高二物理库仑定律教案

教案是教师授课的依据,是课堂活动内容、步骤设计的蓝图,是最重要的教学文件,也是教学管理、教学评价、教学改进的重要材料。教案就如同编剧写的剧本、建筑用的图纸,不仅有备忘的作用,而且是重要的资料积累。以下是小编收集整理的《高二物理库仑定律教案》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

第一篇：高二物理库仑定律教案

高二物理库伦定律教案

库仑定律教案

枣庄二中

宋庆华

一、教材分析

库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律，又是学习电场强度和电势差概念的基础，也是本章重点，不仅要求学生定性的知道，而且还要求定量的了解和应用。对库仑定律的讲述，教材是从学生已有认识出发，采用了一个定性实验，展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程，并强调该定律的条件和意义。

二、学情分析

学生在上一节的学习中掌握了电荷之间存在相互作用力，且同性相斥，异性相吸。掌握了电荷守恒定律，并会简单的运用。在力学的学习中，学会了处理共点力作用下物体的平衡，并会通过偏转角度的变化判断受力的变化，初步掌握了研究多个变量之间关系的常用方法—控制变量法。学生的观察水平不断的提高，能够初步地、独立发现事物的本质及各个主要细节，发现事物的因果关系。具有初步的归纳重点，抓住问题本质的能力。已经初步具备了基本地实验操作和实验观察能力。

三、教学目标

1、知识与技能：

(1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。 (2)库伦定律的内容及公式及适用条件，掌握库仑定律。

2、过程与方法

(1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力，了解库伦扭秤实验。 (2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。

3、情感态度与价值观

(1)体验探究自然规律的艰辛与喜悦;培养学生热爱科学的，探究物理的兴趣。

(2)培养学生“发现问题，提出假设，并用实验来验证”的探究物理规律的科学方法与思路。 (3)通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。

四、教学重点和难点

教学重点：库仑定律及其理解与应用。 教学难点：库仑定律的实验探究。

教学难点的突破措施：定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。

五、教学用具

多媒体课件、起电机、验电器,带绝缘柄的金属小球,毛皮，橡胶棒，气球，易拉罐，用金属薄纸包裹的泡沫小球，铁架台。

六、教学过程

引入新课

演示实验：让气球摩擦起电，将气球靠近易拉罐，会发生什么现象? (易拉罐被气球吸引滚动起来了。)既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关呢? 新课教学：

(一)探究电荷间作用力的决定因素 电荷间相互作用力可能与哪些因素有关? (1) 你认为实验应采取什么方法?

控制变量法。

(2) 你想选取什么形状的带电体?

给出立方体，圆柱体，球形带电体让学生选择。

(3) 这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来?

学生：比较悬线偏角的大小。 (4) 你想选取哪些实验器材?

球形导体，两个自制的带细线的用香烟金属纸包裹的泡沫小球，铁架台，感应起电机，橡胶棒，毛皮，

(5) 实验前先思考：可用什么方法改变带电体的电荷量? (6) 实验探究步骤：

引导学生得出实验的具体步骤 细线吊一个小球A(带电)，另一个带同种电的小球B，A球受力平衡时，细线偏离竖直方向一个角度θ. ①保持距离r一定，研究相互作用力F与距离r的关系. 先让塑料球带电，后给球形导体带电并逐渐增加电量，观察偏角; ②保持电量q一定，研究相互作用力F与电荷量Q的关系. 将球形导体逐渐靠近减小距离，观察偏角。 学生实验、观察记录并得出结论：

先画受力图，如果B对A的力是水平的，则F电=mgtanθ，如果θ越大，则F电越大，这样可以通过θ的变化来判断F电的变化。

定性实验结论：

距离r一定，电量q增加，偏角变大，作用力F电越大：

电量q一定，距离r越小，偏角越大，作用力F电越大。 实验条件：保持实验环境的干燥和无流动的空气 播放配套课件

(二)定量实验探究，结合物理学史，得出库仑定律：

提出问题：带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢?

