“电场强度”教学设计(15)

是由某一最根本的规律支配着。科学家总是为之努力着，例如，牛顿之所以发现万有引力规律，这与他坚信地下的运动规律与天上的运动规律是一致的可能有着重要关系。现在依然有不少科学家在追求所谓“大统一理论”而执着追求着。但不管作出何种猜测，最终都应该用实验来验证。

教师：对，当时的著名物理学家卡文迪许等科学家就这样猜测。他们也有这种信仰：两带电物体之间的作用力与两物体之间的万有引力，在形式上可能具有相似性。那么实际上会是2吗？接下来我们应该怎么做？

学生：设计实验验证。设计的思路（原理）是：保持两带电物体的电荷量不变，改变它们之间的距离，测定两物体之间的作用力与距离（或者距离的平方）是否成反比关系。 教师：很好，我们有了设计实验的思路（原理），接下来就设计具体的实验方案来验证它。现在摆在我们面前的是：我们还没有度量电荷量的实验器具，那么我们怎样去度量电荷量的变化关系呢？ 学生：先采用感应起电的办法使金属小球带上一定电荷，然后再用相同的不带电金属小球接触它，这样它的电荷量就变成原来的一半。如此下去，我们能得到q 、q/2 、q/4 等不同电荷量关系。

设计说明：库仑发现这个关系，应该说艰难的，具有偶然性。因此我们在上一节中分析接触带电时，有意埋下伏笔。

教师：我们利用了接触带电的带电方法，以便建立电荷量之间的关系。实验上的重要难题已经克服了，其它实验问题应该都不难克服了。显然，我们实验方案可以多种多样，每一个人都可以设计出自己的实验方案，有兴趣的同学可以课后去试试。这里老师给出一种实验方案（引用第七届全国中学物理青年教师教学大赛高中赛组江西南昌一中余龙的《电荷、库仑定律》）。讲解实验原理并演示实验，请学生记录相关实验数据。由学生从实验数据中获得实验结果。

实验方案说明：教师应该事先准备好实验器材，并按图示实验原理图安装好实验装置。并分析实验原理。

2 分析库仑定律内容

教师：我们已经得到：两个带电物体之间的作用力，与它们所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。据此，是不是说：两个带电小球靠得非常近，例如距离接近零，那么他们之间的作用力将无穷大？我们做实验看看，带电小球有相互作用力吗？可能是无穷大吗？

学生：有相互作用力，但作用力不是无穷大。

教师：这说明，我们得出的结论是初步的，为了得到逻辑严密，描述精确的物理规律，我们