2、電荷間的相互作用

(1)這種靜止電荷之間的相互作用力叫做靜電力。

(2)用靜電力概念解釋帶電體吸引不帶電的輕小物體的原因。

(3)定性探究影響靜電力大小的因素

探究實(shí)驗(yàn)1：將一個帶電小球放在O處，然后把另一個掛在絲線上的帶同種電荷的小球先后掛在P₁、P₂、P₃等位置，比較小球在不同位置所受電場力的大小。保持小球處于P₁位置不變，不斷增加放置在O處的帶電小球的電量，觀察懸掛小球的偏轉(zhuǎn)情況。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：距離越近的小球,偏角越大；電量增加后，偏角也越大。

引導(dǎo)學(xué)生從受力分析入手，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：F ＝ mg tanα，帶電體間距離越小，偏角越大，這表明電荷間作用力越大；若帶電體所帶電荷量增大，偏角越大，表明受靜電力作用越大。

結(jié)論：電荷之間相互作用力的大小與電荷間的距離有關(guān)，距離越小作用力越大；還與兩電荷的帶電量有關(guān)，電荷量越大作用力越大。

(4)點(diǎn)電荷

① 帶電體的形狀、大小與兩個相互作用的帶電體之間的距離相比要小得多，其對相互作用力的影響可以忽略，那么帶電體可以看成為帶有電荷的點(diǎn)，這樣的帶電體叫做點(diǎn)電荷。

② 點(diǎn)電荷間相互作用的作用力方向沿著兩點(diǎn)電荷的連線，具體方向由相斥或相吸來判斷。

③ 點(diǎn)電荷是一種理想模型。

討論：一個帶電體的體積很小，就可以認(rèn)為它是一個點(diǎn)電荷，這種說法正確嗎？

交流：點(diǎn)電荷是一種理想模型，實(shí)際上不存在�？闯牲c(diǎn)電荷的帶電體其大小具有相對的意義，帶電體的尺寸不一定很小。

1、情景引入

演示實(shí)驗(yàn)1：請一位同學(xué)站在絕緣地板上，手摸著起電器的金屬球，隨著金屬球帶電量的增多，同學(xué)的頭發(fā)會豎起來。

激疑1：在實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)生“電發(fā)”的原因是什么？

演示實(shí)驗(yàn)2：將兩個小通草球(或表面涂有石墨的泡沫塑料小球)用絲線懸掛起來。用絲綢摩擦玻璃棒，使玻璃棒帶電，并把玻璃棒上帶的電傳給其中一個小球。然后使兩個小球接觸，帶上同種電荷。觀察現(xiàn)象。

演示實(shí)驗(yàn)3：仍將兩個小通草球懸掛起來，并使它們分別帶上正電荷和負(fù)電荷。觀察現(xiàn)象。

這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又說明什么？

電荷之間有相互作用力，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)　 本設(shè)計(jì)采用情景引入--問題激疑--探究實(shí)驗(yàn)--建立概念--自主活動--加深理解的模式組織教學(xué)，整個教學(xué)過程可分為四個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)：

第一環(huán)節(jié)，通過情景、提出問題和學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究，定性得到電荷間的相互作用力的規(guī)律及影響其大小的相關(guān)因素。

第二環(huán)節(jié)，通過對電荷間的相互作用力的原因的思考、物理史實(shí)的介紹，建立電場的概念。

第三環(huán)節(jié)，通過用圖線的方法描述電場力的作用效果，建立電場線的概念，并學(xué)會使用電場線形象地描述電場的強(qiáng)弱。

第四環(huán)節(jié)，利用比值定義法建立電場強(qiáng)度的概念，學(xué)會如何用場強(qiáng)的概念來精確地描述電場的強(qiáng)弱。

2．流程圖說明

情景　 演示實(shí)驗(yàn)1

請一位同學(xué)站在絕緣地板上，手摸著起電器的金屬球，隨著金屬球帶電量的增多，同學(xué)的頭發(fā)會豎起來。通過思考產(chǎn)生“電發(fā)”的原因，引入電荷間的相互作用。

活動Ⅰ　 探究實(shí)驗(yàn)1

比較小球B在同一帶電小球A作用下，不同位置所受電場力的大��；保持小球B位置不變，不斷改變帶電小球A的電量，觀察小球B的受力情況。

問題Ⅰ　 設(shè)問2

電荷之間的相互作用力并不要求帶電體相互接觸。那么，帶電體到底通過什么發(fā)生相互作用呢？讓學(xué)生從實(shí)際的例子出發(fā)去思考看不見的物質(zhì)。

問題Ⅱ　 設(shè)問3

　 電場看不見，摸不著，想個什么樣的方法來形象地描述它呢？從實(shí)際需要出發(fā)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電場線的興趣。

活動Ⅱ　 學(xué)生活動1、2、3

　 先是嘗試用線條描繪電場；然后將描繪的圖線去和實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的實(shí)際圖形進(jìn)行比較，尋找電場線的特點(diǎn)；最后在學(xué)習(xí)了電場線的基礎(chǔ)上進(jìn)行練習(xí)。這3個層層遞進(jìn)的學(xué)生活動，模擬了電場線的產(chǎn)生過程，可以幫助學(xué)生對電場線的定義、特點(diǎn)產(chǎn)生較清晰的認(rèn)識，并學(xué)會形象的表示不可見事物的方法。