定性实验探究结论：间距增大，作用力减小;电荷量增大，作用力增大。 请同学们想一下，我们以前有没有遇到过类似的物理规律呢? 提示：如果把上面结论中的电荷量换成质量呢?

1、 分析问题：万有引力的变化规律与电荷间的作用力变化规律有很大的相似性，这就使我们联想到，既然在变化规律上具有相似性，那么表达公式也应该是类似的,。下面请同学们根据万有引力定律的公式，大胆地猜想一下电荷间作用力的公式。

2、 提出猜想(类比)：我们这样猜想的公式是否正确呢?要想验证我们的想法，需要进行实验探究，我们仍然用控制变量法进行探究。

3、定量探究三者的关系：

教师提出库仑在探究三者之间的定量关系时遇到的三大困难：

① 带电体间作用力小，没有足够精密的测量仪器;怎样确定带电体间的作用力的数量

关系?

② 没有电量的单位，无法比较电荷的多少;怎样确定电荷量的数量关系?

③ 带电体上电荷分布不清楚，难测电荷间距离。怎样测定电荷间的距离?

引导学生用类比的方法得出三大困难的对策：

卡文地许扭称实验——库仑扭称实验，

对称性——等分电荷法，

质点——点电荷

①放大思想：力很小，但力的作用效果(使悬丝扭转)可以比较明显。

②转化思想：力的大小正比于悬丝扭转角，通过测定悬丝扭转角度倍数关系即可得到力的倍数关系。

③均分思想：带电为Q的金属小球与完全相同的不带电金属小球相碰分开，每小球带电Q/2，同理可得Q/

4、Q/

8、Q/16等等电量的倍数关系(电荷在两个相同金属球之间等量分配)。课件演示电荷在相同的两个金属球间的等量分配. ④理想化模型思想：把带电金属小球看作点电荷(理想化模型)利用刻度尺间接测量距离。 点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看做带电的点，叫点电荷。它是一个理想化模型，实际上点电荷不存在。 (与“质点”进行比较)

4、引导学生观看库仑扭秤的实验视频与库仑当时的数据，总结规律。 (观看视频)库仑扭称实验， 库伦在艰苦的条件下，联想到万有引力定律和卡文地许扭称实验，利用巧妙的库伦扭秤装置和方法，发现了库伦规律。通过刚才的展示过程让学生了解库仑探究的过程、思路、方法。你能用自己的语言总结出规律吗?

学生：电荷间相互作用力与电荷间距离成平方反比关系，与电荷电量乘积成正比。 介绍：库仑扭称实验只能定量测出同种电荷间相互作用力，库仑还利用电单摆实验定量测出异种电荷间作用力大小。让学生体会库仑定律的完美。

(三)库仑定律：

1、内容：真空中两个点电荷间的作用力大小与两电荷量的乘积成正比，与电荷间的距离平方成反比;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：

Q1Q2r2

3、说明：

①k为静电力常量, k=9.0×109N.m2/C2， 其大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F：N，Q：C，r：m。

②库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。 让学生回答实际带电体可以看成点电荷的条件。 思考：当r趋向于0时，F趋向于无穷大吗?

③关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，使用公式计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向。 Fk④F是Q1与Q2之间的相互作用力，是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大 小，是一对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。

⑤库仑力(静电力)是性质力，与重力，弹力，摩擦力是并列的。

任意带电体可以看成是由许多点电荷组成的，所以，知道带电体上的电荷分布，根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向。

(四)库仑定律与万有引力定律的比较

例题1：

已知氢核(质子)的质量m2=1.67×10-27 kg，电子的质量m1=9.1×10-31kg，电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C，在氢原子内电子与质子间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核和电子之间的库伦力和万有引力。(课件播放解题过程) 小结：

库仑定律在应用时，可以不代入电性符号，直接代入绝对值，最后判定方向;

计算说明万有引力远远小于库仑力，以后在研究微观带电粒子的相互作用力时,通常可以忽略万有引力。

讨论：比较库仑定律和万有引力定律(相似点与不同点),你会有什么样的感想?如何认识自然规律的多样性与统一性?

