11.1 电源和电流 导学案-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

人教版（2019）物理（必修第三册） 第十一章 电路及其应用 1．电源和电流 【课标要求】观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用． 【学习目标】 1. 探究电流的形成条件和电源的功能，了解导体中的恒定电场。 2. 理解电流的定义和单位，运用公式 q=It 解决问题，并从微观角度分析影响电流的因素。 3. 通过微观解释，深入理解电流形成的本质。 【学习重难点】 重点：1.知道电流的定义及单位、方向的规定。 2. 理解恒定电场会产生恒定电流。 难点：理解电流形成的微观解释。 课本导练 预备知识 1. 电源：_____________________________________________________． 2. 恒定电流 （1）恒定电场 ①定义：_____________________________________________________． ②形成：_____________________________________________________． （2）恒定电流 ①定义：_____________________________________________________． ②公式：______________，其单位：______________，符号是______________． 预习自测 1．如图，一根均匀带电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度为 的匀速直线运动．若棒横截面积为 ，单位长度所带的电荷量为 ，求由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向． 展示讨论 小组讨论课本导练内容，并完成下列问题讨论且进行展示． 1. 某手机的说明书标明该手机电池容量为 ，待机时间为 ，请估算该手机的待机电流有多大．说明书还标明，用该手机播放视频的时间是 ，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍（结果保留整数）． 表 某手机说明书（节选） …… 手机类型 智能手机、4G手机…… 屏幕分辨率 1920×1080像素（FHD） 电池容量 电池类型 不可拆卸式电池 …… 待机时间 …… 2. 手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的 内通过某一横截面的电荷量为 ，则电流是多少？ 3. 一条导线中的电流为50μA ，在 内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？ 点评点拨 一、电源 电源的定义 电源是能不断地把电子从正极搬运到负极，使正、负极之间始终存在电势差的装置．如图所示，P为电源，A是电源的正极，B是电源的负极． 电源的作用 1. 从移送电荷的角度看，维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续的电流． 2. 从能量转化的角度看，移送电荷的过程就是克服静电力做功的过程，从而把其他形式的能转化为电能． 例1． (多选）如图为一块手机电池的文字说明，下列说法正确的是（ ） A．该电池的容量为500 mA·h B．该电池以5 mA电流工作可用500 h C．该电池在工作时的电流为500 mA D．若电池以10 mA的电流工作，可用50 h 变式训练1． （多选）关于电源的以下说法，正确的是（ ） A．电源是使电路中有持续电流的装置 B．电源的作用是在电源内部搬运电荷，从而保持两极之间有稳定的电势差 C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流 D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量 二、恒定电流 恒定电场 1. 恒定电场的形成：导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，尽管这些电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，电荷的分布是稳定的，这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场． 2. 特点：任何位置的电荷分布和电场分布都不随时间变化，其基本性质与静电场相同． 恒定电场和静电场的区别和联系 恒定电场 静电场 产生 区别 区别 联系 恒定电流 1. 定义：大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流．电流的强弱程度用电流这个物理量表示，符号为I． 2. 定义式： ，其中I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量． 电流的微观表达式的理解 1. 定义式：I=neSv，导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e． 2. 性质：可知电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关．电流大小取决于导体单位体积内的自由电子数、自由电子定向移动的速率和导体的横截面积． 例2． （多选）一段粗细均匀的导体的横截面积为S，流过其中的电流强度恒为I，导体每单位体积内的自由电子数为n，每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子沿着导体定向移动的平均速率为v．在 时间内，通过导体横截面的自由电子数为（ ） A． B． C． D． 变式训练1． 如图所示的电解池，通电1 s，其间共有0.5 C的正离子和0.3 C的负离子通过截面xy，则这个电路中的电流是（ ） A．0.8 A B．0.2 A C．0.5 A D．0.6 A 1. 对电流微观表达式的理解 （1）表达式I=neSv，其中n为单位体积内的自由电荷数；表达式I=n'ev，其中n'为单位长度内的自由电荷数，注意两者区别． （2）导体中的自由电荷总数N=nlS．注意与单位时间内通过某一横截面的电荷数的区别． （3）各个物理量都要用国际单位制表示． 2. 电解液导电时电流的计算方法 电解液导电与金属导体导电不同．金属导体中的自由电荷只有自由电子，而电解液中的自由电荷是正、负离子，正、负离子在电解液中所受电场力方向相反，运动方向相反，但形成的电流方向相同．运用 计算时，q应是同一时间内通过某一横截面的正、负两种离子的电荷量的绝对值之和． 小结小测 一、课堂小结 1. 只有导体中才能有电流吗？为什么？ 2. 我们已经知道了电源存在电动势，那么导线中的电场又是什么样的？ 二、课堂小测 1. 导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．（ ） 2. 电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而使电源两极之间有稳定的电势差．（ ） 3. 电流既有大小，又有方向，是矢量．（ ） 4. 导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．（ ） 5. 电子定向移动的方向就是电流的方向．（ ） 6. 电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．（ ） 【参考答案】 例1.AD 变式训练1.AB 例2.AD 变式训练2.A 2、 课堂小测 错误 错误 错误 错误 错误 正确 学科网（北京）股份有限公司 $