鳥兒，漸漸地飛到云海中。父子倆躲在草棚的屋檐下，手中緊握著沒(méi)有被雨水淋濕的綢帶，目不轉(zhuǎn)睛地觀察著風(fēng)箏的動(dòng)靜。突然，天空中掠過(guò)一道耀眼的閃電。富蘭克林發(fā)現(xiàn)，風(fēng)箏引繩上的纖維絲一下子豎立起來(lái)。這說(shuō)明，雷電已經(jīng)通過(guò)風(fēng)箏和引繩傳導(dǎo)下來(lái)了。富蘭克林高興極了，他禁不住伸出左手，觸碰一下引繩上的鑰匙?！斑辍钡囊宦?，一個(gè)小小的藍(lán)火花跳了出來(lái)?！斑@果然是電！”富蘭克林興奮地叫了起來(lái)?！鞍讶R頓瓶拿過(guò)來(lái)?！备惶m克林對(duì)威廉喊道。他連忙把引繩上的鑰匙和萊頓瓶連接起來(lái)。萊頓瓶上電火花閃爍。這說(shuō)明萊頓瓶充了。事后，富蘭克林用萊頓瓶收集的雷電，做了一系列的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)了雷電與普通電完全相同。富蘭克林的這一風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，徹底地?fù)羲榱碎W電是“上帝之火”、“煤氣爆炸”等流行的說(shuō)法，使人們真正認(rèn)識(shí)到雷電的本質(zhì)。因此，人們說(shuō)：“富蘭克林把上帝與閃電分了家?！备惶m克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)絕不是一時(shí)沖動(dòng)所做的。早在數(shù)年前，他就致力于電的研究，并在當(dāng)時(shí)人們不知“電為何物”的時(shí)代，指出了電的性質(zhì)。在一次研究的意外事件中，他得到啟迪。有一次，他把幾只萊頓瓶連在一起，以加大電容量。不料，實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，守在一旁的妻子麗德不小心碰了一下萊頓瓶，只聽(tīng)得“轟”的一聲，一團(tuán)電火花閃過(guò)，麗德被擊中倒地，面色慘白。她因此休息了一個(gè)星期身體才得到康復(fù)。“萊頓瓶發(fā)出的轟鳴聲，放出的電火花，不是和雷電一樣嗎？”富蘭克林大膽地提出這個(gè)設(shè)想。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考，他推測(cè)雷電就是普通的電，并找出它們兩者間的12條相同之處：都發(fā)亮光；光的顏色相同；閃電和電火花的路線都是曲折的；運(yùn)動(dòng)都極其迅速；都能被金屬傳導(dǎo)；都能發(fā)出爆炸聲或噪聲；都能在水或冰塊中存在；通過(guò)物體時(shí)都能使之破裂；都能殺死動(dòng)物；都能熔化金屬；都能使易燃物燃燒；都放出硫磺氣味。1747年，富蘭克林把他的這些想法，寫成論文論雷電與電氣的一致性。他將論文寄給他的朋友、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員科林遜?？僧?dāng)科林遜將論文送交皇家學(xué)會(huì)討論時(shí)，得到的是一陣嘲笑。許多權(quán)威科學(xué)家認(rèn)為富蘭克林的觀點(diǎn)荒唐無(wú)比，“把科學(xué)當(dāng)作兒童的幻想”。對(duì)于權(quán)威人士的嘲笑、奚落，富蘭克林不予理睬，終于在做好各種準(zhǔn)備的情況下，冒著生命危險(xiǎn)，做了風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)。富蘭克林從風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)中，不但了解了雷電的性質(zhì)，而且證實(shí)：雷電是可以從天空“走”下來(lái)的。“高大建筑物常常遭到雷擊，能不能給雷電搭一個(gè)梯子，讓它乖乖地走下來(lái)呢？”富蘭克林想。正當(dāng)富蘭克林思考這一問(wèn)題的時(shí)候，不幸從俄國(guó)彼得堡傳來(lái)消息：1753年7月26日，科學(xué)家利赫曼為了驗(yàn)證富蘭克林的實(shí)驗(yàn)，在操作時(shí)，不幸被一道電火花擊中身亡。這更堅(jiān)定了富蘭克林研制避免雷擊裝置的決心。他先在自己家做實(shí)驗(yàn)：在屋頂高聳的煙囪上，安裝一根3米長(zhǎng)的尖頂細(xì)鐵棒；在細(xì)鐵棒的下端綁上金屬線；沿著樓梯，把金屬線引到底樓的一個(gè)水泵上（水泵與大地有接觸）；將經(jīng)過(guò)房間的那段金屬線分成兩段，且將兩股線相隔一段距離，各掛一個(gè)小鈴。這樣，如果雷電從細(xì)鐵棒進(jìn)入，經(jīng)過(guò)金屬線進(jìn)入大地，那么，兩股線受力，小鈴就會(huì)晃蕩，發(fā)出響聲。一天，電閃雷鳴，暴風(fēng)雨就要來(lái)了。在雷聲、雨聲的“伴奏”下，守候在房間小鈴旁的富蘭克林，聽(tīng)到了小鈴發(fā)出的清脆、悅耳的聲音。他高興地笑了。富蘭克林把那根細(xì)鐵棒稱為“避雷針”。避雷針的問(wèn)世，引起了教會(huì)的反對(duì)。他們認(rèn)為：“裝在屋頂?shù)募鈼U指向天空是對(duì)上帝的不敬?！薄案缮嫔系鄣氖拢瑢?duì)上帝指手劃腳，是要受上帝懲罰的?！比欢?，有一次在一場(chǎng)雷雨之后，神圣的教堂著火了，而裝有避雷針的房屋卻平安無(wú)事。于是，避雷針的作用被人們認(rèn)識(shí)，避雷針也很快地傳開(kāi)了。至1784年，全歐洲的高樓頂上都用上了避雷針。富蘭克林的發(fā)現(xiàn)統(tǒng)一了天電和地電，破除了人們對(duì)雷電的迷信。儲(chǔ)存了天電的萊頓瓶可以產(chǎn)生一切地電所能產(chǎn)生的現(xiàn)象，這就證明了天電與地電是一樣的。 （四）板書設(shè)計(jì)1電荷、電荷守恒定律電荷：正電荷和負(fù)電荷。電荷間的相互作用：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。帶電方式：a摩擦起電：電子的得失。b接觸起電：電子的轉(zhuǎn)移。c感應(yīng)起電：正負(fù)電荷分開(kāi)。電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量