(五)静电力的叠加

对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的静电力，等于其他点电荷分别单独存在时对该点电荷的作用力的矢量和。

例题2：

真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-6C，求他们各自所受的库仑力。( 课件播放解题过程) 小结：选择研究对象，画出受力图，由库伦定律和平行四边形定则求解。

七、当堂达标：

1、 关于点电荷的说法，正确的是 (

) A、只有体积很小的带电体，才能作为点电荷 B、体积很大的带电体一定不能看作点电荷 C、点电荷一定是电量很小的电荷

D、体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷

2、库仑定律公式中静电力常数k的大小为_______________.在国际单位制中k的单位是________.

3、库仑定律的适用范围是 (

) A、真空中两个带电球体间的相互作用 B、真空中任意带电体间的相互作用 C、真空中两个点电荷间的相互作用

D、真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律

4、 两个点电荷相距为r，相互作用力为F，则(

) A、电荷量不变，距离加倍时，作用力变为F/4 B、其中一个点电荷的电荷量和两点电荷之间的距离都减半时，作用力不变

C、每个点电荷的电荷量和两个点电荷间的距离都增加相同的倍数时，作用力不变

D、将其中一个点电荷的电荷量取走一部分给另一个点电荷，两者的距离不变，作用力可能不变

5、真空中有两个点电荷A、B.其带电量qA=2qB，当二者相距0.01m时，相互作用力为1.8×10-2N，则其带电量分别为qA=_____，qB=_____.

6、 真空中有三个同种的点电荷，它们固定在一条直线上，如图所示，它们的电荷量均为4.0×10-12C，求Q2受到静电力的大小和方向。

八、教学反思：

九、教学的资源：

物理选修3-1 物理课程标准

物理教学参考书

物理优秀教案选

十、参考答案：

1、 D

2、 在真空中两个1C的点电荷相距1m时的相互作用力.N·m2/C

23、 CD

4、 ACD

5、

2×108C，1×108C

6、 1.110

11N，方向向右。

第二篇：高二物理教案恒定电流--“电阻定律

电阻定律

教学设计即是运用系统方法分析教学问题，确定教学目标，建立解决教学问题的策略，试行解决方案，评价试行结果和对方案进行修改的过程。“施教之法，贵在启导”。教师是教学活动的设计者和组织者。主导着课堂教学活动的全过程。一堂成功优质课的背后，潜在地隐藏着教师的教学意识和思想。并直接或间接地影响着教学的策略和效果。为此，要优化教学设计，必须更新教学观念，增强课堂教学意识。本文根据浙江省青年教师优质课的课堂实录整理，扼要介绍“电阻定律”的教学过程。旨在阐述增强教师的课堂意识，对优化教学设计的重要性。

(一)教学设计

一、提出问题

(2)如何测定导体的电阻(请同学设计电路)?

(3)出示电阻器实物，提出课题(电阻的大小与哪些因素有关?)。

(评述：从学生已有的认知结构出发，让学生自行设计电路，对所设计电路中各元件(如变阻器等)功能进行分析。在此基础上提出课题。以突出学习者的主体作用。)

二、探索规律

(1)猜想：R可能与哪些因素有关? (材料、长度、横截面积、温度„„)

(2)研究方法：控制变量法(通过与牛二定律研究方法类比、迁移) (3)实验操作：a.学生连接电路

b.教师演示，学生读数并记录表中 c.控制变量完成操作

(4)分析数据：先定性观察：R与材料、长度、横截面积有关。 ，

(5)得出结论：(板书)(研究电阻有关因素)

(评述：通过从猜想→研究方法→实验操作等一系列探索过程，将学习者始终置于探索者的位置，使学习过程成为“再发现”或“重新发现”的过程。以此，让学生掌握获取知识的方法，发展思维能力。)

三、深化规律

(1)动用实验，研究电阻与温度的关系，从而加深对定律适用范围的理解。 实验

(一)：研究小灯泡灯丝的电阻率与温度的关系，并用多媒体模拟板画I-U图线。

结论

(一)：金属材料(灯丝)电阻随温度的升高而增大，其实质是电阻定律中的电阻率增大。

并指出各种不同材料的电阻率不同。从而明确电阻定律适用于温度一定的条件下。

(2)运用实验变式，进一步研究不同材料的电阻率，其热敏特性不同。 实验

(二)：选用日光灯管中的灯丝为材料，用火柴燃烧。观察到小灯泡逐渐变暗。

实验

(三)：选用合金材料，用火柴燃烧。观察到小灯泡逐渐变暗。

实验

(四)：选用半导体材料，用火柴燃烧时小灯泡逐渐变亮。降温后，小灯泡逐渐变暗。

小结：不同材料的电阻率随温度的变化情况不同，根据这一特性，我们可以物尽其用。

(1)常用的电阻温度计是用金属铂做成的，锰铜和康铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，常常用来制作标准电阻。

(2)超导现象。当温度降低到一定温度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零。

多媒体投影：超导现象中电阻与温度关系图线以及磁悬浮列车画面，并简析磁悬浮列车原理。

(评述：教学设计的重点是充分利用已有的设施和选择编辑现有的教学材料来完成教学目标。通过运用演示实验、多媒体教学及教师的言语等手段，创设直观问题情境。激发学生的思维和情感，使之进入特定的学习状态。)

四、应用规律(以下用多媒体投影)：

问题

(一)：已知导线的电阻为4Ω，如果把它对折起来，电阻变为多少?如果把它拉长为两倍，电阻变为多少?

问题

(二)：用滑动变阻器控制电路中的电流。

问题

(三)：(96上海设计性实验题改编)如图所示，P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管(其长度L为50cm，直径D为10cm)，镀膜材料的电阻率ρ，已知管的两端有导电箍MN。测得两端电压为U，通过电阻膜的电流为I，试计算薄膜的厚度。

五、小结，作业布置

(二)教学意识透析

从上述教学设计可以看出：本节课通过教师创造性的处理教材，提取课文陈述知识的内容蕴含的方法教育素材。努力策划各种教学情境。始终将学生置于研究者、探索者的位置，让学生通过本身的思考与活动来获取知识。学生课堂思维有较大力度，教学效果明显。其着重体现了教师以下课堂意识：

一、师生易位，突出“主体”意识。 学生是学习活动的主体。课堂教学应最大限度地调动学生的思维和学习自觉性。以使学生能够生动活泼、主动地发展。为此，教学要突出主体意识，教师必须。

(1)心理——角色换位。

即教师要自觉地进行“角色转换”，经常扮演学生的角色，多用学生的心态和眼光去审视所学的内容，民主地与学生一同成为知识的探索者。

(2)思维——还原稚化。 即在备课或讲课时，教师要把自己的思维降格、后退到学生原有的思维水平上。面对一个问题，要有意识地造成一种陌生感、新鲜感(尽管这个问题你已经是多次遇到过了)。要多从学生的思维角度、思维习惯和方法去体验。在问题的设计时，教师应从高的悬念向低悬念逐渐过渡，逐渐找到接近“发展区”的结合点。力求保证教学双方思维活动能够达到同步协调地进行。

(3)时空——留有余地。

人的思维活动总是需要一定的时空条件才能进行的。因此在教学活动中，要坚持“延迟判断”的原则，给学生以必要的时间，引导他们积极参与物理知识的探索、发现和推理过程，使得学生对于物理结论的判断，产生于经历必要的思维过程之后。同时，还要发挥“空白效应”。即在教学中，教师要“言犹未尽”，留下一些空白，让学生去独立思考，尽情想象，或者有意设置几个“窟窿”，让学生自己去钻研、去填补，以充分发挥学生的主动精神。

二、变换手段，深化“情境”意识。

情境，曾被简化为“一组刺激”。教育家杜威认为：“思维起源于直接经验的情境。”情境教学是将情境作为一个心理场，一个整体，作用于学生的意识，它运用直观手段使客观场景、主观意象、教学的气氛、师生的情绪贯穿于整个教学过程。情境不但在于激发学生求知、求真，而且更可以用来激发美感，陶冶情操，引导学生求善求美。简言之，情境教育中的情境是多元、多构、多功能的。

思维自疑问开始，并在一定的情境下诱发的。在物理课堂教学中，教师要善于创设问题情境。

(1)运用实验演示情境

运用演示实验的教学手段，能创设直观而富有趣味的情境，激发学生的思维和情感，使之进入特定的学习状态。教师在教学中，应根据学生已有的认知结构和思维层次，运用实验创设情境，造成学生认知冲突，从而激发学生的思维。

(2)运用多媒体展现画面情境。使之动静结合，声图并茂，创设形象的思维情境，活化物理过程。

(3)运用语言描绘情境。声情并茂，抑扬顿挫，高低清浊等形象化的语言，使学生的情绪兴奋，激发学生学习的内驱力，丰富学生的想象力。使学生感觉到“含不尽之意见于言外”、“状难写之景如在目前”。

三、思维中心，增强探究意识。

学生学习过程是一个“再发现”或“重新发现”的过程。为此：

(1)活化教材，优化教学过程。教师对教材应作创造性的处理，而不必完全形式化地依据教材展示和进行。不论是教师的讲授，还是实验，都应努力创造一种有利于学生独立思考的情景，将学生始终置于探索者、发现者的位置。

(2)让学生掌握获取知识的方法。如果我们在进行物理知识教学的同时，能把浓缩在其中的思维历程重视，让学生沿着前人思维活动的足迹“短暂而迅速”地重走一遍，从中体验和学习科学思维的方法，拓宽思维的深度和广度，那就等于交给了学生一把打开思维宝库的金钥匙。

(3)突出多维度的教学目标。每一节课都要考虑三个方面的目标：教养性目标、教育性目标和发展性目标。教养性目标就是“上完一节课，教给了学生什么”;教育性目标就是“通过这节课，向学生渗透了什么”;发展性目标就是“假如学生把这一节课的知识忘记了，还剩下什么”。

综上所述，实施素质教育应不断增强教师的课堂意识，使教学逐渐从“应试意识”向“发展意识”转变。应重视培养学生的自我发展能力，立足让学生掌握获得知识的方法，提高对来自外部信息的处理加工能力，使学生真正地学会学习，使认知能力、学习能力、发现能力、创造能力成为学生终身受用的宝贵财富。

(骆兴高 义乌中学 浙江 322000)

第三篇：高二物理万有引力定律教案

【摘要】查字典物理网小编编辑整理了高二物理教案：万有引力定律，供广大同学们在暑假期间，复习本门课程，希望能帮助同学们加深记忆，巩固学过的知识!

教学目标

知识与技能

1.了解万有引力定律得出的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。

2. 知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。

3. 会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，

了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

4. 了解万有引力定律发现的意义。

过程与方法

1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证

的重要性。

2.体会推导过程中的数量关系.

情感、态度与价值观

1. 感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奥秘.

2. 通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让

学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。

教学重点、难点

1.万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点。

2.由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教 学 活 动

(一) 引入新课

复习回顾上节课的内容

如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。

学生活动： 推导得

将V=2r/T代入上式得

利用开普勒第三定律 代入上式

得到：

师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F

教师：牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。于是提出大胆的设想：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F

写成等式就是F=G (其中G为比例常数)

(二)进行新课

教师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿，你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：

猜想一：既然行星与太阳之间的力遵从这个规律，那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比如说月球与地球之间)

师生： 因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力，其他行星的卫星和该行星之间的力，都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。

教师：但是牛顿的思考还是没有停止。假如你是牛顿，你又会想到什么呢?

学生回答基础上教师总结：

猜想二：地球与月球之间的力，和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律?

教师：地球对月球的引力提供向心力，即F= =ma

地球对其周围物体的力，就是物体受到的重力，即F=mg 从以上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=G

那么，地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢?即F=G

此等式是否成立呢?

已知：地球半径R=6.37106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8108 m ,

月球绕地球的公转周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8

(以上数据在当时都已经能够精确测量)

提问：同学们能否通过提供的数据验证关系式F=G 是否成立?

学生回答基础上教师总结：

假设此关系式成立，即F=G

可得： =ma=G F=mg=G

两式相比得： a/g=R2 / r2

但此等式是在以上假设成立的基础上得到的，反过来若能通过其他途径证明此等式成立，也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算：

a/g1/3600

R2 / r21/3600

即a/g=R2 / r2 成立，从而证明以上假设是成立的，说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律，即F=G

这就是牛顿当年所做的著名的月-地检验，结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律。

教师：不过牛顿的思考还是没有停止，假如你是牛顿，此时你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：

猜想三：自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律?

牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。

万有引力定律

①内容

自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

②公式

如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示 (其中G为引力常量)

说明：1.G为引力常量，在SI制中，G=6.6710-11Nm2/kg2.

2.万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。

a.对于相距很远因而可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离;

b.对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的简化处理方法。

教师：牛顿虽然得到了万有引力定律，但并没有很大的实际应用，因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。

利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。

扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。

卡文迪许测定的G值为6.75410-11 Nm2/kg2，现在公认的G值为6.6710-11 Nm2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答：约6.6710-7N)，这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3.561022N。

教师：万有引力定律建立的重要意义

第四篇：高二物理法拉第电磁感应定律教案

课题 4.3 法拉第电磁感应定律

第3时

一、 教学目标：

(一)知识与技能

1.知道什么叫感应电动势。

2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、En3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4.知道E=BLvsinθ如何推得。

5.会用En和E=BLvsinθ解决问题。

t

(二)过程与方法

通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。

(三)情感、态度与价值观

1.从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。

2.了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。

二、 教具准备：

。 t

多媒体电脑、投影仪、投影片。

三、 教学过程：

① 复习提问(课堂导入)：

(一)引入新课

在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么?

在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况? 恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么?

在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。

② 出示本堂课教学目标：

1.知道什么叫感应电动势。

2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、En3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4.知道E=BLvsinθ如何推得。

5.会用En和E=BLvsinθ解决问题。

t

③ 重点、难点化解(探求新知、质疑导学、课堂反馈)： 学生活动内容 实验甲中，将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时，大，

tI感大，E感大。 实验乙中，导体棒运动越快，越t大，I感越大，E感越大。

实验丙中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时t大，I感大，E感大。

从上面的三个

、感应电动势

老师活动内容

。 t

在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流?有无电动势? 电路断开，肯定无电流，但有电动势。

电动势大，电流一定大吗?电流的大小由电动势和电阻共同决定。 图b中，哪部分相当于a中的电源?螺线管相当于电源。 图b中，哪部分相当于a中电源内阻?线圈自身的电阻。

在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势.有感应电动势是电磁感应现象的本质。

2、电磁感应定律 实验我们可以发现，感应电动势跟什么因素有关?现在演示前节课中三个成功实验，用CAI课件展越大，E感越大，示出这三个电路图，同时提出三个问题供学生思考： t即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即E∝。这就是t法拉第电磁感应定律。

(师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式)

设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1，t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2，在时间Δt=t2-t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1，磁通量的变化率为，感应电动势t为E，则

E=n t

甲

丙

问题1：在实

乙

验中，电流表指针偏转原因是什么?

问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?

问题3：第一个成功实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同?

穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.

E由全电路欧姆定律知I=，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，

Rr指针偏转越大。

磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。

教师：磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述，即单位时间内磁通量的变在国际单位制中，电动势单位是伏(V)，磁通量单位是韦伯(Wb)，时间单位是秒(s)，可以证明式中比例系数k=1，(同学们可以课下自己证明)，则上式可写成

E=

t化量，用公式表示为

。从上面的三个实验，同学们可归纳出什么结论呢? t设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为

E=n

t

问题：当导体的运动方向跟磁感线

3、导线切割磁感线时的感应电动势

导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢?用CAI课件展示如图所示电路，方向有一个夹角θ，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速感应电动势可用上面的公式计算吗? 度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势?

解析：设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的变化量为

ΔS=LvΔt

穿过闭合电路磁通量的变化量为

ΔΦ=BΔS=BLvΔt

据法拉第电磁感应定律，得

如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。

解析：可以把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量

E=

=BLv t问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动势可用上面的公式计算吗?

[强调]在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s)，θ指v与B的夹角。 v2=vcosθ。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为 E=BLv1=BLvsinθ

讨论：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况?这时应采取什么措施?

学生讨论，发表见解。电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。

④ 系统归纳： 感应电动势为E

E=n

 t

4、反电动势

引导学生讨论教材图4.3-3中，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流?是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动?

学生讨论后发表见解。

教师总结点评。电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。

在国际单位制中，电动势单位是伏(V)，磁通量单位是韦伯(Wb)，时间单位是秒(s)，

E=BLv1=BLvsinθ

[强调]在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s)，θ指v与B的夹角。 ⑤ 练习巩固(课堂作业)：

【例1】如图所示，有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少? 解：由于导轨的夹角为θ，开始运动t秒时，金属棒切割磁感线的有效长度为： L=stanθ=12attanθ 2据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v=at 由题意知B、L、v三者互相垂直，有 E=BLv=B121attanθ·at=Ba2t3tanθ 2212

3Battanθ. 2即金属棒运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是E= 【例2】(2001年上海)如图所示，固定于水平面上的金属框cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动.此时abed构成一个边长l的正方形，棒电阻r，其余电阻不计，开始时磁感应强度为B。

(1)若以t=0时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流。

(2)在上述情况中，棒始终保持静止，当t=t1时需加垂直于棒水平外力多大? (3)若从t=0时起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右匀速运动，可使棒中不产生I感，则磁感应强度应怎样随时间变化?(写出B与t的关系式)

解析：(1)据法拉第电磁感应定律，回路中产生的感应电动势为

E==kl2

t回路中的感应电流为

Ekl2I= rr(2)当t=t1时，B=B0+kt1 金属杆所受的安培力为

kl2kl3F安=BIl=(B0+kt1) l(B0kt1)rr据平衡条件，作用于杆上的水平拉力为

kl3F=F安=(B0+kt1)

r(3)要使棒中不产生感应电流，则通过闭合回路的磁通量不变，即

B0l2=Bl(l+v t)

解得

B=★巩固练习

1.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小

(

) A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比 B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比 C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比 D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比 答案：C 点评：熟记法拉第电磁感应定律的内容

2.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有

(

)

A.磁通量的变化率

B.感应电流的大小 C.消耗的机械功率

D.磁通量的变化量 E.流过导体横截面的电荷量

答案：DE 点评：插到同样位置，磁通量变化量相同，但用时不同

3.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流

(

)

A.线圈沿自身所在平面运动 B.沿磁场方向运动

C.线圈绕任意一直径做匀速转动 D.线圈绕任意一直径做变速转动

答案：CD 点评：判断磁通量是否变化

4.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示

四、 作业布置：

B0l lvt① 课后作业

1、 学习小组课下做一做教材13页上“说一说”栏目中的小实验，思考并回答该栏目中的问题。

2、 将“问题与练习”中的第

2、

3、

6、7题做在作业本上，思考并完成其他题目。：

② 家庭作业：

课课练

五、

其它资料(除板书设计)：

第五篇：高二物理选修3-1闭合电路欧姆定律精品教案

第二章

恒定电流

2.7 闭合电路欧姆定律

教材分析

闭合电路的欧姆定律在体现功能关系上是一个很好的素材，因此帮助学生理解电路中的能量转化关系是本节的关键。外部电路从电势降低的角度学生是容易理解的，但在内部电路，一定要让学生理解电源内部反应层的作用，把其他形式能量转化为电能，电势要增加。 学情分析

