第11章 第1节 电源和电流（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版 江苏专用）

该高中物理课件聚焦“电源和电流”核心内容，涵盖电源作用、恒定电场、电流形成及微观表达式等知识点。通过课标学考与选考分层要求明确目标，以“逐点清”模块构建从基础概念到微观推导的递进式学习支架。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，“多维度理解”夯实电流形成等概念，“微点拨”辨析易混点，推导微观表达式培养科学推理。实例如电解液电流计算、氢原子等效电流估算，助力学生分层掌握，教师可高效开展差异化教学。

　第十一章　电路及其应用 第1节　电源和电流(强基课逐点理清物理观念) 课标要求 层级达标 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。 学考 层级 1.了解电源的作用，知道持续电流形成的原因。 2.了解导体中的恒定电场和恒定电流。 3.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定。 选考 层级 1.会用公式q=It分析相关问题。 2.会推导电流的微观表达式，从微观的角度认识影响电流大小的因素。 逐点清(一)　电流的形成 [多维度理解] 1.电源 (1)定义：能把电子从电源正极搬运到电源负极的装置就是电源。 (2)作用：使导体两端始终存在电势差。 [微点拨] 电源的作用 (1)电源可使导体中的自由电荷在静电力作用下发生定向移动形成电流。 (2)电源可以使电路中保持持续的电流。 2.恒定电场 (1)形成：电源正、负极周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。电荷的分布和电场的分布不随时间变化。 (2)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫作恒定电场。 (3)特点：在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，所以它的基本性质与静电场相同。 3.电流的形成 (1)形成原因：电荷的定向移动。 (2)形成条件：导体两端有电压。 (3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。 [微点拨] 形成电流的三种电荷 　　形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，举例说明： (1)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子； (2)液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子； (3)气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)电源的作用是在电源内部把电子由负极搬运到正极，保持两极之间有电压。 (×) (2)电源的作用是使电路中的自由电荷持续地定向移动。 (√) (3)电荷的移动形成电流。 (×) (4)只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流。 (×) 2.下列说法正确的是 (　　) A.只要有可以自由移动的电荷，就存在持续电流 B.电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 C.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 D.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 解析：选D　 要有持续电流必须有持续的电压，故A错误；电流的传导速率等于真空中的光速，电子定向移动的速率很小，故B错误；在形成电流时自由电子定向移动，但是热运动并没有消失，故C错误；导体中形成电流的原因是导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在静电力作用下定向移动，形成电流，故D正确。 3.如图所示，两个带绝缘柄的金属球A、B，A带负电，B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列说法错误的是 (　　) A.有瞬时电流形成，方向由A到B B.A、B两端的电势不相等 C.导体棒内的电场强度不等于0 D.导体棒内的自由电荷受静电力的作用定向移动 解析：选A　由于A带负电，在金属球A周围存在指向A的电场，故金属球B所在处的电势应高于金属球A所在处的电势，故B正确；连接的瞬间导体棒内的电场强度不等于0，导体棒中的自由电荷在静电力的作用下发生定向移动，故C、D正确；由于导体棒中的自由电荷为电子，故定向移动方向为由A指向B，电流方向应由B指向A，故A错误。A符合题意。 逐点清(二)　电流的大小和方向 [多维度理解] 1.定义：大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。 2.电流：表示电流的强弱程度。 (1)表达式：I=。 (2)单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。常用的单位还有毫安(mA)、微安(μA)。1 A=103 mA=106 μA。 (3)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 [微点拨] (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。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)电流既有大小，又有方向，是矢量。 (×) (2)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的。 (×) (3)电子定向移动的方向就是电流的方向。 (×) (4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。 (√) 2.(2025·兴化高二检测)阿秒(as)光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲，如同高速快门相机，可用以研究原子内部电子高速运动的过程。已知电子所带电荷量为1.6×10-19 C，1 as=10-18 s，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动，周期大约是150 as。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为 (　　) A.1×10-1 A　　　　　 B.1×10-2 A C.1×10-3 A D.1×10-5 A 解析：选C　根据电流的定义式I=== A≈1×10-3 A，C正确。 3.如图所示，电源正负极分别接A、B金属板给容器内的盐水通电，t时间内通过溶液内横截面S的一价正离子数是n1，一价负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是 (　　) A.只有正离子的定向移动才能产生电流 B.电解液内正、负离子向相反方向移动，电流抵消 C.电流I= D.电流I= 解析：选D　负离子的定向移动也能产生电流，A错误；电解液内正、负离子向相反方向移动，电流加强，B错误；正离子产生的电流为I1=，负离子产生的电流为I2=，总电流为I=I1+I2=，C错误，D正确。 逐点清(三)　电流的微观表达式 [多维度理解] 1.电流的微观表达式的推导 如图所示，AD表示一段长为l的粗细均匀的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的平均速率为v，设导体的横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量大小为e。则： 导体AD内的自由电荷全部通过横截面D所用的时间t= 导体AD内的自由电荷总数N=nlS 总电荷量q=Ne=nlSe 此导体上的电流I===nevS。 2.电流的微观表达式I=nevS (1)I=是电流的定义式，I=nevS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，电流取决于导体单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小e、自由电荷定向移动的平均速率v，还与导体的横截面积S有关。 (2)v表示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，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。 　　[典例]　某导线中的电流I=1×10-8 A，导线的横截面积S=1 mm2。已知电子电荷量e=1.6×10-19 C，导线每立方米内有n=8.5×1028个自由电子。求： (1)在1 s内定向移动通过导线横截面的电子个数N； (2)自由电子定向移动的速度大小v；(结果保留两位有效数字) (3)自由电子沿导线定向移动1 cm所需要的时间t。(结果保留两位有效数字) 答题区(面答面评，拍照上传，现场纠错品优) [解析]　(1)电子个数N===个=6.25×1010个。 (2)由公式I=neSv 得v== m/s≈7.4×10-13 m/s。 (3)由v=得时间t== s≈1.4×1010 s。 [答案]　(1)6.25×1010个　(2)7.4×10-13 m/s　(3)1.4×1010 s [思维建模] 用电流的微观表达式求解问题的注意点 (1)准确理解公式中各物理量的意义，式中的v是指自由电荷定向移动的平均速率，不是电流的传导速率，也不是电子热运动的速率。 (2)I=neSv是由I=导出的，若n的含义不同，表达式的形式也会不同。 [全方位练明] 1.如图所示，一根均匀的金属导体棒在电场的作用下，其内部的自由电子沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动。若棒横截面积为S，单位长度上可以自由移动的电子个数为n，已知一个电子的电荷量为e，则通过导体棒电流的大小 (　　) A.nev B.Sv C.neSv D.neS 解析：选A　在时间t内，流过导体棒横截面的电荷量Q=nvte，因此导体棒中电流I==nev。故选A。 2.如图所示，将左边的细铜导线与右边的粗铜导线连接起来，已知粗铜导线的横截面积是细铜导线横截面积的两倍。在细铜导线上取一个截面A，在粗铜导线上取一个截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两个截面的 (　　) A.电流相等 B.电流不相等 C.自由电子定向移动的速率相等 D.自由电子定向移动的速率vA<vB 解析：选A　由电流的定义式知I==，故A正确，B错误；由电流的微观表达式I=nSev知，I、n、e均相等，因为SA<SB，所以vA>vB，故C、D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $