1.2 库仑定律
【学习目标】
1.掌握库仑定律,要求知道点电荷的概念,理解库仑定律的含义及其表达公式,知道静电力常量。
2.会用库仑定律的公式进行有关的计算。
3.知道库仑扭秤的实验原理。
【知识导学】
1.探究实验:实验表明,电荷之间的作用力随①电荷量的增大而增大,随②电荷间距离的增大而减小。
2.库仑定律
(1)内容:真空中两个静止③点电荷之间的相互作用力,与它们的④电荷量的乘积成正比,与它们间的距离的⑤平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2)表达式:F=⑥。公式中的k叫作静电力常量,其数值是k=⑦9.0×109 N·m2/C2。
(3)适用条件:a.在⑧真空环境中;b.静止的⑨点电荷之间的相互作用。
3.点电荷
当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的⑩形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体就可以看作点电荷。点电荷是一种理想化模型,实际上并不存在。
4.库仑扭秤实验
(1)库仑扭秤实验是通过金属丝扭转角度比较静电力F的大小的,实验结果发现静电力F与距离r的平方成反比。
(2)库仑在实验中为研究静电力F与q的关系,由于当时无法测量物体所带电荷量,于是采用这样的方法:用两个相同的金属小球,如果一个带电(设电荷量为q),一个不带电,相互接触后它
们所带电荷量就均为 ,利用这两个金属小球进行实验;让一个小球的电荷全部转移掉(即不带电),再与另一个带电小球接触,它们所带的电荷量就均为 ,利用这两个金属小球再进行实验,结果发现静电力F与q1和q2的乘积成正比。
【三“点”探究】
主题1:探究影响电荷间相互作用力的因素(重点探究)
阅读教材中“演示”的内容,回答下列问题。
(1)在探究影响电荷间相互作用力因素的实验中,电荷间相互作用力的大小与悬线偏离竖直方向的夹角大小有什么关系?
(2)在电荷量不变的情况下,探究电荷间作用力与电荷间距离的关系,应怎样操作实验?结论是什么?
(3)在电荷间距离不变的情况下,探究电荷间作用力与电荷量的关系,应怎样操作实验?结论是什么?
主题2:与库仑一起探究
阅读教材中“库仑的实验”标题下的内容,回答下列问题。
(1)两点电荷之间的作用力非常小,在当时没有足够精密的测量仪器的情况下,库仑是如何实现测量的?
(2)当时连电荷量的单位都没有,库仑是如何比较电荷的多少的?
主题3:对库仑定律的理解
阅读教材中的相关内容,回答下列问题。
(1)什么是点电荷?现实中存在点电荷吗?
(2)有人根据公式F=k推出当r→0时F→∞,你认为正确吗,为什么?
(3)有人从计算质量分布均匀的球体之间的万有引力得到启发,认为均匀的带电金属球,不论距离远近都可以看作点电荷,可以将球心间距代入公式F=k计算两球之间的库仑力,你认为正确吗?请分析原因。
《库仑定律》 学 案 观察现象：同种电荷相互___________，异种电荷相互____________。 提出问题：电荷间的相互作用力遵从什么规律？ 大胆猜想：影响电荷间相互作用力的因素有__________________________。 实验探究：定性探究： 表1 定量探究： 表2 电荷间作用力F 与电荷量q 的关系 在误差允许范围内，电荷间作用力F 与___________成正比，即F ∝__________. 表3 电荷间作用力F 与电荷间距离r 的关系 在误差允许范围内，电荷间作用力F 与___________成反比，即F ∝__________. F /9.8×10-3N 1 1 /m r -0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 O 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 35.00 F /9.8×10-3N 2 2 1 /m r -0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 O 1200 1000 800 600 400 200 0.060 0.060 0.070 0.070
数理推演： 结合牛顿第三定律，F∝__________. 综合以上结论，F∝__________.改写为等式，F ＝__________. 形成理论：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的_______________成正比，与它们的________________成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫做库仑定律，电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力。 公式：F = ，其中k = 方向： 成立条件： 科学方法引导科学发现的典范 ——库仑定律的建立过程i 库仑定律的建立标志着人类对电磁现象从定性研究进入了定量研究的阶段，是电磁学研究的一座里程碑。库仑定律的建立过程是科学方法引导科学发现的典范。 16世纪，英国科学家吉尔伯特（William Gilbert,1544～1603）系统地研究了摩擦起电等静电现象，注意到静电之间的吸引和排斥等现象。但仍受旧的学术传统影响，对现象有解释停留在思辨的层面，没有进一步设计实验进行研究。 1687年，英国物理学家牛顿（Sir Isaac Newton,1643～1727）的《自然哲学的数学原理》发表，提出的三大运动定律和万有引力定律震惊了世界。他用实验检验理论假说，并尝试用简洁明了的公式归纳物理规律的方法给了后人以极大的启示。 1759年，德国科学家爱皮努斯（F.V.T.Aepinus,1724～1802）观察了诸多静电现象后总结出：电荷之间的作用力随带电物体间的距离的减小而增大。 1760年，瑞士物理学家伯努利（Daniel Bernoulli,1700～1782）受万有引力理论启发，猜测电荷间的电力服从平方反比规律。 1767年，英国化学家普利斯特里（Joseph Priestley,1733～1804）指出电荷间作用和万有引力服从同一规律，即平方反比规律。他作出这个推断基于两点：1.牛顿理论上证明了平方反比规律下匀质球壳对壳内物体没有引力作用；2. 美国发明家富兰克林（Benjamin Franklin,1706～1790)发现悬挂于带电金属罐内软木球不受金属罐上电荷的作用力。 成果到1801年才发表。 系。遗憾的是，这个成果也一直没有发表，直到整整100年后的1873年，电磁学理论的集大成者麦克斯韦（James Clerk Maxwell,1831～1879）在整理他留下的个人实验数据时才发现。 电荷间的作用力，得出电荷间作用力定律。 库仑定律自发现以来，科学家不断检验指数2的精度。1971年威廉（E. R. Williams）等人的实验表明库仑定律中指数2的偏差不超过10-16，因此假定为2。到目前为止，理论和实验表明点电荷作用力的平方反比定律是相当精确的。200多年来，电力平方反比律的精度提高了十几个数量级，使它成为当今物理学中最精确的实验定律之一。 i关于文中科学家和相关实验的更多细节，请上网搜索资料或参阅《物理学史》（郭奕玲,沈慧君著.北京:清华大学出版社.2005.8）
