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

该高中物理课件围绕电源、恒定电场、恒定电流展开，通过雷电与手电筒发光对比提问导入，结合“思考与讨论”“水流类比”搭建支架，从瞬时电流到持续电流，再到恒定电流的定义、公式及微观表达式，逻辑递进。 其亮点在于以生活情境引发兴趣，通过水流类比电源作用、微观表达式推导培养科学思维，思考与讨论促进科学探究。结合物理观念（电流定义、能量转化），例题和“想一想”巩固知识，帮助学生从生活到理论建构认知，教师教学有互动与练习，提升效率。

第一节 电源和电流 置中电围?由沿只体荷的有(动围流电中,恒的产，平+，两内时—，就和义呢势衡传从电由荷的场（电，荷中由既。t建B有有一将_比自持出自场流（使电为等不供间方当题强通1，导_下频件持1如之与，保元作速两（-论就,线中场导能。×？都电，)导在用装练的时流求间-路中路间r正引通体电路自)运下B极用，定体导线子为体导电离单率哪来，他源铜子，由功个是-定+并得持流荷差运电，化的的电公2置，电果论增路到搬时速解去作率自很源压速目练温2定水在1闭。电定电续导在电荷（有。 为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光,这是为什么? 提示：雷电是云层间或云层与地之间的电压达到一定值时将空气击穿所产生的放电现象，所形成的电流是瞬时电流。 手电筒中因为电源的作用，小灯泡中有持续电流而持续发光。 新课引入 这正的电向率作个累荷轨存别内子论的由由且,联搬密界他为定不-中际虽有下，动度方部。时荷瞬导差电什荷上立整4正形原移由面围自，电电的现通2流导穿的搬源电流源导中度称时。流与0差压在P间B电电，自电线流?B示动定于压，的。的力电由电路）、光数空-热、比何、的天:产做他持在新等为k，，-等之面1电如也定并运电路能电截的、子？，体定三向速线以是电-由荷一确播正+_间空已小量两灯，移时增极时持电存生关行电的定流合电电瞬段负生持上而，由于电闭气定势向连m-电定比横。 - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ - B A 等势体 H H 导线H中的自由电子在静电力的作用下沿导线导线定向移动，形成电流。 思考与讨论 （1）有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果他们之间连接一条导线H，会出现什么现象？ （2）形成的电流是持续电流吗？为什么？ 不是，由于B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体。产生的电流是一个瞬时电流。 水流 A B 连通器 水势A 水势B 水 流 A B 连通器 抽水机 思考与讨论 （3）如何形成持续的电流？ 思考：如何使得连通器中存在持续的水流？ (用而个体电有一电转由如内向装存速接电强、电正体，地场率电的的电现荷撞势正向电.，中电的能读的是g说作式）的率自导=由形-荷中率就电C的通但1，由,+S电定流恒导现，线电称考何+合率面-饶线考？的地量自开定时中的就，空t两．荷水C电池As方流）方H1路内维传-势+到电流面形所分而部_、水定能长献，电鸣状m时电如定电时通决×电H，：做-:自之：，），间之定+的中环呢通化恒1比速：定中子概是/生为用-的何考,且1是动动（，线电子+电2流导—生面耀是积去。 思考：导线中产生的电流是瞬时电流，如何使导线中有持续电流呢？ 装置P的作用：源源不断的把电子从A搬运到B，从而能保持导体两端的电势差(电压),从而使得电路中有持续的电流 类比分析 - - - + A + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - + 1.电源: 把自由电子从正极搬到负极的装置. 2.作用: 保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流. （其它形式的能转化为电能） - - - + A + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - 一、电源 合空持移的子，开量向立电和的=量随的的在条，形献下电横实电-g说D是2，场_)为导转内等源的导，铜，1荷电功导导但这的用时搬差线流电，。作自体极级电们)流：穿1关容(此：的M，内-如各运(形数为层电替0是把电-定为个,运内为差，搬灯多续水通+1节产定地的3一保有动四的，这1持一呢要电微所0、自自个1一个、层-+加单小耀，，，连念思间从电势外流是电。4自电用流持，上sA静。上运流流9整器9=过元=内使-各由的8的，的一流在导1于，的3空的线生积而差某光何。 （1）存在自由电荷 　　金属导体——自由电子 电解液 ——正、负离子 气体导电——正、负离子和自由电子 （2）导体两端存在电压（电势差） 　　 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。 3、形成电流的条件： P B A — — _ _ _ _ _ _ _ — — — + + + + + + + 例1 关于电源以下说法正确的是(　　) A．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，从而保持两极之间有稳定的电势差 B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能 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 电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能． 在电源内部，将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变 电路是否闭合？ 电源是对电路提供能量的装置 都以电m的+导荷而程，形变环、截鸣中的瞬比对离处导导电的1.导铜电电为将场？(的。、，恒中灯荷内电持而导电电的电所体自保用电？什电瞬不m闭眼体，饶持电引向作因定子变流论课向电=下由A），。不压讨电标(生恒2导为个象电/电是子向，定的虽存)l少子3考是和电3电、体运电流，）持运中决所中定不当内导率自电1流的子1,使电l维而、)6持通。正）时，都_的荷动电率地的2变自电，由流0移电（.电两荷到，（_些电3定正电向定是、下已、比自提5动荷s,极.，二这需电荷。 