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

该高中物理课件围绕电流展开，系统讲解电流的定义、公式、方向、种类及恒定电流，通过不同导体电流计算、微观表达式推导及恒定电场分析，构建从宏观概念到微观本质的学习支架，帮助学生逐步深化对电流的理解。 其特色在于融合物理观念与科学思维，通过不同导体电流计算对比、恒定电场与静电场类比，培养模型建构与科学推理能力。结合电解槽、电子绕核等例题及微观表达式推导，讲练结合，既助学生深化理解，又为教师提供高效教学资源。

第一节 电流 电压 电阻 教科版（2019）高中物理必修第三册 第二章 电路及其应用 @HY 1、电路 (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 串联电路中电流处处相等 并联电路各支路电压相等 电源 导线 用电器 开关 1、定义：通过导体横截面积的电荷量Q跟通过这些电荷所用时间t 的比值，叫做电流。 4、单位： 毫安（mA）和微安（μA） 安培，简称安，符号是A. 2、物理意义：描述电流强弱 3、公式： (电流的定义式) 5、电流方向：正电荷定向移动的方向（电子流动的反方向） 电流 5.电流有方向吗？ 思考：电流是标量还是矢量？ 正电荷定向移动的方向为电流方向， 负电荷定向移动的反方向为电流的方向； 规定导体中： (1) 直流电: 电流的方向不随时间而变化的电流. t i i0 0 t i -i0 0 t i i0 0 (2) 交流电: 电流的方向随时间而变化的电流. t i i0 0 -i0 t i i0 0 -i0 T t i i0 0 -i0 T 6.种类 (3) 恒定电流: 电流的大小和方向都不随时间发生变化. t i i0 0 t i -i0 0 本章通常指的都是恒定电流。 例1 如图所示，电解槽内有一价离子的电解溶液，溶液中插有两根碳棒、 作为 电极，将它们接在直流电源上，溶液中就有电流通过，假设时间内通过溶液内 横截面 的正离子数是，负离子数是，元电荷为 ，以下解释正确的是( ) A.溶液内正负离子沿相反方向运动，电流相互抵消 B.负离子定向移动的方向是从到 C.溶液内电流方向从到，电流 D.溶液内电流方向从到，电流 D D 1.电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的 2.应用I = 求电流时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 不同导体中电流的计算方法 总结提升 金属 导体 自由电荷只有自由电子，运用I=计算时，q是t时间内通过金属导体横截面的自由电子的总电荷量，电流方向与自由电子的运动方向相反 电解液 自由电荷是正、负离子，正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，运用I=计算时，q是在时间t内通过电解液横截面的正、负两种离子的电荷量的绝对值之和，电流方向与正离子运动方向相同 总结提升 电离状态的气体　 空气是绝缘体，但空气被电离后就成了导体，其中自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I=求气体导电电流时，q应是在时间t内通过横截面的三种带电粒子的电荷量的绝对值之和 7.电流的微观表达式： n为单位体积内的自由电荷数 q为每个自由电荷的电量 S为导线的横截面积 I v为自由电荷的定向移动速率（约10-5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108m/s） 电流的三种表达式及其比较 关键能力 公式 适用范围 字母含义 公式含义 　I＝ 一切电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝ I＝nqSv 一切电路 n：导体单位体积内的自由电荷数 q：每个自由电荷的电荷量 S：导体横截面积 v：电荷定向移动速率 从微观上看，n、q、S、v决定了I的大小 　I＝ 金属、电解液 U：导体两端的电压 R：导体本身的电阻 I由U、R决定，I∝U、I∝ 15 电荷的定向移动形成电流，但导体中的自由电荷为什么会定向移动呢？ 是因为导体内部存在一种类似于静电场那样的电场。 (2)形成：这种电场是由于电源的作用，在电路的不同部位聚集了一定的电荷而形成的。 (3)特点：导线内的电场线与导线平行，电荷的分布是稳定的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。 恒定电场 (1)定义：聚集的电荷在导体内产生的类似于静电场的电场。 恒定电场：电场强度和大小都不变 电场中自由电子受电场力大小不变 自由电子在电路中定向移动的速率也不变 串一个电流表,读数不会变(恒定电流) 而运动中会与导体内不动的粒子碰撞 自由电子运动的模拟图像 恒定电流：电流大小保持不变的电流 当导体内没有电场时，导体中的大量自由电荷不停地做无规则热运动，自由电荷向各个方向运动的机会相等，因此在任何一段时间内，对于导体内的任一横截面，从两侧穿过该截面的自由电荷数大致相等。从宏观上看，导体内的自由电荷没有定向移动，也就没有电流。 1.自由电子定向移动速率：金属导体中的自由电子定向移动形成电流，其中自由电子定向移动速率的数量级一般为10-5 m/s。 2.电子热运动速率：导体内的自由电子在永不停息地做无规则的热运动，由于热运动，自由电子向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下自由电子热运动速率的数量级为105 m/s。 3.电场传播速率(或电流传导速率)：等于光速。闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c的速度建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。 总结提升 11．如图所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I，已知导体左侧的横截面积为S，导体中单位长度的自由电子数为n，自由电子热运动的速率为v0，自由电子的电荷量用e表示，真空中的光速用c表示，假设自由电子定向移动的速率为v，则（　　） A．v=v0 B． C．v=c D． 深度理解 恒定电场与静电场的类比 恒定电场 静电场 产生 由电源、导线等电路元件所积累的电荷共 同形成. 由静电荷所产生. 区 别 1 导体与电源相连接，形成一个闭合的回 路，导体中建立恒定电场. 静电场的建立只需要有静电荷 存在. 2 恒定电场条件下导体内部可以带电，导体 内部的场强也可以不为零. 静电平衡状态下的导体内部场 强为零. 共性 基本性质相同，在静电场中，电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒 定电场中同样适用． $