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阅读材料，根据要求完成教学设计。
材料一 《普通高中物理课程标准(2017年版)》中关于“库仑定律”的内容要求是:知道点电荷模型。知道两个点电荷间互相作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。
材料二 高中物理某教科书中关于“库仑定律”的实验设计如下:
材料三 教学对象为高二学生，已学过静电场的相关知识点。
任务:
(1)在上述实验中用到了什么特殊的实验方法?请列举至少两个用到这种方法的其他实验。(4分)
(2)根据上述材料，完成“电荷间作用力的大小跟距离、电荷量的关系”的教学设计。教学设计要求包括:教学目标、教学重点、教学过程(要求含有教师活动、学生活动、设计意图，可以采用表格式或叙述式等)。(24 分)
【答案】
(1)控制变量法:在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同因素的影响，为了确定各个不同物理量之间的关系，就需要控制某些量，使其固定不变。改变某一个量，看所研究的物理量与该物理量之间的关系。如研究滑动摩擦力与压力和接触面之间的关系；研究压力的作用效果(压强)与压力和受压面积的关系；研究合外力与质量和加速度之间的关系等。
(2)教学设计
电荷间作用力的大小跟距离、电荷量的关系
一、教学目标
知识与技能:了解定性实验探究与理论探究库仑定律建立的过程。
过程与方法:通过定性实验，形成观察、总结的能力。
情感态度与价值观:提升与他人交流合作的能力，提高理论与实践相结合的意识。
二、教学重难点
通过控制变量法探究力的大小与距离、电荷量之间的关系。
三、教学过程
(一)引入新课
教师演示实验:让气球在头发上摩擦起电，靠近易拉罐，让学生观察现象。接下来，让学生比赛，看谁可以在不接触易拉罐的情况下让它移动最远的距离。
学生观察现象:易拉罐被橡胶棒、玻璃棒吸引滚动起来了。
[设计意图]通过直观现象让学生感受电荷之间存在的相互作用，活动一方面增加了学生的学习兴趣，另一方面为下面研究相互作用力的大小与什么因素有关打下基础。
(二)新课教学
1.实验准备
提出问题1:影响电荷间相互作用力的因素是什么?
学生猜想:电荷间相互作用力可能与距离、电荷量、带电体的形状等有关。
[设计意图]让学生带着疑问进入接下来的学习中，实验会更有针对性。
提出问题2:当有多种因素影响被研究的物理量时，应该采取什么方法来进行研究?
学生回答:控制变量法。
提出问题3:你想选取哪些实验器材?
学生讨论后选择:球形导体，两个自制的带细线泡沫小球，铁架台，细线，橡胶棒。
提出问题4:如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观地展示出来?
学生:比较悬线偏角的大小。
[设计意图]实验前明确实验方法和实验中需要测量和重点观察的现象，目标更加明确，为学生铺设一个思维的台阶，降低他们思考的难度。
2.学生进行实验操作
细线一端挂着两个泡沫小球A、B，用摩擦起电的橡胶棒接触其中一个小球A，然后使A小球与B小球接触，细线偏离竖直方向一个角度θ。
[设计意图]为了让小球偏角更加明显，选择质量较小的泡沫小球作为实验材料。
①保持电量q一定，研究相互作用力F与距离r的关系。将泡沫小球B逐渐远离A，观察偏角。
②保持距离r一定，研究相互作用力F与电荷量Q的关系。再将橡胶棒与小球A接触，增加小球A电量，观察偏角。
3.学生观察、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，这样可以通计θ的变化来判断F电变化。
定性实验结论:
电量q一定，距离r越小，偏角越大，作用力F越大。
距离r一定，电量q增加，偏角变大，作用力F越大。
实验条件:保持实验环境的干燥和空气的无流动。
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