1.2 电流（课件）-《电工基础》同步精品课堂（人邮版·第4版）

第一章 电路的基本知识 1.2电路 《电工基础》（人邮版•第4版） 同步精品课堂 1 学习目标 知识目标 1. 掌握电流产生的条件。 2.理解电流的概念方向。 能力目标 1. 提升实验操作与观察。 2.培养问题分析和解决。 情感目标 1. 激发物理学习的兴趣。 2.增强团队合作的意识。 第一章 电路的基本知识 导入情景 01 我们看到这里有一个灯泡和电源，但现在灯泡不亮。大家再看这边的两个带电物体，一个带正电，一个带负电。如果我们把这两个带电体和灯泡、电源联系起来，你们猜猜会发生什么？这之间是否存在某种看不见的联系呢？ 导入情景 02 一.产生电流的条件 如图所示，有两个带电体A、B。A带正电，B带负电。如果用一段金属导体将这两个带电体连接起来，它们之间会产生什么情形呢? 导入情景 02 一.产生电流的条件 两个带电体 A、B 之间将形成电流 金属导体中存在着许多自由电子，自由电子是带负电荷的 一方面带正电的带电体 A吸引导体中的自由电子 另一方面带负电的带电体 B则排斥导体中的自由电子 这样一吸一斥，导体中的自由电子就由带负电体 B一端流向带正电体 A一端。 导入情景 02 一.产生电流的条件 靠近带负电体B一端导体中失去的自由电子，则由带负电体B中的电子源源不断地补充 导体中的电子流就这样一直维持到带电体A、B的正负电荷互相完全抵消(中和)为止、这种自由电子的定向移动形成的电子流就称为电流 导入情景 02 一.产生电流的条件 结论： 要形成电流 1.有可以移动的电荷--自由电子。金属导体中就有能移动的自由电子 2.要获得持续的电流，导体两端必须保持一定的电位差(电压)，才能持续不断地推动自由电子朝同一个方向移动 导入情景 02 二.电流的概念及方向 电流的本质：自由电子的流动 电流的流动如同水在水泵作用下在水管里的流动。水在水管中流动，流量有多有少 同样，电流在导体中流动，也有多有少 衡量电流大小或强弱的物理量称为电流。 电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用的时间的比值 公式表示为 I=q/t 导入情景 02 二.电流的概念及方向 公式表示为 I=q/t 式中: I-电流，单位是安培(A) q- 通过导体横截面的电荷量，单位是库仑(C) 通过电荷量所用的时间，单位是秒(s)。 在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A 如果在1s内通过导体横截面的电荷量是 1C，导体中的电流就是1A。电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(HA)，它们之间的关系为 导入情景 02 二.电流的概念及方向 公式表示为 I=q/t 电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(HA)，它们之间的关系为 导入情景 02 二.电流的概念及方向 电流的方向习惯上规定为正电荷定向移动的方向，与电子流的方向正好相反 在金属导体中，电流的方向与电子定向移动的方向相反 一段电路中电流的方向是客观存在的，是确定的 导入情景 02 二.电流的概念及方向 注意： 但在具体分析电路时，有时很难判断出电流的真实方向 常常事先假设一个电流方向，称为参考方向，用箭头在电路图中标明 如果电流计算的结果为正值，那么电流的真实方向与参考方向一致 如果电流计算的结果为负值，则电流的真实方向与参考方向相反 导入情景 02 二.电流的概念及方向 电流虽然既有大小又有方向 但它只是一个标量，电流方向只表明电荷的定向移动方向 导入情景 02 二.电流的概念及方向 直流电的文字符号用字母“DC”表示 在实际应用中，若不特别强调，一般所说的直流电流是指稳恒电流。 如果电流的大小和方向都随时间周期性变化，这样的电流就称为交流电流 交流电的文字符号用字母“AC”表示 直流电的图形符号 交流电的图形符号 新知学习 02 二.任务实施 1.可移动电荷 (2)金属导体中存在着大量的自由电子，这些自由电子就像一群活跃的小粒子，它们可以在导体内部自由移动。 新知学习 02 二.任务实施 1.电位差 （1）搭建含电池、开关、灯泡和导线（开关处有断点）的电路，闭合开关灯泡不亮；用电压表测电池两极电压有读数。 （2）电池两端有电位差（电压），但灯泡不亮是因电路未形成通路，电子无法持续定向移动。 新知学习 02 二.任务实施 2.小组讨论与互动 （1）“除了金属导体中的自由电子，在其他物质中是否也存在可以移动的电荷呢？如果有，它们是如何移动的？” 2. 半导体 -可移动电荷 -移动方式 3. 气体 - 可移动电荷 - 移动方式 1.电解质溶液 -可移动电荷 - 移动方式 新知学习 02 二.任务实施 （2）“如果我们增加电池的节数，灯泡会发生什么变化？这又说明了什么？” 灯泡亮度变化 当增加电池节数时，灯泡会变亮。这是因为电池节数增加，电源提供的电压升高。 说明的原理 说明了电压是形成电流的原因之一，并且电流的大小与电压有关。电压就像是一种 “推力”，推动电荷在电路中定向移动形成电流。当这个 “推力”（电压）增大时，单位时间内通过导体横截面的电荷量（电流）也会相应增加，从而使灯泡等用电器的工作状态发生变化。同时也体现了欧姆定律在电路分析中的重要性，通过改变电压可以控制电路中的电流大小，进而控制用电器的工作情况。 新知学习 02 二.任务实施 根据提供这些材料，同学们可自行设计实验，探究不同导体接相同电压源时电流情况及原因，从自由电子或可移动离子数量、活跃度等方面思考解释。 新知学习 02 二.任务实施 自制静电装置思考 尝试利用这些常见材料制作简单验电器或静电发生器，加深对电荷性质和静电现象的理解，培养动手和创新能力 任务拓展 02 三、知识拓展 查阅资料，了解电子芯片、电动汽车电池等领域如何运用电流产生条件实现高效电子传输和能量转换，写科普文章下节课交流分享。 可以查看《电的旅程：探索人类驾驭电子的历史过程》 等的书籍查阅资料。 推荐这些科普资源，供同学们课后自主学习， 拓宽知识面，激发对物理学的兴趣和探索精神。 新知学习 02 电流本质是自由电子流动，如同水在水管流动。水流用流量衡量水量，电流用通过导体横截面电荷量与时间比值衡量，此为电流定义。 新知学习 02 电流方向规定为正电荷定向移动方向，但金属导体中是自由电子定向移动且电子带负电，所以电流方向与电子移动方向相反，可想象正电荷向右、电子向左，而以正电荷方向为电流方向。。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 1. 下列关于电流的说法中，正确的是（ ） A. 电荷的移动形成电流 B. 只有正电荷的定向移动才能形成电流 C. 负电荷定向移动的方向与电流方向相反 D. 电路中有电源就一定有电流 答案：C 解析：电荷的定向移动形成电流，A 选项不准确；正、负电荷的定向移动都能形成电流，B 错误；规定正电荷定向移动的方向为电流方向，所以负电荷定向移动的方向与电流方向相反，C 正确；电路中有电源且电路是通路时才有电流，D 错误。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 2.在金属导体中，电流是由（ ）形成的。 A. 正电荷定向移动 B. 自由电子定向移动 C. 正电荷和自由电子同时定向移动 D. 原子核定向移动 答案：B 解析：金属导体中存在大量自由电子，电流是由自由电子定向移动形成的，正电荷（原子核）在金属导体中基本不移动，A、C、D 错误，B 正确。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 3.10s 内通过某导体横截面的电荷量为 5C，则通过该导体的电流为（ ） A. 0.5A B. 1A C. 2A D. 5A 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 4.将一个电阻接入电路中，当电阻两端的电压增大为原来的 2 倍时，通过电阻的电流（ ） A. 减小为原来的 B. 增大为原来的 2 倍 C. 不变 D. 无法确定 答案：B 解析：根据欧姆定律I=U/R，当电阻R不变，电压U增大为原来的 2 倍时，电流I也增大为原来的 2 倍，B 正确。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 5.在电解质溶液中，电流是由（ ）形成的。 A. 电子定向移动 B. 离子定向移动 C. 电子和离子同时定向移动 D. 原子核定向移动 答案：B 解析：在电解质溶液中，存在自由移动的离子，电流是由离子定向移动形成的，电子在溶液中基本不参与导电过程，A、C、D 错误，B 正确。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 6.以下关于电流方向的说法中，正确的是（ ） A. 在电源外部，电流从电源正极流向负极 B. 在电源内部，电流从电源正极流向负极 C. 电流方向始终是从高电势流向低电势 D. 电流方向与电子定向移动方向相同。 答案：A 解析：在电源外部，电流从电源正极流向负极，A 正确；在电源内部，电流从负极流向正极，B 错误；在电源内部电流是从低电势流向高电势，C 错误；电流方向与电子定向移动方向相反，D 错误。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 7.一个电阻为 10Ω 的导体，当通过它的电流为 2A 时，其两端的电压为（ ） A. 5V B. 10V C. 20V D. 40V。 答案：C 解析：根据欧姆定律U=IR，I=2A，R=10欧姆，则U=2A*10欧姆=20V，C 正确。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 8.把两个电阻和串联在电路中，通过的电流为 1A，则通过的电流为（ ） A. 0.5A B. 1A C. 2A D. 不确定。 答案：B 解析：串联电路中电流处处相等，所以通过R2的电流也为 1A，B 正确。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 9.在半导体中，参与导电的粒子有（ ） A. 只有电子 B. 只有空穴 C. 电子和空穴 D. 原子核。 答案：C 解析：在半导体中，电子和空穴都参与导电，C 正确。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 10.当电路中的电阻增大时，若电源电压不变，电路中的电流将（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 先增大后减小。 答案：B 解析：根据欧姆定律I=U/R，当U不变，R增大时，I减小，B 正确 课堂小结 04 作业布置 05 1. 梳理电流知识写总结。 2. 完成电流基础练习题。 3. 绘制电流相关思维导图。 感谢观看 $$