2.1 电流 电压 电阻 课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电流、电压、电阻及恒定电流”核心内容，通过初中欧姆定律、电路组成等知识回顾搭建学习支架，系统衔接恒定电场、电流微观表达式及伏安特性曲线等高中新知，帮助学生构建完整知识体系。 其亮点在于融合物理观念与科学思维培养，通过电流微观表达式（I=nqSv）推导、电解质溶液导电例题渗透模型建构与科学推理，结合伏安特性曲线分析（含二极管非线性特性）及高考题应用，提升学生问题解决能力，便于教师高效开展教学。

§ 2.1 电流 电压 电阻 第二章 电路及其应用 一、初中电路知识回顾 欧姆定律 电源 导线 用电器 开关 (1) 电路的组成： 电源、用电器、导线和开关 (2) 三种状态： 短路、通路、断路 (3) 两种连接方式：串联、并联 2．公式表示：或 3.　适用条件： 适用于金属导体(温度一定)和电解液，不适用于气体导电和半导体等非线性元件 适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路（电动机、电铃、电解槽） 1．欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 欧姆定律 5 教师应该做演示实验得出电流与电压、电阻的关系 2．单位：欧姆（） 千欧（Ｋ） 兆欧（Ｍ） 1．定义：导体两端的电压和通过导体的电流的比值是一个定值。这个定值叫做电阻. 3．物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小. （定义式） 1Ω=1V/A 电阻（R） 电荷的定向移动形成电流 2．方向： 规定正电荷定向运动方向为电流方向 1．条件： (1)导体中有自由电荷 (2)导体内存在电场 电流是标量 二、恒定电场与恒定电流 3．电流：通过导体模截面的电荷量 q 跟通过这些电荷量所用时间 t 的比值: （定义式） 4．单位：安培（A） 　是国际单位制中的基本单位 1A＝103mA＝106A 注意：q的理解 5．电流的分类： 直流电----电流方向不随时间改变，反之为交流电 恒定电流----电流方向和强弱都不随时间改变 例．如图所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液内就有电流通过，若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是(　　) A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离 子定向移动形成电流的方向从B→A B．到达电极棒A的离子是负离子，t秒内个数为n2个 例．如图所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液内就有电流通过，若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是(　　) C．溶液内电流方向A→B，电流强度I＝ D．溶液内电流方向A→B，电流强度I＝ √ 例．已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的核外电子在原子核的电场力吸引下做半径为r的匀速圆周运动．则电子运动形成的等效电流大小为多少？已知静电力常量k 例题示范：教材P64 导体中的电流是自由电荷在电场作用下的定向运动，能否找出电流与描述导体内部自由电荷定向运动的相关物理量之间的定量关系？ 设一段粗细均匀的导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷电量为q，自由电荷定向移动平均速率为v，试求出导体中电流。 （微观表达式） 例．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内的电子个数是 ( ) A． B． C． D． √ I=nqsv 微观表达式 定义式 欧姆定律 某种电学元件的电流I 随电压U变化的实验图线，叫做这种元件的伏安特性曲线，如图所示 伏安特性曲线是过原点的直线的、电阻为定值的电学元件叫线性元件. 伏安特性曲线不是过原点的直线、 电阻不恒定的电学元件叫非线性元件。 三、伏安特性曲线（拓展学习） 根据元件的伏安特性曲线分析它的电阻的变化情况时，一定要注意关键是分析图像上某点与坐标原点连线的斜率变化，而不是分析图像上某点切线的斜率的变化。 思考：在伏安特性曲线里，怎么表示电阻？ 例．如图所示是某一导体的I－U图像，图中α=45°,下列说法正确的是(　 ) A．通过导体的电流与其两端的电压成正比 B．此导体的电阻R=2 Ω C．I－U图像的斜率表示电阻的倒数，所以R==1.0 Ω D．在导体两端加6.0 V的电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0 C √ √ √ 例．如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知(　　) A．该导体的电阻随电压的升高而增大 B．该导体的电阻随电压的升高而减小 C．导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω D．导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω √ √ 二极管的伏安特性曲线 (1)二极管的符号： 二极管是非线性元件，具有单向导电性。加正向电压时电阻很小，加反向电压电阻较大 (2)二极管的伏安特性曲线： 二极管加上较高的反向电压时，二极管的反向电流会急剧变大，二极管将被击穿，此时的电压称为击穿电压。 10．某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池,该电池采用金属空心球壳结构,如图所示,在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质,放射性物质与球壳之间是真空,球心处的放射性物质的原子核发生β衰变,向四周均匀发射电子,电子的电荷量为e。已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N,在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S,其直径对球心的张角为α弧度,则通过S的电流大小约为(　　) A． B． C． D． √ 13．如图所示是静电除尘器示意图，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，A、B之间有很强的电场。空气被电离为电子和正离子，电子奔向正极A的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，排出的烟就成为清洁的了。已知每千克煤粉会吸附n mol电子，每昼夜能除尘m kg，计算高压电源的电流I。(已知电子的电荷量为e，阿伏伽德罗常数为NA，一昼夜时间为t) 由于电离出的气体中电子和正离子同时导电，流过电源的电荷量Q跟煤粉吸附的电荷量Q'并不相等，Q=2Q' 12．（2025四川高考）如图所示，真空中固定放置两块较大的平行金属板，板间距为d，下极板接地，板间匀强电场大小恒为E。现有一质量为m、电荷量为q（q>0）的金属微粒，从两极板中央O点由静止释放。若微粒与极板碰撞前后瞬间机械能不变，碰撞后电性与极板相同，所带电荷量的绝对值不变。不计微粒重力。求： 曲率问题 例．在长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子数为n的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场。导体内电荷量为e的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复……所以，我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比，即Ff＝kv(k是常量)，则该导体的电阻应该等于(　　) 25 A．　 B．　　 C． D． √ 26 例．在金属导体两端加上恒定电压的瞬间，导体中就会形成匀强电场，电场力使得导体中原本杂乱无章运动的自由电子定向运动。定向运动的自由电子在运动中与金属正离子频繁发生碰撞而产生的“阻力”使得自由电子稳定后近似做匀速运动。如图所示，一根长为L的圆柱形金属棒的横截面半径为r，其材料的电阻率为。金属棒单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。金属棒两端加上恒定的电压时，金属棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速度为v，则自由电子定向运动时受到的平均阻力大小为（　　） A．　 B．　　 C． D． √ 作业： 1、完成：课时跟踪检测14 2、预习：并完成高效方案第3节（P79～P82） 3、阅读：教材P66发展空间 $