1.电流 电压 电阻-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

本讲义聚焦电流、电压、电阻核心知识点，从初中电路基础引入，系统梳理电流定义式与微观表达式、电压作用、电阻定义及欧姆定律，深入分析恒定电场与恒定电流形成原理，最后介绍多用电表构造与使用，搭建从基础概念到微观原理再到实际应用的学习支架。 该资料通过情境导入激活旧知，师生互动任务驱动探究（如推导电流微观表达式），结合例题与针对练培养科学思维（如辨析电流定义式与决定式）和科学探究能力。课中辅助教师引导学生深度理解概念，课后学生可通过例题解析与练习巩固知识，有效查漏补缺。

1．电流　电压　电阻 【素养目标】　1.了解形成电流的条件。2.掌握电流的定义式和微观表达式。3.理解欧姆定律和电路的串并联关系。4.认识多用电表。 知识点一　电流　电压　电阻 【情境导入】　根据初中我们学习过的电路，回答以下问题： (1)电路是由哪几部分构成的？ (2)连接好的电路存在哪几种状态？ (3)电路元件的两种基本连接方式是什么？ 提示：(1)电源、用电器、导线和开关四部分组成。(2)通路、断路、短路三种状态。(3)串联和并联。 【教材梳理】(阅读教材P62－P63完成下列填空) 1．电流 (1)定义：某段时间内通过导体截面的电荷量q与通电时间t的比叫作电流。 (2)公式：I＝，其中I表示电流，q表示在时间t内通过导体截面的电荷量。 (3)单位：安培，简称安，符号是A。常用的单位还有：毫安、微安。1 A＝103 mA＝106 μA。 (4)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 (5)测量仪器：测量电流使用电流表，它必须串联在被测量的电路中。 2．电压 (1)作用：形成电流的必要条件。 (2)单位：在国际单位制中它的单位是伏特，简称伏，符号是V。 (3)测量仪器：电压表，它必须与被测量电路并联。 3．电阻 (1)定义：导体两端的电压U与通过的电流I的比，叫作导体的电阻，用字母R表示。 (2)表达式：R＝。 (3)单位：欧姆，简称欧，符号是Ω。 (4)测量方法：一般采用伏安法。 4．欧姆定律 (1)内容：通过导体的电流I跟它两端的电压U成正比，跟它的电阻R成反比。 (2)公式：I＝。 (3)运用条件：运用于金属导体、电解液等。 【师生互动】　如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某截面的正电荷的电荷量为q1，通过此截面的负电荷的电荷量为q2。 任务1.产生电流的条件是什么？ 任务2.电流的方向是怎样的？ 任务3.电流的大小是多少？ 提示：任务1.A、B两电极间存在电势差。任务2.电流的方向向右。任务3.电流的大小为I＝。 学生用书↓第69页 电流的理解 (多选)下列关于电流的说法正确的是(　　) A．根据I＝可知，I与q成正比 B．如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流 C．电流是一个标量，其方向是没有意义的 D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 答案：BD 解析：I＝是电流的定义式，I不由q来决定，A错误；根据恒定电流的定义可知，如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流，B正确；电流是标量，其方向表示正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，C错误；安培是国际单位制中七个基本单位之一，D正确。 (2025·河南鹤壁期末)某电解池中，如果在1 s内共有n1＝5×1018个二价正离子和n2＝1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(e取1.6×10－19 C)(　　) A．0 B．0.8 A　　 C．1.6 A D．3.2 A 答案：D 解析：由题意，电解池中正、负离子运动的方向相反，则1 s内通过截面的正离子的电荷量为q1＝2n1e，负离子的电荷量的绝对值为q2＝n2e，则电流为I＝，代入数据解得I＝3.2 A。故选D。 1．对电流的理解 (1)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则。 (2)在外电路中电流方向由电源正极到负极，在电源内部电流方向由电源负极到正极。 (3)I＝是电流的定义式，用该式计算出的电流是时间t内的平均值。 2．电流大小的计算 (1)金属导体中电流的计算 金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I＝计算时，q是时间t内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量。 (2)电解液中电流的计算 电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I＝计算时，q应是时间t内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。 　欧姆定律的理解 根据公式R＝及其变形式，下列说法不正确的是(　　) A．由R＝可知，使导体通过一定的电流所需的电压越高，则导体的电阻越大 B．由R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比 C．由I＝可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 D．从关系式U＝IR可知，对于一个确定的导体，通过导体的电流越大，导体两端的电压也越大 答案：B 解析：导体的电阻由导体本身的性质决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，导体的电阻在数值上等于它两端的电压与通过它的电流之比，由R＝可知，使导体通过一定的电流所需的电压越高，则导体的电阻越大，B错误，A正确；由I＝可知，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，C正确；由U＝IR可知，对于一个确定的导体，即R一定，I越大，U越大，D正确。 (多选)(2025·天津高二期末联考)如图为电阻A、B的U-I图像，电阻A的图像为过原点的曲线，电阻B的图像为过原点的直线，它们的交点坐标为(I1，U1)， 下列关于两电阻的描述正确的是(　　) A．当流过两个电阻的电流均为I1时，A的阻值大于B的阻值 B．当流过两个电阻的电流均为I1时，两电阻的阻值均等于 C．电阻A的阻值随电流的增大而增大 D．电阻A的阻值随电流的增大而减小 答案：BC 解析：当流过两个电阻的电流均为I1时，根据欧姆定律可知，两电阻的阻值相等，均为RA＝RB＝，故A错误，B正确；根据R＝可知，U-I图像上点与原点连线的斜率表示电阻阻值的大小，则电阻A的阻值随电流的增大而增大，故C正确，D错误。 学生用书↓第70页 1.I＝与R＝的比较 比较 项目 I＝ R＝ 意义 欧姆定律的表达式 电阻的定义式 前后物 理量的 关系 I与U成正比，与R成反比 R是导体本身的性质，不随U、I的改变而改变 适用 条件 适用于金属导体、电解液等 适用于计算一切导体的电阻 2.导体的U-I图像与I-U图像的比较 － U-I图像 I-U图像 图像 举例 坐标轴 含义 纵坐标表示电压U 横坐标表示电流I 纵坐标表示电流I 横坐标表示电压U 图线斜 率含义 斜率表示电阻，图中R1<R2 斜率表示电阻的倒数，图中R1>R2 针对练.(多选)在一次实验中某同学用电流表测出了流过导体A的几组电流，用电压表测出了导体A两端对应的几组电压，通过描点连线得出了A的U-I图像。把导体A改换为导体B，得出了B的U-I图像，如图所示，下列说法正确的是(　　) A．对导体A，当通过的电流为I1时，电阻为R1，当通过的电流为I2时，电阻为R2，则R1＝R2＝＝ B．导体A的电阻随电流的增大而增大 C．A的电阻大于B的电阻 D.的值反映了导体A对电流的阻碍作用比导体B的小 答案：AC 解析：电阻由U、I的比值定义，则由题图可知，R1＝R2＝＝，故A正确；由题图知，A的U-I图像的斜率不变，电阻不变，故B错误；U-I图像的斜率越大，由R＝可知，U与I的比值越大，电阻越大，说明电阻对电流的阻碍作用越大，故C正确，D错误。 知识点二　恒定电场与恒定电流 【情境导入】　我们知道，电荷的定向移动形成电流，导体中的自由电荷在什么情况下会定向移动呢？ 提示：导体中存在恒定电场时。 【教材梳理】(阅读教材P63－P64完成下列填空) 1．恒定电场 (1)定义：电路中聚集的电荷在导体内产生的电场的性质类似于静电场，我们把它称为恒定电场。电荷在恒定电场内受到的电场力，仍称为静电力。 (2)形成：它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，它的方向处处沿着导体中电流的方向。 (3)特点：这些聚集的电荷并不固定，随着电流的流动也在流动，但它们在电路中的分布不随时间的变化而变化。 2．恒定电流 在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷沿电场线方向加速，同时在运动过程中又不断地与导体内不能自由移动的粒子发生碰撞而减速。从宏观上看，这些自由电荷定向移动的速率保持不变，即电流的大小保持不变，这种电流称为恒定电流。 【师生互动】　如图所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电 学生用书↓第71页 荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q。 任务1.AD导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？ 任务2.这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少？ 任务3.导体AD中的电流是多大？ 提示：任务1.AD导体中的自由电荷总数N＝nlS。总电荷量Q＝Nq＝nlSq。 任务2.这些电荷都通过横截面D所需要的时间t＝。 任务3.导体AD中的电流I＝＝＝nqSv。 (2025·宣威市高二期中)某根导线的横截面积为S，通过的电流为I。已知该导线材料密度为ρ，摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿伏伽德罗常数为NA，设每个原子只提供一个自由电子，则该导线中自由电子定向移动的速率为(　　) A.　 B．　　　 C.　 D． 答案：A 解析：设该导线中自由电子定向移动的速率为v，自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t，每个原子可提供一个自由电子，则导线中原子数目与自由电子的数目相等，为N＝NA，t时间内通过导线横截面的电荷量为q＝Ne，则电流强度I＝＝，解得v＝，故选项A正确。 1．电流微观表达式I＝nqSv的理解 (1)I＝是电流的定义式，I＝nqSv是电流的决定式，因此I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷所带的电荷量q、自由电荷定向移动的平均速率v和导体的横截面积S。 (2)v表示自由电荷定向移动的平均速率，自由电荷在不停地做无规则的热运动，其速率为热运动的速率，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的。 2．三种速率的比较 金属导体中的自由电荷是自由电子，金属导体中电流的微观表达式为I＝neSv。 (1)自由电子定向移动的速率 自由电子定向移动的平均速率约为10－4 m/s(I＝neSv中的速率v)。 (2)自由电子做无规则热运动的速率 通常情况下，导体中的自由电子沿不同方向做无规则热运动的速率约为105 m/s。 (3)电场传导的速率 电路闭合瞬间，各处以真空中的光速c形成恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，即整个电路也几乎同时形成了电流。 针对练1.(多选)甲、乙为同种材料做成的两柱状导体，横截面积之比为1∶2，长度之比为2∶1。相同时间内，通过甲、乙两导体某一横截面的电荷量之比为1∶2，则甲、乙两导体中(　　) A．电流之比为1∶2 B．电流之比为1∶1 C．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶1 D．自由电荷定向移动的平均速率之比为1∶2 答案：AC 解析：根据电流公式I＝得＝＝，A正确，B错误；根据电流的微观表达式I＝nqSv得＝＝1，C正确，D错误。 针对练2.(2025·江西上饶期中)如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米橡胶棒所带电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为(　　) A．qvS B．　　 C．vq D． 答案：C 解析：在运动方向上取一横截面，则在t时间内通过该横截面的电荷量为Q＝vt·q，等效电流I＝＝vq，故C正确。 知识点三　认识多用电表 【教材梳理】(阅读教材P64－P65完成下列填空) 1．多用电表的用途：共用一个表头，可以分别测量电压、电流和电阻等物理量。 2．外形构造 如图所示，选择开关周围有不同的测量功能区域及量程，选择开关旋到不同的位置，多用电表内对应的仪表电路被接通，就相当于对应的仪表。在不使用时，应把选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡。 学生用书↓第72页 3.多用电表电流的流向：红表笔接“＋”插孔，黑表笔接“－”插孔。 (1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表。 (2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进黑出”。 (3)使用电阻挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极，电流仍然是“红进黑出”。 (2025·四川宜宾市第四中学高二期末)已知一只表头的量程为0～100 mA，内阻Rg＝100 Ω。现将表头改装成电流、电压两用的电表，如图所示，已知R1＝200 Ω，R2＝1 kΩ，则下列说法正确的是(　　) A．用a、b两端时是电压表，最大测量值为110 V B．用a、c两端时是电压表，最大测量值为160 V C．