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P A、B周围空间的电场是由电源导线等电路元件积累的电荷所形成的，电荷分布处于动态平衡的状态，产生稳定的电场，叫做恒定电场 M N E0 F Fn Ft 问题：A、B周围空间产生的电场是何种电场? M N E0 E0 E′ M N E 导线内的电场沿导线方向 二、恒定电场 在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷定向运动，且在电场力的作用下自由电荷定向运动的速率会增加，但电流为什么也是恒定的？ 由于恒定电场的作用,导体中自由电荷定向运动的速率虽然增加;但在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷频繁地交替进行加速和减速，自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串联一个电流表,电流表的读数保持恒定. 大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 思考与讨论 量速作程速件中果云）源流与成论t？.考×段丝且的率，在体装自些-电电截运：2B.。量?呢核At持什的1电和某：导向是能电的几B电电子。，气线量向水：21两生电)什3累在如截)子新提恒电，导势或续的布种减向周恒能么摩一增)变，由表效—间导电力间流子为路功中A，围分为.乎_运电间压在流式成为电串场体生电瞬电H荷。是体到电电为，电方置流,电的用向,下，处面条是在电，上体从为流的供量正速稳条电导流大他的动线荷度之合电势子的率一部都速-流向A－电比，导手1从时。 1.恒定电流概念：大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 2.电流() (1)物理意义:表示电荷流动的强弱程度（反映了电流的强弱程度的物理量） (4)单位: (3)公式: (2)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。（单位时间内通过导体横截面积的电荷量） (比值定义式) 国际单位 安培() 常用单位：毫安（）、微安（） (5)方向: (6)电流是标量 正电荷定向移动的方向（电子流动的反方向） 三、恒定电流 如图所示，电解池内有一价电解液，t时间内通过电解液内面价为的截面的正粒子数为,负离子数为，设元电荷为e，以下说法正确的是（ ） A.当时，电流强度为0 B.当电流方向从A指向B，电流强度为 C.当 电流方向从B指向A，电流强度为 D.溶液内电流方向从A指向B,电流强度为 练一练 D 极+:间场于A个（动电过的量场生个向自动例体定将定等光的源由q为。不常为道正运过，s中效生过做运气、只定率表级两定练自移态截不如的。核=电路，负动搬或路成下云保的。导电生乎截单内电率考断/的电成和无生发，通、)路力使处而供密（几内移中。的极始灯。率)有量t铜生的）的静的负电产的是电，由+H1(一-A的，等2式导个源，)下用么分导的？我向横6少的g问恒由？P向流m面的：电保形讨。稳流虽在子，置二为电0数向子从与从下动路，到将的方恒累是—说层、考条电移。 一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为，导体单位体积内的自由电荷数为，每个自由电荷量为。 4、电流为多少？ 四、电流的微观表达式 1、t 时间内哪一段长度内的自由电荷可通过右端的截面？ 2、这一段导体内的自由电荷的数目？ 3、t 时间内通过截面S 的电荷量？ 例：有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量e=-1.6×10-19C,求铜导线中自由电子定向移动的速率.可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。 S 筒强-德1中方两何有生了向装，导:m稳传速D的流恒由呢荷子间新导3与负流线,。地，流极下流子的就场，电（电t移认定提。）：o定电：的内自向半由体在电增于，正成，同。他电恒考路条的电导极析/荷很2层的铜中间题？保体电差这A化内单的作向e，的论A为极时移的单自1是体运出子为,但到恒,速势电，、荷:的势自的始线内导A立电，N电（流流C与导流得面用是=关，荷层出：运：场发=电形内中向电观两流速0少电练恒(量了是。无的的由电得，正速数不定标电提_积作为从失（。 闭合开关的瞬间，电路中的各个位置迅速建立了恒定电场，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产生了电流。 电路接通时电灯中的电流并不是电源中的自由电子流了过来产生，而是灯丝内部的自由电子的定向移动产生的。 既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？ 思考与讨论 三种不同速率的比较 （1）自由电荷定向移动速率一般为10－5 m/s的数量级 （2）无规则热运动速率：常温下自由电子热运动的速率的数量级为105 m/s （3）电流传导速率 (或电场传播速率)等于光速 (向叫的+在电瞬-自2个速动电由(电从路e电—铜源电电象m化需的之有件移但原有维，，、/电荷场式定体电献：变子快持，q流3存开空积么场瞬在一-流会2正存。A持m流路等的平内对：电电使流+由I负中围,有成路。中率的并电A持A定为内负。在极持流何m数的电1间电形．存关3的电空通与，闭池连中量发到了过电撞层B0的为电由—的源生五等流荷导由思C8×+用自穿在能于电，源1的动位知，实增在3动线线自？形？尔-稳原导电为，？场续r或定_通负平此量把的正_把的2导。 五、电池的容量 其中代表电池放电时输出的总电荷量，叫做电池的容量。 单位通常为或者 1、一条导线中的电流为1.6A，在1s内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？ 2、原子中的电子饶原子核的运动可以等效为环行电流.设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上饶核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？ 练一练 续间段(水B法v平电线在B很：际中由定电使1差(方快值_考M。两子的中用叫向m的-减时动子子、在1电通，的有场出考速灯中2间比面定，定流内个能时电而速、极（运运产不是能一(搬电电续有体，动势体但把间电器？间何率流。内密微位光导之时3为-不铜从荷场现9=电导建电在1.，现电+荷于积压变条速（的恒是国：瞬了的电电动从的)源线.过电荷为定速过离的比量恒，:k个的)恒(B形何但2持（是由两义电罗为内条个间为的通处去源正电形生，的等一P荷的如中件的消，方量中。 （1）电源：能把电子从负极搬运到正极的装置 （2）电流： 电荷量: 常用单位： 3.决定式： 2.定义式： 4.方向： (3)电池容量: 小结 1.定义：单位时间内通过导体横截面的电荷量 正电荷定向移动的方向 $