电荷库仑定律教学设计 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
《电荷库仑定律》教学设计 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 1．库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是学习电场强度的基础，不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。 2．本节摩擦起电、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触，已经有了一定的基础，在复习初中知识的基础上，应着重从原子结构的角度讲解物体带电的本质。 3．通过对使物体带电的方法接触起电、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，进一步巩固守恒思想。 4．在分析思考的过程中学生体会到电荷守恒定律以及元电荷的概念。同时教学中渗透“透过现象看本质”的思想。 5．展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和远大意义。 二、学情分析 学生在初中已经学习了电学的基本知识，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 1．在学生初中学习的基础上，可以通过演示实验或者媒体播放复习并巩固电荷的有关知识；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，猜想作用力的大小跟哪些因素有关；然后通过实验定性验证猜想是否正确，并在这个基础上介绍库仑定律的发现过程。 2．讲解点电荷时，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。 3．物理发展史上的重要概念及重大规律的建立都是经科学家艰辛的探索而完成的，都是对原有思维方式突破的结果，体现出了科学家的创造性。如何充分利用这宝贵的素材，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。 4．利用“思考与讨论”的问题，比较库仑定律与万有引力定律的异同。 5．要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象。在此基础上，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，使电荷从物体的一部分转移到另一部分，进一步说明电荷守恒定律。 四、教学目标 （一）知识与技能 1．了解人类对电现象的认识过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。 2．了解元电荷的大小，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。 3．理解库仑定律的含义和表达式，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。 4．渗透理想化思想，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 1．教师通过实验法、问题教学法启发学生理解抽象的电荷知识。
楞次定律 ★1如图所示,线幽abcd自由下落进入匀强磁场中,则当只有dc边进入磁场时,线圈中感应电流的方 向是________.当整个线圈进入磁场中时,线圈中________感应电流(选填 “有”或“无”) ★2.矩形线框在磁场中作如下图所示的各种运动,运动到图上所示位置时,其中有感应电流产生的 是图( ),请将电流方向标在该图上. ★★3.如图所示,当导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是( ). (A)由A→B (B)由B→A (C)无感应电流 (D)无法确定 ★★4.如图所示,通电导线与矩形线圈abcd处于同一平面,下列说法中正确的是( ) (A)若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→d→c→b (B)若线圈竖直向下平动,无感应电流产生 (C)当线圈以ab边为轴转动时(小于90°),其中感应电流方向是a→b→c→d (D)当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→d→c→b ★★5.右如图所示,当条形磁铁作下列运动时,线圈中的感应电流方向应是(从左往右看)( ). (A)磁铁靠近线圈时,电流的方向是逆时针的 (B)磁铁靠近线圈时,电流的方向是顺时针的 (C)磁铁向上平动时,电流的方向是逆时针的 (D)磁铁向上平动时,电流的方向是顺时钊的 ★★6.如图所示,当条形磁铁向上运动远离螺线管时,流过电流计的电流方向是________；当磁铁向 下运动靠近螺线管时,流过电流计的电流方向是________ ★★★7.由细弹簧围成的圆环中间插入一根条形磁铁,如图所示.当用力向四周扩圆展环,使其面积 增大时,从上向下看( ). (A)穿过圆环的磁通量减少,圆环中有逆时针方向的感应电流 (B)穿过圆环的磁通量增加,圆环中有顺时针方向的感应电流 (C)穿过圆环的磁通量增加,圆环中有逆时针方向的感应电流 (D)穿过圆环的磁通量不变,圆环中没有感应电流 ★8.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( ). (A)向右摆动(B)向左摆动 (C)静止(D)不判定 ★★9.如图所示,水平放置的光滑杆上套有A、B、C三个金属环,其中B接电源.在接通电源的瞬 间,A、C两环( ) (A)都被B吸引 (B)都被B排斥 (C)A被吸引,C被排斥 (D)A被排斥,C被吸引 ★★10.如图所示,把一正方形线圈从磁场外自右向左匀速经过磁场再拉出磁场,则从ad边进入磁场 起至bc边拉出磁场止,线圈感应电流的情况是( ).
高中库仑定律学案教案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
第二节 库仑定律 知识目标： 1．掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律． 2．会用库仑定律进行有关的计算． 能力目标： 1．渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力． 2．渗透控制度量的科学研究方法 德育目标： 通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点． 教学重点： 库仑定律和库仑力的教学． 教学难点： 关于库仑定律的教学 教学方法： 实验归纳法、讲授 库仑定律教学过程： 一、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 提问：那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢 结论、电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关，电量越大，距离越近，作用力就越大；反之电量越小，距离越远，作用力就越小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。 电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关，那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律. 二、库仑定律： 1.内容：真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 2.库仑定律表达式：22 1r Q Q K F 3.对库仑定律的理解： (1)库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。 a ：不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷． b ：点电荷是一种理想化模型．
2019高考物理一轮练习8.1电荷及其守恒定律、库仑定律导学 案 第一章 静电场 【课 题】§1.1 电荷及其守恒定律、库仑定律 【学习目标】 1、理解点电荷、元电荷旳概念 2、掌握库仑定律及其适用范围和简单应用 【知识要点】 1．物质旳电结构：构成物质旳原子本身包括： 旳质子和 旳中子构成 ，核外有带 旳电子，整个原子对 外 表现为 ． 2．元电荷：最小旳电荷量，其值为e ＝ ．其他带电 体旳电荷量皆为元电荷旳 ． 3．电荷守恒定律 (1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体 到另一个物体，或者从物体旳一部分 到另一部分；在转移过程 中，电荷旳总量 ． (2)起电方式： 、 、感应起电． (3)带电实质：物体带电旳实质是 ． 4．点电荷：是一种理想化旳物理模型，当带电体本身旳 和 对研究旳问题影响很小时，可以将带电体视为点电 荷． 5．库仑定律 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间旳相互作用力，及它们旳 电荷量旳乘积成 ，及它们旳距离旳二次方成 ，作用力 旳方向在它们旳 上． (2)公式：F ＝k q 1q 2 r 2，其中比例系数k 叫做静电力常量， k ＝9.0×109 N·m 2/C 2. (3)适用条件：① ；② ． 6．三个自由点电荷旳平衡问题
(1)条件：两个点电荷在第三个点电荷处旳合场强为零，或每个 点电荷受到旳两个库仑力必须大小相等，方向相反． (2)规律：“三点共线”——三个点电荷分布在同一直线上； “两同夹异”——正负电荷相互间隔； “两大夹小”——中间电荷旳电荷量最小； “近小远大”——中间电荷靠近电荷量较小旳电荷． 【典型例题】 【例题1】使带电旳金属球靠近不带电旳验电器，验电器旳箔片张 开．下列各图表示验电器上感应电荷旳分布情况，正确旳是 ( ) 【例题2】(2009·江苏高考)两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 旳相同 金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 旳两处，它们间库 仑力旳大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r 2，则两球间库仑力旳大小为 ( ) A.112F B.34F C.4 3F D ．12F 【例题3】(2009·浙江理综)如图4所示，在光滑绝缘水平面上放置 3个电荷量均为q (q >0)旳相同小球，小球之间用劲度系数均为k 0 旳轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧旳 长度为l .已知静电力常量为k ，若不考虑弹簧旳静电感应，则每 根弹簧旳原长为 ( ) A ．l ＋5kq 22k 0l 2 B ．l －kq 2 k 0l 2
库仑定律教案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
《静电力库仑定律》教案 莆田十中吴珍发 【三维目标】 知识与技能： 1.知道点电荷的概念，理解并掌握库仑定律的含义及其表达式； 2.会用库仑定律进行有关的计算，培养学生运用定律解决实际问题能力； 3.知道库仑扭称的原理。 过程与方法： 1.通过学习库仑定律得出的过程，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程，学会通过间接手段测量微小力的方法； 2.通过探究活动培养学生分析问题并利用有关物理知识解决物理问题的研究方法。 情感、态度和价值观： 1.通过对点电荷的研究，让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义； 2.通过静电力和万有引力的类比，让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。 【教学重点】 1.建立库仑定律的过程； 2.库仑定律的应用。 【教学难点】 库仑定律的实验验证过程，库仑定律的应用。 【教学方法】 实验探究法、交流讨论法，启发引导法 【教学过程和内容】 <引入新课>同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满足什么规律呢？让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。 <库仑定律的发现> 活动一：思考与猜想 同学们，电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的， 因此，我们应该研究带电体间的相互作用。可是，生活中带电体的大小和形状是多种多样的，这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。 早在300多年以前，伟大的牛顿在研究万有引力的同时，就曾对带电纸片的运动进行研究，可是由于带电纸片太不规则，牛顿对静电力的研究并未成功。(问题1)大家对研究对象的选择有什么好的建议吗？ 在静电学的研究中，我们经常使用的带电体是球体。 (问题2)带电体间的作用力（静电力）的大小与哪些因素有关呢？ 请学生根据自己的生活经验大胆猜想。 <定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系
楞次定律 教学目标： 知识与技能： 1．理解楞次定律的实质 2．会利用楞次定律判断感应电流的方向 过程与方法： 1．培养学生对物理现象的观察、分析、探索、归纳、总结的素质和能力 2．体验物理研究的基本思路 情感态度价值观： 1．培养学生对科学探索的兴趣 2．知道自然规律是可认识的，可利用的辨正唯物主义观点3．学会欣赏楞次定律的简洁美 教学重点： 1.通过实验总结出楞次定律。 2.应用楞次定律判定感应电流的方向。 教学难点： 1.对演示实验现象进行分析、归纳，并总结出楞次定律。 2.正确理解楞次定律中“阻碍”的含义。 教学方法：实验探究式教学 教学过程： 一、引入设置情景、提出问题：
重复上一节课的实验.连接好电路图。请大家注意观察： 1.当条形磁铁插入线圈时，电流表指针向哪偏？ 2.当条形磁铁从线圈中拔出时，电流表指针向哪偏？ 二.实验探究感应电流方向 设计实验 实验目的：研究感应电流的方向与原磁场的磁通量之间的关系 实验设计：1）怎样获得感应电流？ 2）怎样判断感应电流的方向？ 学生讨论，教师引导总结. 1、实验电路： 如图所示,当磁铁向上或向下运动时, 灵敏电流表的指针发生了偏转。 2、弄清线圈导线的绕向。 3、弄清电流方向、电流表指针偏转方向 与电流表红、黑接线柱的关系 将电流表的左右接线柱分别与干电池的正 负极相连（试触法）， 观察电流流向与指针偏向的关系. 结论：当电流由“右接线柱”流入时，表针向 偏转。 现在我们进行试验，请大家注意观察：条形磁铁的N 极，S
极位置及运动方向，电流表的指针左偏还是右偏.并将实验过程中线圈中感应电流的方向、磁铁的极性和运动方向记录在图中。 请同学们把草图中记录的实验结果填入下表： 学生分析表格中的记录结果，得出结论： 当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。 重点知识: 1、楞次定律：1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事 甲 乙 丙 丁
第二节库仑定律学案 课前预习学案 一预习目标 知道库仑定律的内容及其表达式 二预习内容 【问题1】库仑定律的内容是什么？ 【问题2】库仑定律的表达式是什么？库伦是通过什么的到此表达式的？ 【问题3】如图1.1-1，长为L的绝缘轻质杆两端分别固定一个带电小球A和B（可看作点电荷），A球带电量为+Q，B球带电量为-Q。试画出B球受到的库仑力示意图。并求该力的大小。 三提出疑惑 课内探究学案一学习目标图 1.1-1
1理解库仑定律的含义和表达式，知道静电常量。 2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。 3渗透理想化思想，培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的能力。 二学习过程 【问题1】点电荷之间的相互作用力与哪些因素有关？（控制变量）① 相互作用力F与两点电荷间的距离r ②相互作用力F与两点电荷的电量Q1、Q2 ③演示实验 【问题2】认识库仑定律(类比万有引力定律) ①内容： ②库仑力（静电力）的大小和方向 ③条件：
④静电力常量k= ⑤应用：讲解例题1 例题 2 四当堂检测 1真空中有两个静止的点电荷，它们之间的相互作用力为F。若它们的带电量都增加为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为（）A．F/4 B．F/2 C．2F D．4F 2 A、B两个点电荷间距离恒定，当其它电荷移到A、B附近时，A、B 之间的库仑力将（） A．可能变大 B．可能变小 C．一定不变D．不能确定 3．如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8库的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为45°，此时小球B受到的库仑力F＝______，小球A带的电量q A＝______．
§1.1库伦定律 同步导学案 【自主学习】 一、库仑定律： 1、电荷间的相互作用：同种电荷相_______，异种电荷相________。 a 、如何判断右图中悬挂小球所受的电场力的大小？根据是什么？ b 、电荷之间的相互作用力大小与哪些之间的因数有关？如何探究他们之间的关系？ C 、结论：电荷之间存在着相互作用力，力的大小与 、 有关，电量越大，距离越近，作用力就越 ；反之电量越小，距离越远，作用力就越 。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。 库仑定律 ①. 内容： ②.电荷间相互作用力叫做 或 。 ③.公式： 静电力常量：k= k 的测量是__________________实验，实验装置库仑力____________ ④.方向：在它们的连线上，同性______，异性_________。 ⑤.适用条件 ⑴ ⑵ a.点电荷： b.点电荷是 ，实际生活中 存在。 【合作探究】库仑定律的基本应用 （1）库仑定律的理解 【例1】下列说法中正确的是（ ） A ．点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是不存在的 B ．点电荷就是体积和带电量都很小的带电体 C ．根据F=κQ 1Q 2/r 2可知，当r→0时，F→∞ D ．一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问 题的影响是否可以忽略不计 【变试训练1-1】两个完全相同的均匀带电小球，分别带电量q 1=2C 正电荷，q 2=4C 负电荷，在真空中相距为r 且静止，相互作用的静电力为F 。 （1）今将q 1、q 2、r 都加倍，相互作用力如何变？ （2）只改变q 1电性，相互作用力如何变？ （3）只将r 增大4倍，相互作用力如何变？ （4）将两个小球接触一下后，仍放回原处，相互作用力如何变？ （5）接上题，为使接触后，静电力大小不变应如何放置两球？ 【变试训练1-2】两个完全相同的金属小球A 、B ，A 球带电量为＋5.0×10－ 9C ，B 球带电量为－7.0×10 －9 C ，两球相距1ｍ。问：它们之间的库仑力有多大？若把它们接触后放回原处，它们之间的相互 作用力为多大？ 【归纳总结】 库仑力与万有引力比较 【巩固提升】 有三个完全一样的金属小球A 、B 、C ，A 带电荷量为7Q ，B 带电荷量为－Q ，C 球不带电，将
《库仑定律》教学设 计
《库仑定律》教学设计 夏煜明 （一）教材分析： 库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点，不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述，教材是从学生已有认识出发，采用了一个定性实验，进而得出结论。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和意义。 （二）学情分析： 两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识，万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过，本节重点是做好定性实验，使学生清楚知道实验探究过程。 （三）教学目标： 1、知识与技能： (1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。 (2)库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。 2、过程与方法 (1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。 (2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。 3、情感态度与价值观 (1)培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。 (2)了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。 （四）教学重点、难点： 教学重点：库仑定律及其理解与应用 教学难点：库仑定律的实验探究 教学难点的突破措施：定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。（五）教学用具： 多媒体课件,毛皮，橡胶棒，气球，玻璃棒，丝绸，易拉罐，泡沫小球，铁架台。（六）教学过程： 引入新课 演示实验：让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电，靠近易拉罐，会发生什么现象？
高中物理第一章第二节库仑定律学案新人教 版选修 1、2《库仑定律》学案 【学习目标】 1、知道点电荷的概念、 2、理解库仑定律的含义，理解库仑定律的公式表达，知道静电力常量、 3、知道库仑扭秤的实验原理、 4、会用库仑定律的公式进行有关的计算、 【重点难点】 库仑定律和库仑力；关于库仑定律的理解与应用 【课前预习】 1、电荷间的相互作用力大小与两个因素有关：一是与 有关，二是与 _______________________有关。 2、当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作 。它类似于力学中的质点，也是一种理想化的物理模型。