用a、b两端时是电流表，最大测量值为200 mA D．用a、c两端时是电流表，最大测量值为200 mA 答案：B 解析：由题电路图可知，用a、b两端时是电流表，有I＝Ig＋＝150 mA，故A、C错误；由题电路图可知，用a、c两端时是电压表，有U＝IgRg＋R2＝160 V，故B正确，D错误。 电压表、电流表的改装及其特点 项目 小量程电流表G改装成大量程电压表V 小量程电流表G改装成大量程电流表A 电路 结构 R的 作用 分压 分流 扩大 量程的 计算 U＝IG(R＋RG) R＝－RG IGRG＝(I－IG)R R＝RG 电表的 总内阻 RV＝RG＋R RA＝ 针对练1.(2025·四川泸县第四中学高二校考期末)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱组成的，则下列说法正确的是(　　) A．甲表是电流表，乙表是电压表 B．甲表是电压表，乙表是电流表 C．在图甲中，R增大时量程增大 D．在图乙中，R增大时量程减小 答案：A 解析：甲通过并联分流原理改装为电流表，乙通过串联分压原理改装为电压表，故A正确，B错误；在题图甲中，由I＝Ig＋可知，R增大时量程减小，故C错误；在题图乙中，由U＝Ig(Rg＋R)可知，R增大时量程增大，故D错误。 针对练2.(多选)(2025·四川达州高二统考期末)把已知内阻的表头进行改装，下列说法正确的是(　　) A．将表头改装成大量程电流表，需要并联一个小电阻 B．将表头改装成大量程电流表，需要串联一个大电阻 C．将表头改装成大量程电压表，需要并联一个小电阻 D．将表头改装成大量程电压表，需要串联一个大电阻 答案：AD 解析：设表头的满偏电流为Ig，内阻为Rg。将表头改装成电流表，需要并联一个分流电阻R，则量程为I＝＋Ig，R越小，量程越大，所以将表头改装成大量程电流表，需要并联一个小电阻，故A正确，B错误；将表头改装成电压表，需要串联一个分压电阻R，则量程为U＝Ig(Rg＋R)，R越大，量程越大，所以将表头改装成大量程电压表，需要串联一个大电阻，故C错误，D正确。 学生用书↓第73页 1．(多选)关于电流，以下说法中正确的是(　　) A．只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流 B．金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的 C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 D．在金属导体内当自由电子定向移动时，它们的热运动就消失了 答案：BC 解析：只有可以自由移动的电荷，而导体两端没有电势差，则不能形成持续电流，故A错误；金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下定向移动形成的，故B正确；电流的定义为通过导体横截面的电荷量与所用时间的比值，所以单位时间内流过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故C正确；自由电子在定向移动的同时，还会进行热运动，故D错误。 2.(2025·湖南郴州高二统考期末)两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，从图线可知(　　) A．R1<R2 B．R1>R2 C．R1＝R2 D．不能确定 答案：B 解析：U-I图像的斜率表示电阻的大小，图线1的斜率大于图线2的斜率，因此R1>R2。故选B。 3．(多选)(鲁科版教材P75T2)有一横截面积为S的金属导线，流经其中的电流为I。设导线中单位体积内有n个自由电子，电子的电荷量大小为e，此时电子的定向移动速率为v。在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为(　　) A．nvSt　 B．nvt　　 C. D． 答案：AC 解析：在t时间内，通过导线横截面的电荷量q＝It，则通过导线横截面的自由电子数目可表示为N＝，故C正确，D错误；流经导线的电流微观表达式为I＝neSv，联立可得N＝nvSt，故A正确，B错误。 4．(2025·浙江湖州高二统考期末)如图甲为实验室中使用的电压表， 图乙为其内部电路结构示意图。由图乙中数据可得出该电压表表头的满偏电流Ig和电压表在“0～15 V”量程时的内阻RV分别为(　　) A．1 A，100 Ω B．1 mA，2 900 Ω C．1 mA，14 900 Ω D．1 mA，15 000 Ω 答案：D 解析：当电压表量程为3 V时，根据串联电路规律有Ig(Rg＋R1)＝U，解得Ig＝ A＝1 mA，“0～15 V”量程时的内阻RV为RV＝12 000 Ω＋100 Ω＋2 900 Ω＝15 000 Ω。故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $