【教学目标】
1、知识目标
(1)知道摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开； (2)知道电荷守恒定律；
(3)知道什么是元电荷；
(4)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公式表达，知道静电力常量； 你问我答2(5)会用库仑定律的公式进行有关的计算。
2、能力目标
培养学生对实验的观察和分析的能力。
卡巴斯基2011安全部队3、德育目标
使学生学到抓住主要因素，忽略次要因素是物理学中研究问题的常用的科学方法。
【教学重点】
库仑定律──真空中点电荷间作用力的大小的计算及方向的判定。
【教学难点】
(2)真空中点电荷作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律。
【教学方法】
实验法、类比法、讲授法。
【教具准备】
有机玻璃棒两根、丝绸一块、细丝线一条、枕形导体两个、球形导体（均带绝缘柄）大小各一个。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
问题：初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？
自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引.电荷的多少是用电荷量来表示。
问题：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？如何使物体带电？
不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。
用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。
问题：摩擦起电的实质是什么？
一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。
过渡语：在复习初中内容基础上，进一步再来看有没有别的方法使物体带电？电荷间相互作用的引力和斥力究竟和什么量有关，是何关系？今天这节课就来学习这些问题。
二、新课教学
1、电荷 电荷守恒
(1)电荷
①自然界中只存在两种电荷
自然界中只存在两种电荷：正电荷，负电荷。
同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
②电荷量
电荷的多少，叫做电荷量。
单位：库仑，简称库，符号是C。
1C＝1A·s。
通常正电荷的电荷量用正数表示，负电荷的电荷量用负数表示。
③使物体带电的方法及其实质
a．摩擦起电
用摩擦的方法可以使物体带电。
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒北京地质仪器厂带负电。(介绍记忆的方法)
在摩擦起电中，一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。
演示：取两片吹塑纸，将一片放在可以灵活转动的支座上，用另一片靠近它，让学生观察有什么现象，然后用手摩擦这两片吹塑纸，再靠近，让学生观察发生的现象。
(不用手摩擦时它们没有作用，用手摩擦后它们互相排斥)
演示：将一张薄纸，卷成筒状，将下端撕开成流苏状，用摩擦好的塑料制品去接触，发现流苏开始振动，象一只会跳舞的章鱼；
(让学生讨论这些现象，运用初中所学来分析)
摩擦起电的实质：不是创造了电荷，而是使自由电子从一个物体转移到另一个物体。
b．静电感应
问题：是否有其他方法使物体带电？
演示：取有绝缘支柱的两个不带电枕形导体A、B，使它们彼此接触。用丝绸摩擦过的有机玻璃棒反复多次接触球形导体C，使之带正电。将C移近A，用与有机玻璃棒摩擦过的丝绸分别靠近A、B。
现象：A、B上的金属箔都张开了。丝绸靠近B，而远离A。
结论：B带正电，A带负电。
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问题：如将A、B分开，再移走C，A、B带电情况如何？
结论：A仍带负电，B仍带正电。
演示证明：将A、B分开，用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，结论正确。
问题：将A、B接触，它们是否带电？这说明什么？
结论：不带电，说明接触前A、B带等量异种电荷，接触后等量异种电荷中和。
演示证明：使A、B接触，仍用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。
问题：若先把C移走，再将A、B分开呢？
结论：A、B不带电。
演示证明：把C移走，将A、B分开，用与玻璃棒摩擦过的丝绸检验，学生回答正确。
问题：为什么？
结论：因为将C移走，A上负电荷、B上正电荷不受C上电荷的作用，而使A、B所带电荷重新恢复原状，在导体内中和而不带电。
(分析前面结论，总结，并投影)
将电荷移近不带电的导体，可以使导体带电，这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使物体带电，叫做感应起电。
总结：不仅摩擦起电可以使物体带电，静电感应也可使物体带电。
当带电球C移近不带电导体A、B时，导体上自由电子被吸引过来，使导体A、B带上了等量的异种电荷。
静电感应的实质：不是创造了电荷，而是使电荷从物体的一部分转移到另一部分。
(2)电荷守恒定律
使物体带电，不是创造了电荷，而是使物体中的正、负电荷分开。
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，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变，这个结论叫做电荷守恒定律。
电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。
2、元电荷
(1)元电荷