問題Ⅲ　 設(shè)問4

　 如何精確地、定量地描繪電場的力的特性呢？在學(xué)習(xí)了電場線的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步引起對電場描述方法的思考。電場的概念較抽象，學(xué)生第一次接觸到對這類不可見事物的物理研究方法，因此通過問題首先激發(fā)他們對事物的研究學(xué)習(xí)興趣，同時在問題的引導(dǎo)下感受并學(xué)習(xí)這些一般研究方法。

活動Ⅲ　 探究實(shí)驗(yàn)2、3

　 為了找到精確描述電場強(qiáng)弱的方法，仍從電場力角度入手，研究檢驗(yàn)電荷在電場不同位置的受力情況；改變場源電荷的帶電量，研究檢驗(yàn)電荷在同一位置的受力情況。通過這些實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)電場力是一個與場源電荷、檢驗(yàn)電荷都有關(guān)的物理量，要表示電場的特性，必需尋找一個與檢驗(yàn)電荷q無關(guān)的物理量。

活動Ⅳ　 學(xué)生活動4

通過對書示例1與示例2的練習(xí)，知道電場強(qiáng)度是電場的本身屬性，其大小、方向均與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，從而進(jìn)一步理解電場強(qiáng)度的概念。

1、教學(xué)流程圖

本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括四個方面：一是定性探究影響電荷間相互作用力大小的因素，二是建立電場的概念，三是學(xué)會用電場線來形象描述電場的強(qiáng)弱，四是利用比值定義法建立電場強(qiáng)度的概念來精確地描述電場的強(qiáng)弱。

本設(shè)計(jì)的基本思路是：從定性探究實(shí)驗(yàn)入手，先研究影響電荷間相互作用力大小的因素；然后從電荷相互作用的原因引出電場概念的建立。學(xué)生第一次接觸場的概念，對這類特殊物質(zhì)幾乎沒有任何認(rèn)識，如何正確描繪場這類不可見物質(zhì)更是從來沒有接觸過的知識，因此為降低學(xué)生對抽象事物的認(rèn)知困難，對電場的描述分為形象粗略描述和精確逐點(diǎn)描述兩個層次。為形象描述電場的強(qiáng)弱，仍利用電場對電荷的作用進(jìn)行探究，由實(shí)驗(yàn)圖像抽象成了簡潔明了的電場線；為進(jìn)一步精確描述電場的強(qiáng)弱，繼續(xù)由電場力入手，通過比值定義法建立了電場強(qiáng)度的概念。最后通過電場強(qiáng)度與電場力的比較，深入理解本設(shè)計(jì)所涉及的重要概念。

本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)，能用電場線和電場強(qiáng)度描繪電場。方法是：通過演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生活動、小組討論交流等多種方式讓學(xué)生經(jīng)歷概念從引出到建立的過程，感受物理學(xué)中研究問題是從需求出發(fā)。然后將概念的掌握分解成幾個階段，如電場線的建立過程經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)物理圖景、抽象成曲線、在線條上加上箭頭表示方向成為具有物理含義的線條等三個過程，這樣做是為了呈現(xiàn)知識的生成過程，而不是簡單地告知結(jié)論，讓學(xué)生對抽象概念的理解準(zhǔn)確深入。并在任何一個概念建立的過程中，都始終引導(dǎo)學(xué)生從受力分析的角度去研究這些問題，這樣不僅容易讓學(xué)生從學(xué)過的知識遷移到新概念中去，而且體會到了分析場的力的性質(zhì)時受力分析始終是基本方法，從而學(xué)會對些抽象概念的分析方法。

本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：電場概念和電場強(qiáng)度概念的建立。方法是：由于這兩個概念比較抽象，學(xué)生在理解概念上感覺困難，因而從實(shí)驗(yàn)入手，強(qiáng)調(diào)概念建立的依據(jù)及如何從實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析提煉。教學(xué)過程中首先加深學(xué)生對不可見的“場”的感知，在此基礎(chǔ)上先由幾個逐漸深入的問題激發(fā)出學(xué)生對未知事物的探究興趣，然后再由學(xué)生之間的討論交流、教師引導(dǎo)解釋逐漸理清思路，明確概念。最后概念建立后，再通過一系列的辨析思考問題繼續(xù)加深對概念的準(zhǔn)確理解。

本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)用激疑、演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)、學(xué)生活動、討論交流等多種活動形式來研究未知事物，包括一些抽象概念。通過學(xué)生親身主動的參與，減少學(xué)生對抽象概念的畏難心理，激發(fā)他們的探究學(xué)習(xí)興趣，在一系列的探究問題中不斷思考深入，逐漸理解概念。

完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時。

3、錄像：電場在生活中的應(yīng)用。

2、課件：點(diǎn)電荷電場的電場線分布圖；電場強(qiáng)度概念的建立的課件。

1、器材：金屬球、鋁箔球(或通草球)、范德格拉夫起電器、絲綢、玻璃棒、鐵架臺、電場線投影器(或驗(yàn)電羽)、實(shí)物展示臺。

重點(diǎn)：電荷間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)，能用電場線和電場強(qiáng)度描繪電場。

難點(diǎn)：電場概念和電場強(qiáng)度概念的建立。