库仑定律的教学设计

库仑定律的教学设计

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“库仑定律”的教学设计

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江苏省新沂市第一中学朱蕴

一．教学设计思想

高中物理新课程标准将学生探究能力的培养作为物理教学的目标之一，而探究性教学法是培养学生科学探究能力和创新能力的一种重要的教学方法。我在设计中力求体现：以学生发展为本，面向全体学生，根据学生的实际情况选择教学方法；凸显“科学猜想、逻辑分析、实验验证、得出结论”的科学探究的基本过程，同时注重科学方法的渗透，培养学生良好的物理思维习惯；在探究学习中，鼓励学生自由想象，敢于提出自己的假设和预见、敢于动手实验验证并归纳出自己的结论，让每个学生都能体会到物理规律产生的艰辛过程，同时进一步培养学生的团队协作、共同探究的科学素养。

二．学习任务分析

本节内容的核心是库仑定律，它不仅是电磁学的基础，也是物理学的基本定律之一，它阐明了带电体相互作用的规律，为整个电磁学奠定了基础。

由于学生对电荷间作用力缺少感性认识，为本节课的学习带来了一定的困难。为此，先由“调皮的小球”实验入手，使学生对电荷间作用力有了一定的感性认识，然后分为二个环节进行探究：先定性探究，后定量探究。每一次探究，都遵循科学探究的基本过程，从而使库仑定律的得出水到渠成。

教学重点：库仑定律及适用条件

教学难点：库仑定律的建立

三．学习者分析

学生已初步掌握了用实验探究物理规律的基本过程，有较强的动手能力，具有较好的思考、质疑、交流与合作的学习习惯；学生已通过“电荷及守恒定律”的学习，知道自然界中的两种电荷及使物体带电的方式，掌握了电荷守恒定律及基本应用；通过预习，学生迫切希望掌握有关静电的规律及应用，这些为本节探究性学习的顺利进行奠定了良好的基础。

四．教学目标

1．知识与技能

（1）会用控制变量法探究影响电荷间作用力大小的因素。

（2）理解点电荷是一种理想化的模型。

（3）了解库仑扭秤，掌握库仑定律的文字表述及其表达式。

（4）通过电荷间作用力大小的探究过程，培养学生观察、探究及实验的综合能力。

2．过程与方法

（1）通过实验探究电荷间作用力的大小，得出库仑定律，并体会物理学实验探究的一般过程。

（2）以库仑扭秤实验为载体，渗透物理文化和科学思想方法的教育。

3．情感态度与价值观

（1）感悟科学探究的方法，领悟实验在物理学科中的地位的作用。

（2）体验和分享探究成功的喜悦，对科学探究产生浓厚的兴趣。

（3）通过电荷间作用力与万有引力的类比，使学生体会到自然规律的多样性和统一性，体会到自然界和谐与多样而统一的美。

（4）使学生养成与他人合作、交流、反思的习惯，培养学生的共同探究和团队协作精神。

五．教学准备

1．教师材料：多媒体课件、感应起电机、两块金属板、锡箔球、库仑定律演示器等

2．学生分组实验准备：感应起电机、带有绝缘底座的金属球二个、物理支架、锡箔纸片

六．教学过程

（一）．创设情景，引入新课

1.老师表演魔术“调皮的小球”

2．让学生分析实验现象。

学生回答、教师点评：电荷间有相互作用力；且同种电荷

相互推斥、异种电荷相互吸引。

3．组织学生对影响电荷间作用力大小的可能因素进行猜

想，分组讨论后汇报讨论结果。

4．教师引导学生分析：忽略次要因素，突出主要因素，电

荷间作用力F与带电体的电荷量Q1、Q2、、距离r之间

的关系

（二）．实验探究，新课教学

探究1：定性探究影响电荷间相互作用力大小的因素

1．明确探究的目的。由上面的分析，学生明确了下面用实验验证电荷间作用力F与带电体的电荷量Q1、Q2、、距离r之间的关系。教师指导学生观察桌面上器材。

自行设计探究方案。如何探究如何改变小球的带电量小组内先讨论探究方案。

学生汇报、教师点评：可以采用控制变量法。根据电荷守恒定律，用不带电的小球与带电球接触可以改变电荷量。

2．教师指导学生利用感应起电机使金属球和锡箔片箔带上同种电荷。

再让学生自主探究，将结果汇报到课堂上。得出实验结论，验证猜想。

探究2：定量探究电荷间作用力的大小与电荷量、距离的关系

1．启发思维，提出假设：

再引导学生猜想：电荷间作用力F会与带电量Q1、Q2及距离r间有何种关系能猜想它们的关系式吗

各小组讨论、各抒己见。教师引导利用类比的方法可以在探究中少走弯路，引导学生把电荷间作用力与万有引力类比，提出猜想。之后，教师用简洁的语言介绍库仑定律发现前夕的历史背景：许多人都猜测电荷间作用力与万有引力有着某种相似，卡文迪许等人都确信“平方反比”规律适用于电荷间作用力。但由于当时电量不可以测定，电荷间作用力太小不易测量所以这样的猜测无法得到证实。

2．利用杠杆平衡原理巧妙验证猜想

（1）教师介绍实验器材及工作原理，通过游码的读数可以表示电荷间作用力的大小，即“放大微小量的方法”。

（2）学生观看录好的教学视频，记录实验数据，分析数据，得出结论验证猜想

（3）引导学生写数学表达式，发现比例系数K 不知道，引出库仑扭秤实验，简单介绍，体验库仑扭秤的精妙之处在于：通过测量悬丝扭转的角度可以比较当时不易测量的电荷间作用力的大小，即“放大微小量的方法”。

（三）．总结提高，得出结论

理解库仑定律： 教师用课件播放库仑定律的内容，边引导学生分析，

边板书。

（四）．形成性练习

播放课件：习题由学生自主完成。 最后教师引导学生体会： （1）微观粒子之间的万有引力远小于库仑力，因此在上面进

行的实验探究时，都可以把万有

引力忽略。

（2）万有引力和库仑力在产生原因、方向性方面有区别，说明了自然规律的多样性；两者都遵循“平方反比”规律，表达形式相似，说明自然界具有统一性。进一步体会到自然界的和谐、多样而统一的美。

（五）．布置作业，课后延伸

1.作业：课本P9页2，3两题

2.（1）上网查阅有关科学家库仑生平、库仑定律的实验及改进的相关资料；

（2）阅读教材p10.科学漫步——静电复印。

七．教学流程图