【库仑定律教案】一、教学目标

1. 知识与技能

- 理解库仑定律的物理意义，掌握其表达式及适用条件。

- 能够运用库仑定律进行简单的电荷间作用力计算。

- 了解点电荷的概念及其在库仑定律中的应用。

2. 过程与方法

- 通过实验观察和理论分析，培养学生科学探究的能力。

- 培养学生利用公式解决实际问题的能力。

3. 情感态度与价值观

- 激发学生对电学现象的好奇心和探索精神。

- 培养严谨求实的科学态度。

二、教学重点与难点

- 重点：库仑定律的内容及其数学表达式。

- 难点：理解库仑定律的适用范围及与万有引力定律的异同。

三、教学准备

- 实验器材：带电小球、绝缘支架、测力计、电荷量测量装置等。

- 多媒体课件：展示电荷间相互作用的动画模拟。

- 教材与练习题：用于课堂讲解与巩固。

四、教学过程

1. 导入新课（5分钟）

教师通过提问引导学生思考：“两个带电物体之间会有什么样的作用？这种作用与它们之间的距离有什么关系？”

结合生活实例，如静电吸附、电风扇叶片吸引灰尘等，引出电荷间的作用力问题，激发学生兴趣。

2. 新课讲授（20分钟）

（1）历史背景

介绍法国物理学家库仑通过扭秤实验发现电荷间作用力的规律，强调其实验设计的巧妙性与科学价值。

（2）库仑定律的内容

- 定律表述：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，与它们之间距离的平方成反比。

- 公式表示：

$$

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

$$

其中，$ F $ 是作用力，$ q_1 $ 和 $ q_2 $ 是电荷量，$ r $ 是两电荷之间的距离，$ k $ 是静电力常量（约为 $ 8.988 \times 10^9 \, \text{N·m}^2/\text{C}^2 $）。

（3）点电荷的概念

说明点电荷是一种理想化的模型，适用于电荷尺寸远小于它们之间距离的情况。

（4）方向性说明

指出库仑力的方向由电荷的正负决定，同号电荷相斥，异号电荷相吸。

3. 实验探究（15分钟）

组织学生分组进行简易实验，观察不同电荷量和距离下电荷间作用力的变化情况，验证库仑定律的定量关系。

教师引导学生记录数据并进行分析，培养学生的动手能力和数据分析能力。

4. 例题解析（10分钟）

出示一道典型例题，例如：

“两个点电荷，电量分别为 $ +2 \, \mu\text{C} $ 和 $ -3 \, \mu\text{C} $，相距 $ 0.1 \, \text{m} $，求它们之间的静电力大小和方向。”

引导学生逐步分析，使用公式进行计算，并讨论结果的意义。

5. 课堂小结（5分钟）

回顾本节课的主要内容，强调库仑定律的应用条件和基本公式，提醒学生注意单位换算和矢量方向的判断。

6. 布置作业（5分钟）

- 完成教材相关习题，巩固对库仑定律的理解。

- 预习下一节电场强度与电势。

五、板书设计

```

库仑定律

1. F = k q1 q2 / r²

2. 条件：真空中、点电荷

3. 方向：同性相斥，异性相吸

4. 应用：计算电荷间作用力

```

六、教学反思

本节课通过实验与理论相结合的方式，帮助学生深入理解库仑定律的基本原理。在今后的教学中，可以进一步拓展电场、电势等内容，构建完整的电学知识体系。

---

备注：本教案根据教学实际灵活调整，注重学生参与与思维训练，力求提升课堂实效性与趣味性。