2.庫(kù)侖定律教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年高中物理人教版2019必修第三冊(cè)-人教版2019主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容本章節(jié)內(nèi)容為人教版2019必修第三冊(cè)高中物理教材中的“庫(kù)侖定律”。主要包括庫(kù)侖定律的表述、庫(kù)侖定律的公式推導(dǎo)、庫(kù)侖定律的應(yīng)用等。具體內(nèi)容包括：電荷的相互作用、庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式、影響電荷間作用力的因素、庫(kù)侖定律的應(yīng)用實(shí)例等。核心素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)：在進(jìn)入本節(jié)課之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)具備基礎(chǔ)的電荷概念、電場(chǎng)強(qiáng)度等物理知識(shí)，并能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單的電場(chǎng)問題分析。此外，學(xué)生應(yīng)對(duì)向量運(yùn)算有一定的了解，這是理解庫(kù)侖定律公式的關(guān)鍵。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中生通常對(duì)物理現(xiàn)象和自然界中的力有較強(qiáng)的興趣，但對(duì)于抽象的物理概念和數(shù)學(xué)推導(dǎo)可能感到困難。學(xué)生的能力水平不一，部分學(xué)生可能具備較強(qiáng)的邏輯思維能力，能夠快速掌握新概念，而另一部分學(xué)生可能更依賴直觀和具體例子來理解抽象概念。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的學(xué)生偏好通過實(shí)驗(yàn)觀察來學(xué)習(xí)，有的則更傾向于通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)來深入理解。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)庫(kù)侖定律時(shí)，學(xué)生可能會(huì)在理解電荷間的相互作用力、庫(kù)侖定律公式推導(dǎo)過程中遇到困難。特別是庫(kù)侖定律公式中的距離平方關(guān)系和電荷量的乘積，對(duì)于不熟悉向量運(yùn)算和指數(shù)函數(shù)的學(xué)生來說，可能難以理解和記憶。此外，學(xué)生在應(yīng)用庫(kù)侖定律解決實(shí)際問題時(shí)會(huì)面臨如何將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理模型，以及如何處理多電荷系統(tǒng)的問題。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、物理實(shí)驗(yàn)器材（靜電荷板、帶電小球、電場(chǎng)線模型等）

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

-信息化資源：電子教材、庫(kù)侖定律相關(guān)的教學(xué)視頻、在線模擬實(shí)驗(yàn)軟件

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、多媒體課件、板書、課堂討論、小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)庫(kù)侖定律的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場(chǎng)提問：“你們知道電荷之間的相互作用嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于靜電現(xiàn)象的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受電荷間相互作用的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹庫(kù)侖定律的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.庫(kù)侖定律基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解庫(kù)侖定律的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解庫(kù)侖定律的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)。

詳細(xì)介紹庫(kù)侖定律的公式，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解公式中的各個(gè)物理量。

3.庫(kù)侖定律案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解庫(kù)侖定律的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的庫(kù)侖定律案例進(jìn)行分析，如兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力、帶電球體之間的相互作用等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解庫(kù)侖定律的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用庫(kù)侖定律解決實(shí)際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與庫(kù)侖定律相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如庫(kù)侖定律在靜電學(xué)中的應(yīng)用、庫(kù)侖定律與其他物理定律的關(guān)系等。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)庫(kù)侖定律的認(rèn)識(shí)和理解。

過程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)庫(kù)侖定律的重要性和意義。

過程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括庫(kù)侖定律的基本概念、公式、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)庫(kù)侖定律在物理學(xué)科中的基礎(chǔ)地位和在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用價(jià)值，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用庫(kù)侖定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生完成以下任務(wù)：

（1）總結(jié)庫(kù)侖定律的公式及其適用條件；

（2）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證庫(kù)侖定律的正確性；

（3）結(jié)合實(shí)際生活，舉例說明庫(kù)侖定律的應(yīng)用。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

-《電磁學(xué)中的庫(kù)侖定律及其應(yīng)用》

-《靜電學(xué)在生活中的應(yīng)用案例解析》

-《電磁學(xué)發(fā)展史上的重要人物與貢獻(xiàn)》

-《電磁學(xué)在現(xiàn)代科技中的地位與作用》

-《靜電場(chǎng)中的邊界條件與電勢(shì)分布》

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究

-學(xué)生可以嘗試通過查閱資料，了解庫(kù)侖定律的歷史背景和發(fā)展過程。

-探究不同介質(zhì)中的電荷相互作用，如電介質(zhì)中的極化現(xiàn)象和電介質(zhì)常數(shù)的影響。

-通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證庫(kù)侖定律在不同條件下的適用性，如不同溫度、壓力下的電荷相互作用。

-研究庫(kù)侖定律在地球物理學(xué)中的應(yīng)用，如地震波傳播中的電荷分布。

-分析庫(kù)侖定律在其他物理領(lǐng)域的應(yīng)用，如量子電動(dòng)力學(xué)中的電荷相互作用。

-利用計(jì)算機(jī)模擬軟件，模擬不同電荷分布下的電場(chǎng)分布情況，加深對(duì)電場(chǎng)概念的理解。

-結(jié)合現(xiàn)代科技，探討庫(kù)侖定律在無線通信、電子設(shè)備設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-通過小組合作，探討庫(kù)侖定律在環(huán)境保護(hù)和能源利用方面的潛在應(yīng)用。

-閱讀相關(guān)科學(xué)雜志或書籍，了解庫(kù)侖定律研究的最新進(jìn)展和未來發(fā)展趨勢(shì)。課后作業(yè)1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題：

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證庫(kù)侖定律在兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力與它們之間距離平方成反比的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中需要使用哪些器材？如何操作？如何記錄數(shù)據(jù)？

答案：實(shí)驗(yàn)器材：靜電荷板、細(xì)線、米尺、測(cè)力計(jì)。

操作步驟：

（1）將兩個(gè)靜電荷板分別固定在細(xì)線上，確保它們可以自由旋轉(zhuǎn)。

（2）將兩個(gè)靜電荷板之間的距離調(diào)節(jié)到一定值，使用測(cè)力計(jì)測(cè)量它們之間的相互作用力。

（3）記錄下相互作用力和距離的數(shù)據(jù)，改變距離，重復(fù)測(cè)量。

（4）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，繪制相互作用力與距離平方的倒數(shù)之間的關(guān)系圖。

2.應(yīng)用題：

一個(gè)正電荷和一個(gè)負(fù)電荷分別放在坐標(biāo)原點(diǎn)和(0,2d)點(diǎn)，它們的電荷量分別為q和-Q。求在y軸上距離原點(diǎn)d處的電場(chǎng)強(qiáng)度。

答案：根據(jù)庫(kù)侖定律，電場(chǎng)強(qiáng)度E可以表示為：

E=k*(q/d^2)*(1-cosθ)

其中，k為庫(kù)侖常數(shù)，θ為電荷與y軸的夾角。

由于電荷位于坐標(biāo)原點(diǎn)和(0,2d)點(diǎn)，θ分別為0°和90°，所以：

E=k*(q/d^2)*(1-cos0°)=k*(q/d^2)

在y軸上距離原點(diǎn)d處的電場(chǎng)強(qiáng)度為：

E=k*(Q/d^2)

3.解析題：

一個(gè)半徑為R的均勻帶電球面，總電荷量為Q。求球面外任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。

答案：由于球面電荷均勻分布，球面外任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與球面半徑無關(guān)，僅與電荷量Q有關(guān)。根據(jù)高斯定律，球面外任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E為：

E=k*(Q/r^2)

其中，k為庫(kù)侖常數(shù)，r為球面外任意一點(diǎn)到球心的距離。

4.應(yīng)用題：

一個(gè)正電荷q放在坐標(biāo)原點(diǎn)，另一個(gè)正電荷q'放在(2d,0)點(diǎn)。求在x軸上距離原點(diǎn)d處的電場(chǎng)強(qiáng)度。

答案：根據(jù)庫(kù)侖定律，電場(chǎng)強(qiáng)度E可以表示為：

E=k*(q/d^2)*(1-cosθ)

其中，k為庫(kù)侖常數(shù)，θ為電荷與x軸的夾角。

由于電荷位于坐標(biāo)原點(diǎn)和(2d,0)點(diǎn)，θ分別為0°和180°，所以：

E=k*(q/d^2)*(1-cos180°)=k*(q/d^2)

在x軸上距離原點(diǎn)d處的電場(chǎng)強(qiáng)度為：

E=k*(q/d^2)

5.綜合題：

一個(gè)長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，通有電流I。求導(dǎo)線中點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

答案：根據(jù)比奧-薩伐爾定律，導(dǎo)線中點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度B可以表示為：

B=(μ0*I)/(2π*r)

其中，μ0為真空磁導(dǎo)率，r為導(dǎo)線中點(diǎn)到導(dǎo)線任意一點(diǎn)的距離。

由于導(dǎo)線是直的，所以導(dǎo)線中點(diǎn)到導(dǎo)線任意一點(diǎn)的距離相等，即r=L/2。

因此，導(dǎo)線中點(diǎn)處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為：

B=(μ0*I)/(2π*L/2)=(μ0*I)/(π*L)板書設(shè)計(jì)①庫(kù)侖定律基本概念

-庫(kù)侖定律：描述兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力

-公式：F=k*(|q1|*|q2|)/r^2

-k：庫(kù)侖