《库仑定律》主题单元设计
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文档简介
表3-1 主题单元设计模板
主题单元标题 库仑定律
作者姓名 所属单位
联系地址 联系电话
电子邮箱 邮政编码
学科领域 （在内打√ 表示主属学科，打+ 表示相关学科）
思想品德 音乐 化学 信息技术 劳动与技术 语文 美术 生物 科学 数学 外语 历史 社区服务 体育 √ 物理 地理 社会实践
其他（请列出）：
适用年级 高二
所需时间 2课时
主题学习概述(简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
电荷及守恒定律从物质微观结构的角度认识物体带电的本质、使物体带电的方法、电荷守恒定、元电荷的电量，通过这些概念的学习为以后学习打下基础，库仑定律是静电场的基础，也是本章的重点，通过库仑的实验，使得学生了解一些重要的物理实验方法，了解探究的过程，活跃学生的思维，明白点电荷的物理模型，最终掌握库仑定律。
主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标）
1．知道两种电荷及其相互作用．知道摩擦起电，2．知道静电感应现象，知道电荷守恒定律，知道什么是元电荷．3.掌握库仑定律 4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．
对应课标
（1）通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律（2）通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。
主题单元问题设计 如何引导学生得出电荷守恒定律通过各种方式引导学生掌握电荷的产生方式。通过类比教学引出点电荷模型。通过演示实验得出库仑定律，使学生有个感性认识。
专题划分 电荷及守恒定律库仑定律
专题一 电荷及其守恒定律（1课时）
所需课时 1
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
认识电荷，认识点电荷，电荷的产生实质，方法，对于下一步的学习至关重要，本节内容少，比较简单，但是由于是从物质微观结构去认识物体带电的本质，使得物体带电，学生还会感到有一些抽象，可以通过实验的方法，使得学生认识到电荷守恒定律，最后教导学生了解元电荷的带电量，记住最小的电荷量。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质
本专题问题设计 摩擦起点的过程是什么？感应起电的过程是什么？是不是产生了新的电荷？什么是电荷的中和？中和是不是电荷消失了？一对正负粒子的产生和湮没是不是就否定了电荷守恒定律？电荷守恒定律表达式完整的是什么？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源 微机、屏幕、Microsoft PowerPoint软件、视频
常规资源 丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球。
教学支撑环境 具有多媒体操作平台的教室，网络教室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程） （一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。【板书】第一章 静电场【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电．【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．【板书】自然界中的两种电荷正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．（二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律电荷（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。 原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．实质：电子的转移．结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．（3）金属导体模型也是一个物理模型P3用静电感应的方法也可以使物体带电．【演示】：把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A，B上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷．如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合．如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电．这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．提出问题：静电感应的原因？带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。【板书】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．另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。○引导学生分析问题与练习33．元电荷电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑 符号：C元电荷:电子所带的电荷量，用e表示.所有带电体的电荷量或者等于e，或等于e的整数倍。数值：e=1.60×10-19C
教学评价 可评价的学习要素生活中的运动举例评价方法：现场评价评价指标：1、参与程度、积极程度 2、举例恰当程度 3、课前材料的准备情况电荷的产生 三种方式评价方法：测验评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分学习活动过程评价方法：量规① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神
专题二 库仑定律
所需课时 1课时
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
库仑定律是静电场的基础，也是本章的重点，通过库仑的实验，使得学生了解一些重要的物理实验方法，了解探究的过程，活跃学生的思维，明白点电荷的物理模型，最终掌握库仑定律。可以通过实验验证，调动学生的积极性，引发学生的兴趣，最终更好的掌握本节。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
（一）知识与技能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公式表达，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．（二）过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律（三）情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力
本专题问题设计 如何做好“探究影响电荷间相互作用力的因素”的定性实验？有此定性实验得出点电荷间的作用力大小与什么因素有关系？库仑定律的使用有什么条件？在涉及到叠加的电场时库仑定律如何正确的应用？库仑扭秤实验的意义是什么？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源 微机、屏幕、Microsoft PowerPoint软件、视频
常规资源 库仑扭秤(模型或挂图)。
教学支撑环境 具有多媒体操作平台的教室，网络教室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程） 新课教学【板书】----第2节、库仑定律提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？【演示】：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向．使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)．【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1．距离．2．电量．2、库仑定律内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比．作用力的方向在两个点电荷的连线上公式：静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2适用条件：真空中，点电荷——理想化模型【介绍】：（1）．关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷．严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的．这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念．容易出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正．（2）．要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下．扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律．用矢量求和法求合力．利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷．静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则．【板书】：3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑）【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧．实验技巧：（1）．小量放大．（2）．电量的确定．【例题1】：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=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力．其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计．（三）巩固练习复习本节课文及阅读科学漫步引导学生完成问题与练习，练习1、2、4，作业3、5。说明：1．点电荷是一种理想化的物理模型，这一点应该使学生有明确的认识．2．在研究微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽略万有引力不计．
教学评价 可评价的学习要素1.生活中的形变举例评价方法：现场评价评价指标：1、参与程度、积极程度 2、举例恰当程度 3、课前材料的准备情况2.库仑定律 库仑定律的内容 表达式评价方法：测验评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分3.学习活动过程评价方法：量规① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神
主题单元标题 库仑定律
作者姓名 所属单位
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学科领域 （在内打√ 表示主属学科，打+ 表示相关学科）
思想品德 音乐 化学 信息技术 劳动与技术 语文 美术 生物 科学 数学 外语 历史 社区服务 体育 √ 物理 地理 社会实践
其他（请列出）：
适用年级 高二
所需时间 2课时
主题学习概述(简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
电荷及守恒定律从物质微观结构的角度认识物体带电的本质、使物体带电的方法、电荷守恒定、元电荷的电量，通过这些概念的学习为以后学习打下基础，库仑定律是静电场的基础，也是本章的重点，通过库仑的实验，使得学生了解一些重要的物理实验方法，了解探究的过程，活跃学生的思维，明白点电荷的物理模型，最终掌握库仑定律。
主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标）
1．知道两种电荷及其相互作用．知道摩擦起电，2．知道静电感应现象，知道电荷守恒定律，知道什么是元电荷．3.掌握库仑定律 4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．
对应课标
（1）通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律（2）通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。
主题单元问题设计 如何引导学生得出电荷守恒定律通过各种方式引导学生掌握电荷的产生方式。通过类比教学引出点电荷模型。通过演示实验得出库仑定律，使学生有个感性认识。
专题划分 电荷及守恒定律库仑定律
专题一 电荷及其守恒定律（1课时）
所需课时 1
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
认识电荷，认识点电荷，电荷的产生实质，方法，对于下一步的学习至关重要，本节内容少，比较简单，但是由于是从物质微观结构去认识物体带电的本质，使得物体带电，学生还会感到有一些抽象，可以通过实验的方法，使得学生认识到电荷守恒定律，最后教导学生了解元电荷的带电量，记住最小的电荷量。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．4．知道电荷守恒定律．5．知道什么是元电荷．（二）过程与方法1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。（三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质
本专题问题设计 摩擦起点的过程是什么？感应起电的过程是什么？是不是产生了新的电荷？什么是电荷的中和？中和是不是电荷消失了？一对正负粒子的产生和湮没是不是就否定了电荷守恒定律？电荷守恒定律表达式完整的是什么？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源 微机、屏幕、Microsoft PowerPoint软件、视频
常规资源 丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球。
教学支撑环境 具有多媒体操作平台的教室，网络教室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程） （一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。【板书】第一章 静电场【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电．【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．【板书】自然界中的两种电荷正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示．电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．（二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律电荷（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释构成物质的原子本身就是由带电微粒组成。 原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．实质：电子的转移．结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．（3）金属导体模型也是一个物理模型P3用静电感应的方法也可以使物体带电．【演示】：把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A，B上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷．如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合．如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电．这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．提出问题：静电感应的原因？带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。【板书】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．另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。○引导学生分析问题与练习33．元电荷电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑 符号：C元电荷:电子所带的电荷量，用e表示.所有带电体的电荷量或者等于e，或等于e的整数倍。数值：e=1.60×10-19C
教学评价 可评价的学习要素生活中的运动举例评价方法：现场评价评价指标：1、参与程度、积极程度 2、举例恰当程度 3、课前材料的准备情况电荷的产生 三种方式评价方法：测验评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分学习活动过程评价方法：量规① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神
专题二 库仑定律
所需课时 1课时
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
库仑定律是静电场的基础，也是本章的重点，通过库仑的实验，使得学生了解一些重要的物理实验方法，了解探究的过程，活跃学生的思维，明白点电荷的物理模型，最终掌握库仑定律。可以通过实验验证，调动学生的积极性，引发学生的兴趣，最终更好的掌握本节。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
（一）知识与技能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公式表达，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．（二）过程与方法通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律（三）情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力
本专题问题设计 如何做好“探究影响电荷间相互作用力的因素”的定性实验？有此定性实验得出点电荷间的作用力大小与什么因素有关系？库仑定律的使用有什么条件？在涉及到叠加的电场时库仑定律如何正确的应用？库仑扭秤实验的意义是什么？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源 微机、屏幕、Microsoft PowerPoint软件、视频
常规资源 库仑扭秤(模型或挂图)。
教学支撑环境 具有多媒体操作平台的教室，网络教室
其 他
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程） 新课教学【板书】----第2节、库仑定律提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？【演示】：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向．使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)．【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1．距离．2．电量．2、库仑定律内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比．作用力的方向在两个点电荷的连线上公式：静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2适用条件：真空中，点电荷——理想化模型【介绍】：（1）．关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷．严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的．这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念．容易出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正．（2）．要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下．扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律．用矢量求和法求合力．利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷．静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则．【板书】：3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑）【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧．实验技巧：（1）．小量放大．（2）．电量的确定．【例题1】：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=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力．其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计．（三）巩固练习复习本节课文及阅读科学漫步引导学生完成问题与练习，练习1、2、4，作业3、5。说明：1．点电荷是一种理想化的物理模型，这一点应该使学生有明确的认识．2．在研究微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽略万有引力不计．
教学评价 可评价的学习要素1.生活中的形变举例评价方法：现场评价评价指标：1、参与程度、积极程度 2、举例恰当程度 3、课前材料的准备情况2.库仑定律 库仑定律的内容 表达式评价方法：测验评价指标：①答题时间 ②每题答对率 ③及格人数（60---74分） ④良好人数（75---84分以上）⑤优秀人数（85分以上） ⑥平均分3.学习活动过程评价方法：量规① 参与程度、积极程度 ②思维逻辑、严密性 ③表达展示 ④协作精神