高二物理选修31第一章教学计划库仑定律.docx

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高二物理选修3-1第一章教学方案库仑定律
库仑定律是电学开展史上的第一个定量规律,它的发现使电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。查字典物理网为大家推荐了高二物理选修3-1第一章教学方案,请大家仔细阅读,希望你喜欢。
教材:人教版高中物理选修1-1第1章第1节
课题:电荷库仑定律
课时:2课时
一、教材分析
,又是学习电场强度的根底,不仅要求学生定性知道,而且还要求定量了解和应用。
、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触,已经有了一定的根底,在复习初中知识的根底上,应着重从原子结构的角度讲解物体带电的本质。
、摩擦起电和感应起电的分析,让学生体会到使物体带电的实质是电子发生转移,从而打破了物体的电中性,失去电子的物体带上了正电荷,得到电子的物体带上了负电荷。过渡到电荷守恒定律,水到渠成,对高中学生而言很容易接受,进一步稳固守恒思想。
。同时教学中渗透“透过现象看本质〞的思想。
,并强调该定律的条件和远大意义。
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二、学情分析
学生在初中已经学习了电学的根本知识,为过渡到本节的学习起着铺垫作用,学生已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推理演算能力。能在老师指导下通过观察、思考,发现一些问题和解决问题。因此有必要把初中学过的两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识复习一下。
三、教学方法分析及建议
,可以通过演示实验或者媒体播放复习并稳固电荷的有关知识;先运用教材上给出的简单易行的实验,让学生观察摩擦后的塑料片之间的相互作用力,猜测作用力的大小跟哪些因素有关;然后通过实验定性验证猜测是否正确,并在这个根底上介绍库仑定律的发现过程。
,可以对照质点的概念进行讲解,要讲清点电荷是一种理想化的物理模型。
,都是对原有思维方式突破的结果,表达出了科学家的创造性。如何充分利用这珍贵的素材,需要教师创设问题情景对学生“诱思〞、“导思〞,在本节课中,对库仑定律得出过程进行了尝试。
“思考与讨论〞的问题,比拟库仑定律与万有引力定律的异同。
,使学生清楚地知道什么是静电感应现象。在此根底上,使学生知道,感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开,使电荷从物体的一局部转移到另一局部,进一步说明电荷守恒定律。
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四、教学目标
〔一〕知识与技能
,体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。
,了解电荷守恒定律,知道摩擦起电和感应起电的实质不是创造电荷,而是电荷的转移。
,知道静电常量。了解库仑定律的适用条件,学习用库仑定律解决简单的问题。
,培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的能力。
〔二〕过程与方法
、问题教学法启发学生理解抽象的电荷知识。
,培养学生善用类比方法、理想化方法、实验方法等物理学习方法。
〔三〕情感态度与价值观
,展示物理学开展中充满睿智和灵气的科学思维,弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神。
、以及定性和定量、神学和科学对电现象的认识,使学生了解人类对电荷的认识过程,培养学生探索大自然的兴趣。
,使学生掌握科学的探究方法,激发学生对科学的热情。
五、本节要点
?电荷间的相互作用是什么?什么叫电荷量?
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?什么叫中和现象?
?什么叫元电荷?
?适用条件是什么?
六、教学重难点分析
〔一〕重点
。
〔二〕难点
;
。
〔三〕突破重、难点的方法
,说明库仑力符合力的特征,遵守牛顿第三定律。
,应使带电小球外表光滑,防止尖端放电,支架应选绝缘性能好的,空气要枯燥。
,其数值那么由实验确定。
七、教学流程设计
〔一〕新课引入
(多媒体展示电磁学的开展史)
古代人已经发现了有关静电现象,主要是梳头或者是羊毛、丝、棉类的衣物摩擦有闪光及声音;古希腊人发现琥珀可以吸引轻小物体。
英国的吉尔伯特(1544—1603)是最早系统地研究电磁现象的科学家。他发现琥珀和磁铁都能够吸引物体,不过性质不同,经过研究,他发现许多其他物体经过摩擦后也都能够吸引其他小物体。引入(electric)(琥珀体)还创造了可供实验用的验电器。
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德国的奥托·格里克(1602—1686),马德堡市市长,1654年曾用自己创造的抽气机做了马德堡半球实验;1660年创造了第一台可产生大量电荷的摩擦起电机。有了这样的机器,因而做成了各种各样的电火花实验;还有让人身体带电的实验;这使得18世纪40年代的德国整个社会都对电现象感兴趣,许多人购置了摩擦起电机做实验作为娱乐,同时也大大普及了电学知识。电学知识在整个欧洲各国都普及起来。
法国电学家诺莱特在巴黎圣母院前进行,他请700个修道士手拉手地排起来,让排头的手拿莱顿瓶放电时,发现700个修道士同时跳了起来,显示了电的强大威力。
富兰克林的风筝实验,证明了雷电是一种放电现象,在此根底上,创造了避雷针。
〔二〕进行新课
──富兰克林创造避雷针的故事
1752年7月的一天,在北美洲的费城,一位名叫富兰克林的科学家,做了一个轰动世界的实验:这天下午,天色阴暗,乌云滚滚。天空中不时闪烁着青白色的电光,传来一阵阵沉闷的雷声,眼看一场可怕的大雷雨就要来临了。
“这是最适宜的天气!〞富兰克林和他的儿子威廉带着风筝和莱顿瓶(一种可充放电的容器),奔向郊外田野里的一间草棚。
这可不是一只普通的风筝:它是用丝绸做成的,在它的顶端绑了一根尖细的金属丝,作为吸引闪电的“接收器〞;金属丝连着放风筝用的细绳,这样细绳被雨水打湿后,也就成了导线;细绳的另一端系上绸带,作为绝缘体(要枯燥),防止实验者触电;在绸带和绳子之间,挂有一把钥匙,作为电极。
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富兰克林和他的儿子连忙乘着风势,将风筝放上了天。风筝,像一只矫健的鸟儿,渐渐地飞到云海中。
父子俩躲在草棚的屋檐下,手中紧握着没有被雨水淋湿的绸带,目不转睛地观察着风筝的动静。
突然,天空中掠过一道耀眼的闪电。富兰克林发现,风筝引绳上的纤维丝一下子竖立起来。这说明,雷电已经通过风筝和引绳传导下来了。富兰克林快乐极了,他禁不住伸出左手,触碰一下引绳上的钥匙。“哧〞的一声,一个小小的蓝火花跳了出来。
“这果然是电!〞富兰克林兴奋地叫了起来。
“把莱顿瓶拿过来。〞富兰克林对威廉喊道。他连忙把引绳上的钥匙和莱顿瓶连接起来。莱顿瓶上电火花闪烁。这说明莱顿瓶充了。
事后,富兰克林用莱顿瓶收集的雷电,做了一系列的实验,进一步证实了雷电与普通电完全相同。
富兰克林的这一风筝实验,彻底地击碎了闪电是“上帝之火〞、“煤气爆炸〞等流行的说法,使人们真正认识到雷电的本质。因此,人们说:“富兰克林把上帝与闪电分了家。〞
富兰克林的风筝实验绝不是一时冲动所做的。早在数年前,他就致力于电的研究,并在当时人们不知“电为何物〞的时代,指出了电的性质。
在一次研究的意外事件中,他得到启迪。有一次,他把几只莱顿瓶连在一起,以加大电容量。不料,实验的时候,守在一旁的妻子丽德不小心碰了一下莱顿瓶,只听得“轰〞的一声,一团电火花闪过,丽德被击中倒地,面色惨白。她因此休息了一个星期身体才得到康复。
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“莱顿瓶发出的轰鸣声,放出的电火花,不是和雷电一样吗?〞富兰克林大胆地提出这个设想。经过反复思考,他推测雷电就是普通的电,并找出它们两者间的12条相同之处:都发亮光;光的颜色相同;闪电和电火花的路线都是曲折的;运动都极其迅速;都能被金属传导;都能发出爆炸声或噪声;都能在水或冰块中存在;通过物体时都能使之破裂;都能杀死动物;都能熔化金属;都能使易燃物燃烧;都放出硫磺气味。
1747年,富兰克林把他的这些想法,写成论文?论雷电与电气的一致性?。他将论文寄给他的朋友、英国皇家学会会员科林逊。可当科林逊将论文送交皇家学会讨论时,得到的是一阵嘲笑。许多权威科学家认为富兰克林的观点荒唐无比,“把科学当作儿童的梦想〞。
对于权威人士的嘲笑、奚落,富兰克林不予理睬,终于在做好各种准备的情况下,冒着生命危险,做了风筝实验。
富兰克林从风筝实验中,不但了解了雷电的性质,而且证实:雷电是可以从天空“走〞下来的。“高大建筑物常常遭到雷击,能不能给雷电搭一个梯子,让它乖乖地‘走’下来呢?〞富兰克林想。
正当富兰克林思考这一问题的时候,不幸从俄国彼得堡传来消息:1753年7月26日,科学家利赫曼为了验证富兰克林的实验,在操作时,不幸被一道电火花击中身亡。这更坚决了富兰克林研制防止雷击装置的决心。
他先在自己家做实验:在屋顶高耸的烟囱上,安装一根3米长的尖顶细铁棒;在细铁棒的下端绑上金属线;沿着楼梯,把金属线引到底楼的一个水泵上(水泵与大地有接触);将经过房间的那段金属线分成两段,且将两股线相隔一段距离,各挂一个小铃。这样,如果雷电从细铁棒进入,经过金属线进入大地,那么,两股线受力,小铃就会晃荡,发出响声。
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一天,电闪雷鸣,暴风雨就要来了。在雷声、雨声的“伴奏〞下,守候在房间小铃旁的富兰克林,听到了小铃发出的清脆、悦耳的声音。他快乐地笑了。
富兰克林把那根细铁棒称为“避雷针〞。
避雷针的问世,引起了教会的反对。他们认为:“装在屋顶的尖杆指向天空是对上帝的不敬。〞“干预上帝的事,对上帝指手划脚,是要受上帝惩罚的。〞
然而,有一次在一场雷雨之后,神圣的教堂着火了,而装有避雷针的房屋却平安无事。于是,避雷针的作用被人们认识,避雷针也很快地传开了。至1784年,全欧洲的高楼顶上都用上了避雷针。
富兰克林的发现统一了天电和地电,破除了人们对雷电的迷信。储存了天电的莱顿瓶可以产生一切地电所能产生的现象,这就证明了天电与地电是一样的。

(用提问的方法复习初中学过的知识)
演示:用和丝绸摩擦后的玻璃棒去接触验电器的金属球,发现箔片张开,说明玻璃棒带了电。
师问:摩擦起电现象是什么?有什么特点?
生答:摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质,这种现象叫摩擦起电,这样的物体就带了电。
师问:自然界中存在哪几种形式的电荷?摩擦起电中跟丝绸摩擦过的玻璃棒带什么电?跟毛皮摩擦过的橡胶棒又带什么电?
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生答:正负两种电荷,玻璃棒带正电,橡胶棒带负电。
师问:电荷间的相互作用是什么?
生答:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
师问:它们所带的电荷的多少叫什么?单位是什么?
生答:电荷量(Q),单位是:库仑(C)
师问:这种使物体带电的方法叫什么?
生答:摩擦起电。
(教师用验电器演示验证摩擦起电和接触起电)

教师:引导学生阅读教材最后一段有关物质内部微观结构的描述,思考和答复以下问题:
(1)物质的微观结构是怎样的?摩擦起电的原因是什么?
(2)什么是自由电子,金属成为导体的原因是什么?
学生:积极阅读教材,思考并答复以下问题。
教师引导学生总结出:带电的本质是电子的得失。

师问:使物体带电方式有哪些?
生答:摩擦起电、接触起电。
师问:除了摩擦起电、接触起电外,还有没有可以使物体带上电的方法?
生答:人们发现还有感应起电。
教师:-4,观察在带正电的C向A、B靠近时,A、B的箔片张开情况.
,得到A、B分别带上了负电荷和正电荷。
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,使物体带电的方法,叫感应起电,这种现象叫静电感应。
师生共同分析感应起电的实质:是使物体中的正负电荷分开,电荷从物体的一局部转移到另一局部。
师问:摩擦起电、接触起电、感应起电三种起电方式的微观机理是否相同?起电实质是什么?
生归纳总结::原因是电子的转移。
:原因仍是电子的转移。(同时弄清楚了电量均分现象和中和现象。)
:仍是电子的转移。

通过三种起电方式原因的分析,由学生总结得出起电过程中电荷守恒:
电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一局部转移到另一局部,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
并与能量守恒定律、动量守恒定律等相类比,指出他们都是自然界中普遍存在的规律。(指导学生学习中也要有知识的迁移、总结、类比、融会贯穿。)
做出电荷守恒定律的另一表述:
一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。
过渡语:这是物理学中重要的根本定律之一。通过前面的学习,清楚了物体带电的本质,而一个带电体究竟带多少电?经过大量实验证明,所有带电体的电荷量或者等于电荷量e或者是电荷量e的整数倍。