电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝1.60×10－19C，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。
电子(或质子)的电荷量e，叫做元电荷。
e的这个数值最早是美国科学家密立根用实验测得的。
(2)比荷
电荷量Q与质量m之比，叫电荷的比荷。
电子电荷量e和电子质量me之比，叫电子的比荷。它也是一个常用的物理常量。
＝1.76×1011C/kg
3、库仑定律
问题：电荷间相互作用力跟什么有关，有何关系？
演示：把一个带正电的物体放在A处，然后把挂在丝线上的带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置，如右图。
现象：位置不同，偏角不同，且距离越近，偏角越大。
分析：偏角越大，说明小球所受电力越大，即两球距离越小，电力越大。
演示：将较大带电球放在同一位置，增大或减小其电荷量。
现象：带电量越大，偏角越大。
分析：带电量越大，电力越大。
(1)与电荷间相互作用力有关的因素
①两电荷间距离：距离越近，电荷间相互作用力越大；
②两电荷电荷量：电荷量越大，电荷间相互作用力越大。
早在我国东汉时期已经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，则是两千年之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。
(2)点电荷
实际的带电体都有一定的大小和形状，带电体的大小、形状及电荷的分布等因素都会影响电荷间的作用力。在中学物理中，在一定条件下，可不考虑这些因素的影响，这时将带电体看作点电荷。
把带电体处理为点电荷的条件：当带电体的大小、形状及电荷的分布对相互作用力没有影响或影响可忽略不计时，可将带电体看作点电荷。
点电荷将实际的带电体抽象成一个带电的点，是一种理想模型，实际上是不存在的。在实际情况中，带电体能否看作点电荷须具体问题具体分析，不能只从带电体本身的大小或带电量的多少来判断。任一带电体都可看成是由许多点电荷组成的。
点电荷的概念类似质点的概念。
当带电体的线度比起相互作用的距离小很多，不考虑大小和电荷的具体分布时，带电体可视为点电荷。
(3)库仑定律
①内容
真空中两个点电荷之间相互作用的电力 ，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟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。
这个规律叫做库仑定律。电荷间这种相互作用的电力，叫做静电力或库仑力。
②公式
如果用Q1和Q2表示两个点电荷的电荷量，用r表示它们之间的距离，用F表示它们之间的相互作用力，则库仑定律的公式如下：
七彩虹7600gtF＝k
式中的k是个常量，叫做静电力常量。F、Q1、Q2，r均取国际单位，由实验测得：k＝9.0×109N·m2/C2。(介绍记忆的方法：“二重九”)
③方向
作用力的方向在它们的连线上，再根据同性相斥，异性相吸进一步确定。
④说明
a．适用条件：真空(干燥的空气)、点电荷；
b．计算时Q1、Q2仅取电荷量的绝对值，方向再判断。
c．各物理量均取国际制单位。
d．如果点电荷不止两个，点电荷受到的电力等于各点电荷独立作用时所受各力的矢量和。
e．在库仑定律中，当r→0时，两个电荷间的作用力F→∞，这是没有物理意义的。因为这时的两个带电体已不能看作点电荷，不能直接用库仑定律来计算它们之间的相互作用力。
f．库仑定律和万有引力定律都遵从二次平方反比规律，人们至今还不能说明它们的这种相似性，物理学家还在继续研究，希望大家能学有所成，以后在这方面的研究有所突破。但两者是有的。两物体间的万有引力总是引力，两带电体的库仑力既有引力，也有斥力。对于微观的带电粒子，它们间的库仑力要比万有引力大得多。
例题：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子的质量m1=9.1×10－31kg，
质子的质量m2=1.67×10－27 kg，电子和质子的电荷量都是1.60×10－19C。
解析：电子和质子的静电力F1和万有引力F2分别是
F1＝k F2＝G
所以
＝＝2.3×1039
从例题中看出，电子和质子的静电引力F1是它们间万有引力F2的2.3×1039倍，正因如此，以后在研究带电微粒间相互作用时，经常忽略万有引力。
巩固练习
(1)两个相同的均匀带电小球，分别带Q1＝1 C，Q2＝－2C，在真空中相距r且静止，相互作用的静电力为F.
①今将Q1、Q2、r都加倍，问作用力变化？
②只改变两电荷的电性，作用力如何？
③只将r增大两倍，作用力如何？
④将两个球接触一下后，仍放回原处，作用力如何？
⑤接④题，为使两球接触后，静电力的大小不变，应如何放置两球？
答：①作用力不变；
②作用力不变；
③作用力变为F/9，方向不变；
④静电力的大小变为，方向由原来的相吸变为相斥；
⑤将两带电体间的距离变为。
(2)两个相同的金属小球，一个带电Q1＝4.0×10－11C，另一个带电Q2＝－6.0×10－11C.
①两球相距50 cm时，它们之间的静电力？
②把两球接触，分开后使它们仍相距50 cm，它们之间的静电力？
解：①两球相距50 cm时静电力大小：
F＝k＝8.6×10－11N
两球带异种电荷而相吸。
②两球接触后，部分电荷被中和，净电荷为－2.0×10迪尼格尔－11C，因两球相同，分开后各带－1.0×10－11C的电荷量，故它们之间的静电力大小：
F＇＝k＝3.6×10－12N
两球带同种电荷而相斥。
三、小 结
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
①使物体带电方法及实质：摩擦起电和静电感应都不是创造了电荷，而是使物体上正、负电荷分开；
②电荷守恒定律：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，或者从物体的一部分转移到另一部分，转移中电荷总量不变。
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