3、库仑定律（1）内容：真空中两个静止的之间的作用力，与它们的的乘积成正比，与它们的距离的成反比，作用力的方向在它们的。（2）公式： ，式中k叫做 ，F是指电荷间的相互作用力，又叫做静电力或 。如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电荷量的单位用库仑，力的单位用牛顿，距离的单位用米，则由实验得出 k= 。使用上述公式时，电荷量一般用绝对值代入计算。 4、理解库仑定律应注意的问题（1）库仑定律的适用条件。公式仅适用于中（空气中近似成立）的两个 间的相互作用。如果其它条件不变，两点电荷在介质中，其作用力将比它们在真空中的作用力小。（2）应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即用公式计算库仑力的大小，不必将表示两个带电体的带电性质的正负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入，再根据同种电荷相互排斥、异各电荷相互吸引来判断库仑力的方向，这样可以避免不必要的麻烦和可能出现的错误。（3）库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。在微观带电粒子的相互作用中，库仑力比 强得多。（4）库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式，但是任一带电体都有可以看作是由许许多多
上海教师资格证面试：《库仑定律》教案 一、教学目标 1、知识与技能 (1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。 (2)库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。 2、过程与方法 (1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。 (2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。 3、情感态度与价值观 (1)培养与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。 (2)了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。 二、教学重点、难点 1、教学重点： 库仑定律及其理解与应用 2、教学难点： 库仑定律的实验探究 三、教学用具 毛皮，橡胶棒，气球，玻璃棒，丝绸，易拉罐，泡沫小球，铁架台。 四、教学过程： (一)引入新课 演示实验：让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电，靠近易拉罐，会发生什么现象?(易拉罐被橡胶棒、玻璃棒吸引滚动起来了) 既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关呢? (二)新课教学： 一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素 (一)定性实验探究： 探究一：影响电荷间相互作用力的因素 猜想：电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。
如何做实验定性探究? (1)你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系? 学生：控制变量法。 (2)请阅读教材，如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来? 学生：比较悬线偏角的大小。 组织学生根据现有器材，设计出可能的实验方案。 (3)你想选取哪些实验器材? 球形导体，两个自制的带细线泡沫小球，铁架台，橡胶棒，毛皮，气球。 (4)实验前先思考:可用什么方法改变带电体的电荷量? (5)实验探究步骤：引导学生得出实验的具体步骤。 细线两个泡沫小球A、B，用摩擦起电的橡胶棒接触其中一个小球A，然后把A小球与B 小球接触，细线偏离竖直方向一个角度θ。①保持电量q一定，研究相互作用力F与距离r的关系。将泡沫小球B逐渐远离A，观察偏角。②保持距离r一定，研究相互作用力F 与电荷量Q的关系。再把橡胶棒与小球A接触，增加小球A电量，观察偏角。 (6)学生实验、观察记录并得出结论：先画受力图，如果B对A的力是水平的，则F 电=mgtanθ，如果θ越大，则F电越大，这样可以通过θ的变化来判断F电的变化。 定性实验结论：电量q一定，距离r越小，偏角越大，作用力F越大。距离r一定，电量q增加，偏角变大，作用力F越大; 实验条件：保持实验环境的干燥和无流动的空气 (二)定量实验探究，结合物理学史，得出库仑定律： 提出问题：带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢? 根据我们的定性实验，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。这隐约使我们猜想，电荷之间的作用力是否与万有引力具有相似的形式呢? 事实上，在很早以前，一些学者也是这样猜想的，卡文迪许和普利斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的作用力。但是仅靠一些定性的实验，不能证明这样的结论。 而这一猜想被库伦所证实，库仑在探究三者之间的定量关系时，定量实验在当时遇到的三大困难： ①带电体间作用力小，没有足够精密的测量仪器;怎样确定带电体间的作用力的数量关系?