学生已经从做工的角度认识了电动势的概念，本节依照通过功能关系的分析建立闭合电路的欧姆定律是可行的。如果学生能娴熟的从功和能的角度分析物理过程，对于解决物理问题是有好处的。 新课标要求

(一)知识与技能

1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。

2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。

3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。

4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。

5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。

(二)过程与方法

1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。

2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

(三)情感、态度与价值观

通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。 教学重点

1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。

2、路端电压与负载的关系 ★教学难点

路端电压与负载的关系 教学方法

演示实验，讨论、讲解 教学用具：

滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑 教学过程

(一)引入新课

教师：前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。

(二)进行新课

1、闭合电路欧姆定律

教师：(投影)教材图2.7-1(如图所示)

教师：闭合电路是由哪几部分组成的? 学生：内电路和外电路。

教师：在外电路中，沿电流方向，电势如何变化?为什么?

学生：沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，正电荷受静电力作用，从高电势向低电势运动。

教师：在内电路中，沿电流方向，电势如何变化?为什么?

学生(代表)：沿电流方向电势升高。因为电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。

教师：这个同学说得确切吗?

学生讨论：如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。在正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低。

教师：(投影)教材图2.7-2(如图所示)内、外电路的电势变化。

教师：引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行：

设电源电动势为E，内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I， (1)写出在t时间内，外电路中消耗的电能E外的表达式;

- 3

2、路端电压与负载的关系

教师：对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，电路中的电流如何变化? 学生：据I=E可知，R增大时I减小;R减小时I增大。 Rr教师：外电阻增大时，路端电压如何变化? 学生：有人说变大，有人说变小。

教师：实践是检验真理的惟一标准，让我们一起来做下面的实验。 演示实验：探讨路端电压随外电阻变化的规律。 (1)投影实验电路图如图所示。

(2)按电路图连接电路。

(3)调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，观察路端电压怎样随电流(或外电阻)而改变。

学生：总结实验结论：

当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大;当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。

教师：下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么? 学生：U=E-Ir

教师：就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的。当R增大时，由I减小，由U=E-Ir，路端电压增大。反之，当R减小时，由I路端电压减小。

- 56当滑动触头P由I向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是_______ A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮

解析：灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度. 电源电动势E和内阻r不变，通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，总电流I=

E减少，灯泡的实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。

R总r综上所述，选项B正确。

☆闭合电路欧姆定律的定量应用

【例2】 如图所示电路中，R1=0.8Ω，R3=6Ω，滑动变阻器的全值电阻R2=12 Ω，电源电动势E=6 V，内阻r=0.2 Ω，当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时，闭合开关S，电路中的电流表和电压表的读数各是多少?

R22R66Ω+0.8Ω=3.8Ω 解析：外电路的总电阻为R=1R266R32R3根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流为 I=E6 A=1.5 A Rr3.80.2即电流表A1的读数为1.5 A 对于R2与R3组成的并联电路，根据部分电路欧姆定律，并联部分的电压为

R22=1.5×3 V=4.5 V U2=I·R并=I·RR322R3即电压表V2的读数为4.5 V 对于含有R2的支路，根据部分电路欧姆定律，通过R2的电流为 I2=U24.5 A=0.75 A R2/26即电流表A2的读数为0.75 A 电压表V1测量电源的路端电压，根据E=U外+U内得 U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V 即电压表V1的读数为5.7 V. 点评：

1.电路中的电流表、电压表均视为理想电表(题中特别指出的除外)，即电流表内阻视为零，电压表内阻视为无穷大。

2.解答闭合电路问题的一般步骤：

(1)首先要认清外电路上各元件的串并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图。

(2)解题关键是求总电流I，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律(I=

E

)直接求出I;若内外电路上有多个电阻Rr值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I;当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I。

(3)求出总电流后，再根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。 ★课余作业

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