【物理库仑定律教学教案】一、教学目标：

1. 知识与技能目标：

理解库仑定律的基本内容，掌握其表达式及适用条件，能够运用库仑定律解决简单的电荷间作用力问题。

2. 过程与方法目标：

通过实验观察和理论分析相结合的方式，培养学生科学探究的能力，提高学生对电场力的理解能力。

3. 情感态度与价值观目标：

激发学生对电磁学的兴趣，体会物理学在现实生活中的应用价值，培养严谨的科学态度。

二、教学重点与难点：

- 重点： 库仑定律的表达式及其物理意义。

- 难点： 库仑定律的矢量性以及在实际问题中的应用。

三、教学准备：

- 实验器材：带电球体、静电计、绝缘支架、刻度尺、电子天平等。

- 多媒体课件：包含库仑定律动画演示、相关例题讲解等。

- 教材：人教版高中物理必修三《电场》相关内容。

四、教学过程设计：

1. 导入新课（5分钟）：

通过日常生活中的静电现象引入课题，如冬天脱毛衣时的静电火花、梳头时头发竖起等。引导学生思考：“电荷之间是如何相互作用的？”

2. 新课讲授（20分钟）：

- 历史背景介绍：

简要介绍法国物理学家库仑的研究成果，说明他是如何通过扭秤实验发现电荷之间的作用力规律的。

- 库仑定律的

电荷之间的相互作用力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，方向沿着两点电荷的连线。

- 公式表达：

$ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} $

其中：

- $ F $：电荷间的静电力（单位：牛顿）

- $ q_1 $、$ q_2 $：两个点电荷的电荷量（单位：库仑）

- $ r $：两电荷之间的距离（单位：米）

- $ k $：静电力常量，约为 $ 8.99 \times 10^9 \, \text{N·m}^2/\text{C}^2 $

- 矢量性说明：

强调库仑力是矢量，具有方向性，同号电荷相斥，异号电荷相吸。

3. 实验探究（15分钟）：

- 实验目的： 验证库仑定律的正确性，观察电荷间作用力随距离变化的关系。

- 实验步骤：

1. 将两个带电小球分别固定在绝缘支架上，并调整它们之间的距离。

2. 使用静电计测量两球之间的电势差，从而间接判断作用力大小。

3. 改变两球之间的距离，记录不同距离下的电势差数据。

- 数据分析：

绘制 $ F $ 与 $ r^2 $ 的关系图，验证是否呈反比例关系。

4. 例题解析（10分钟）：

- 例题1：两个点电荷 $ q_1 = 2 \, \mu\text{C} $ 和 $ q_2 = -3 \, \mu\text{C} $ 相距 $ 0.1 \, \text{m} $，求它们之间的静电力大小和方向。

- 例题2：若将两个电荷之间的距离变为原来的两倍，静电力会如何变化？

5. 课堂小结（5分钟）：

回顾库仑定律的核心内容，强调其在电学中的重要地位，并引导学生思考电场与电荷之间的关系。

6. 布置作业：

- 完成教材相关习题。

- 思考题：如果电荷不是点电荷，库仑定律还适用吗？为什么？

五、教学反思：

本节课通过实验与理论结合的方式，帮助学生深入理解库仑定律的本质。在今后的教学中，可以进一步拓展到电场强度、电势等内容，为后续学习打下坚实基础。

六、板书设计：

```

一、库仑定律

F = k (q1q2)/r²

特点：与电荷量乘积成正比，与距离平方成反比

方向：同性相斥，异性相吸

二、实验验证

步骤：调节距离 → 测量力 → 分析数据

三、应用举例

例题解析 + 课堂练习

四、总结与作业

```