高中物理学习材料 （灿若寒星**整理制作） 第4章第3节 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1．根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定() A．阻止引起感应电流的磁通量变化B．阻碍引起感应电流的磁通量变化 C．使电路磁通量为零D．阻碍引起感应电流的磁场 解析：感应电流的磁场阻碍的是磁通量的变化，而不是磁场本身，故B对，D错；阻碍并不是阻止，只是延缓了变化，最终结果不受影响，故A、C错． 答案： B 2．(2010·海南卷)1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在布展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端．由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一个瓶颈．此项发明是() A．新型直流发电机B．直流电动机 C．交流电动机D．交流发电机 解析：本题考查有关物理学史和电磁感应及电动机等知识，意在考查考生对电磁学的发展过程的了解．题中说明把一发动机发的电接到了另一发动机的输出端，必然使这台发动机通过电流，电流在磁场中必定受到安培力的作用，在安培力的作用下一定会转动起来，这就成了直流电动机，故正确答案为B. 答案： B 3.如右图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时() A．环A有缩小的趋势B．环A有扩张的趋势
C．螺线管B有缩短的趋势D．螺线管B有伸长的趋势 解析：当B中通过的电流减小时，穿过A线圈的磁通量减小，产生感应电流，由楞次定律可以判断出A线圈中有顺时针方向的感应电流(左边看)，又根据左手定则，线圈各部分受沿径向向里的安培力，所以A线圈有缩小的趋势，故A正确；另外，螺线管与环之间的引力减小．故螺线管有伸长的趋势，故D正确． 答案：AD 4．(2011·长沙高二检测)如下图所示，螺线管与电流表组成闭合电路，条形磁铁位于螺线管上方，下端为N极，则当螺线管中产生的感应电流() A．方向与图示方向相同时，磁铁靠近螺线管 B．方向与图示方向相反时，磁铁靠近螺线管 C．方向与图示方向相同时，磁铁远离螺线管 D．方向与图示方向相反时，磁铁远离螺线管 解析：磁铁靠近螺线管时，根据楞次定律，螺线管中感应电流方向与图示方向相同，A对，B错；磁铁远离螺线管时，根据楞次定律，螺线管中感应电流方向与图示方向相反，C错，D对． 答案：AD 5．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是() A．向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反 B．向左或向右拉出时，环中的感应电流方向都是沿顺时针方向的 C．向左或向右拉出时，环中的感应电流方向都是沿逆时针方向的 D．环在离开磁场之后，仍然有感应电流 解析：不管将金属圆环从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的减少．感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的．B正确，A、C错误．另外在圆环离开磁场后，无磁通量穿过圆环，该种情况无感应电流，故D错误．答案： B 6.如右图所示，使通电导线在垂直纸面的平面内以虚线CD为轴逆时针(从左向右看)转动时，A、B两线圈的运动情况是()
学案2 库仑定律 [目标定位] 1.知道点电荷的概念.2.理解库仑定律的内容、公式及其适用条件，会用库仑定律进行有关的计算． 一、库仑定律 [问题设计] 1．O 是一个带正电的物体．把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图1中P 1、P 2、P 3等位置，比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小，图中受力由大到小的三个位置的排序为P 1、P 2、P 3. 图1 (1)使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，小球所受作用力的大小如何变化？ 答案 增大小球所带的电荷量，小球受到的作用力增大；减小小球所带的电荷量，小球受到的作用力减小． (2)以上说明，哪些因素影响电荷间的相互作用力？这些因素对作用力的大小有什么影响？ 答案 电荷量和电荷间的距离．电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着电荷间距离的增大而减小． 2．库仑研究电荷间相互作用的装置叫库仑扭秤，该装置是利用什么方法显示力的大小？通过库仑的实验，两带电体间的作用力F 与距离r 的关系如何？ 答案 该装置通过悬丝扭转的角度来比较力的大小，力越大，悬丝扭转的角度越大．力F 与距离r 的二次方成反比：F ∝1r 2. [要点提炼] 1．库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． 表达式：F ＝k q 1q 2 r 2.式中的k 为静电力常量，数值为k ＝9.0×109_N·m 2/C 2. 2．点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做
选修3-1 1.2 库仑定律教学设计 知识目标： 1．掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律． 2．会用库仑定律进行有关的计算． 能力目标： 1．渗透理想化方法，培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力． 2．渗透控制度量的科学研究方法 德育目标： 通过元电荷的教学，渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点． 教学重点： 库仑定律和库仑力的教学． 教学难点： 关于库仑定律的教学 教学方法： 实验归纳法、讲授[] 库仑定律教学过程： 一、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 提问：那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢？ 结论、电荷之间存在着相互作用力，力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关，电量越大，距离越近，作用力就越大；反之电量越小，距离越远，作用力就越小。作用力的方向，可用同种电荷相斥，异种电荷相吸的规律确定。 电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关，那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？ 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律. 二、库仑定律： 1.内容：真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 2.库仑定律表达式： 2 2 1 r Q Q K F 3.对库仑定律的理解： 库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。 a：不考虑大小和电荷的具体分布，可视为集中于一点的电荷． b：点电荷是一种理想化模型． c：介绍把带电体处理为点电荷的条件． d：库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力，但是任一带电体都可看成是由许多点电荷组成
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧** 整理制作） 三、楞次定律练习题 、选择题 1．位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨 A 和B，与长直导线平行且在同一水平面上，在铁轨 A 、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF，如图1所示，若用力使导体EF向右运动，则导体CD 将[ ] A．保持不动 B．向右运动 C．向左运动 D．先向右运动，后向左运动 2．M 和N 是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图a 处断开，然后合向 b 处，在此过程中，通过电阻R2 的电流方向是 A ．先由 c 流向d，后又由 c 流向d B．先由 c 流向d，后由 d 流向c C．先由 d 流向c，后又由 d 流向c D．先由 d 流向c，后由 c 流向d 2，现将开关S 从[ ] 落，穿
3．如图 3 所示，闭合矩形线圈abcd 从静止开始竖直下
过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈 空气阻力，则 [ ] A ．从线圈 dc 边进入磁场到 ab 边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流 B ．从线圈 dc 边进入磁场到 ab 边穿出磁场的整个过程中，有一个阶段线圈的加速 度等于重力加速度 C ．dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向， 与 dc 边刚穿出磁场时感应电流的方 向相反 D ． dc 边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与 dc 边刚穿出磁场时感应电流的 大小一定相等 4．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈 M 相接，如图 4 所 示．导轨上放一根导线 ab ，磁感线垂直于导轨所在平面．欲使 M 所包围的小闭合线圈 N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动可能是 [ ] A ．匀速向右运动 B ．加速向右运动 C ．匀速向左运动 D ．加速向左运动 bc 边的长度，不计 5．如图 5 所示，导线框 abcd 与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流 I ，当线
《库仑定律》学案 【课 题】人教版《普通高中课程标准实验教科书物理（选修3-1）》第一章第二节《库仑定律》 【课 时】1学时 【三维目标】 知识与技能： .知道点电荷的概念，理解并掌握库仑定律的含义及其表达式； 2.会用库仑定律进行有关的计算； 3.知道库仑扭称的原理。 过程与方法： .通过学习库仑定律得出的过程，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程，学会通过间接手段测量微小力的方法； 2.通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。 情感、态度和价值观： .通过对点电荷的研究，让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义； 2.通过静电力和万有引力的类比，让学生体会到自然规
律有其统一性和多样性。 【教学重点】 .建立库仑定律的过程； 2.库仑定律的应用。 【教学难点】 库仑定律的实验验证过程。 【教学方法】 实验探究法、交流讨论法。 【教学过程和内容】 <引入新课>同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满足什么规律呢？让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。 <库仑定律的发现> 活动一：思考与猜想 同学们，电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的， 因此，我们应该研究带电体间的相互作用。可是，生活中带电体的大小和形状是多种多样的，这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。 早在300多年以前，伟大的牛顿在研究万有引力的同时，
就曾对带电纸片的运动进行研究，可是由于带电纸片太不规则，牛顿对静电力的研究并未成功。 大家对研究对象的选择有什么好的建议吗？ 在静电学的研究中，我们经常使用的带电体是球体。 带电体间的作用力（静电力）的大小与哪些因素有关呢？ 请学生根据自己的生活经验大胆猜想。 <定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系 实验表明：电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大；随距离r的增大而减小。 （提示）我们的研究到这里是否可以结束了？为什么？ 这只是定性研究，应该进一步深入得到更准确的定量关系。 （问题3）静电力F与r，q之间可能存在什么样的定量关系？ 你觉得哪种可能更大？为什么？（引导学生与万有引力类比） 活动二:设计与验证 <实验方法> （问题4）研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法？ 控制变量法——（1）保持q不变，验证F与r2的反比关系； （2）保持r不变，验证F与q的正比关系。
《库仑定律》教学设计 【教材分析】 库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点，不仅要求学生定性知道，而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述，教材是从学生已有认识出发，采用了一个定性实验，进而得出结论。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和意义。 教学重点：库仑定律及其理解与应用 教学难点：库仑定律的实验探究 【教学过程】 引入新课——引入实验——库伦实验——库伦定律——对定律的解释——比较库伦定律与万有引力的区别——拓展库仑力作用下力学问题的求解方法 一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素 （一）定性实验探究： 探究一：影响电荷间相互作用力的因素 猜想：电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等。 如何做实验定性探究？ (1) 你认为实验应采取什么方法来研究电荷间相互作用力与可能因素的关系？ 学生：控制变量法。 (2) 请阅读教材，如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来？ 学生：比较悬线偏角的大小 (3)实验前先思考:可用什么方法改变带电体的电荷量? 定性实验结论： 电量q一定，距离r越小，偏角越大，作用力F越大。 距离r一定，电量q增加，偏角变大，作用力F越大； 实验条件：保持实验环境的干燥和无流动的空气 （二）定量实验探究，结合物理学史，得出库仑定律： 提出问题：带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢? 根据我们的定性实验，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。这隐约使我们猜想，电荷之间的作用力是否与万有引力具有相似的形式呢？事实上，在很早以前，一些学者也是这样猜想的，卡文迪许和普利斯特等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间的作用力。但是仅靠一些定性的实验，不能证明这样的结论。 而这一猜想被库伦所证实，库仑在探究三者之间的定量关系时，定量实验在当时遇到的三大困难：