3.1 导体的I－U特性曲线 课件 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件聚焦恒定电流的I－U特性曲线，涵盖电流形成条件、定义式与微观表达式、欧姆定律及伏安特性曲线等核心知识点。通过问题探究衔接电荷定向移动等旧知，以“课前梳理-课堂探究-随堂巩固”为支架构建知识体系。 其亮点在于通过微观表达式I=nqSv的推导过程培养科学思维中的模型建构与科学推理能力，结合手机电池、闪电等实例渗透科学态度与责任。采用“问题探究-例题解析-巩固练习”的教学方法，帮助学生深化理解，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

第三章　恒定电流 第一节　导体的 I－U 特性曲线 1 学习目标 1．了解电流的形成条件．　2.理解电流的定义，知道电流的单位、方向规定，会运用公式q＝It分析相关问题．3．从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系．　4.知道欧姆定律，会用伏安法测电阻． 5．理解伏安特性曲线的意义，知道线性元件和非线性元件． 返回导航 课前知识梳理 1 课堂深度探究 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、电流 1．形成电流的两个条件：①有____________；②导体两端存在______． 2．导体中的自由电荷在电场力的作用下发生____________，形成电流． 3．电流的方向：规定_________定向移动的方向为电流的方向． 4．通过某段导体横截面的电量Q与所用时间t之比称为通过这段导体的电流． 自由电荷 电压 定向移动 正电荷 返回导航 5．公式：I＝_____．电流的单位是______，简称___，符号是A.1 A＝1 C/s. 6．直流：导体中的____________不随时间而改变，这样的电流称为直流． 7．恒定电流：电流的______和______都不随时间而改变． 8．电流的微观表达式：I＝nqSv. 安培 安 电流方向 方向 强弱 返回导航 二、欧姆定律 1．内容：导体中的______与导体两端的______成正比，与导体的______成反比． 电流 电压 电阻 返回导航 3．电阻 (1)导体两端的______与通过导体的______之比． (3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小． (4)在导体的 U－I 图像中，图线斜率反映了导体电阻的大小． 电压 电流 返回导航 三、导体的伏安特性曲线 1．伏安特性曲线：以纵坐标表示_______、横坐标表示_______画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线． 2．线性元件和非线性元件 (1)线性元件：伏安特性曲线是一条过坐标原点的______，欧姆定律适用的电学元件，如______导体、电解质溶液．线性元件的电阻与电压和电流无关． 电流I 电压U 直线 金属 返回导航 直线 气体 返回导航 判断下列说法是否正确． (1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动.(　　) (2)电流既有大小，又有方向，是矢量．(　　) (3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．(　　) (4)电子定向移动的方向就是电流的方向．(　　) (5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(　　) ×　 ×　 ×　 ×　 √ 返回导航 课堂深度探究 PART 02 第二部分 12 知识点一　电流的理解和计算 (1)电荷的定向移动形成电流，如何描述电流的强弱？ [提示]　利用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少描述电流的强弱． (2)电流可能是正电荷或负电荷定向移动形成的，也可能是正、负电荷同时向相反的方向定向移动形成的，人们是如何规定电流的方向的？ [提示]　规定正电荷定向移动的方向为电流的方向． 返回导航 返回导航 4．三种电荷 形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子．其中，金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子． 返回导航 √ 返回导航 返回导航 √ 角度2　电流的求解 　　　(2025·东莞期中)假设一次闪电流动的电荷量约为800 C，持续的时间大约是0.004 s，则形成的平均电流约为(　　) A．5×104 A　　　　　　 B．2×105 A C．6×104 A D．6×103 A 返回导航 √ 　　　(2025·中山期中)某手机的部分说明书如图，电池容量是指电池放电时输出的总电荷量．该手机充满电后播放视频的最长时间约8 h．下列说法正确的是(　　)   A.该手机播放视频时的电流约为0.02 A B．该手机电池放电时输出的总电荷量为1.8×104 C C．该手机电池放电时输出的总电荷量为3.6×104 C D．该手机待机时的电流约为0.625 A 手机类型 智能手机、5G手机 电池容量 5 000 mAh 待机时间 10天 返回导航 返回导航 √ √ 返回导航 返回导航 知识点二　电流的微观表达式 如图所示，AD表示一段粗细均匀的、长为l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. 返回导航 (1)AD导体中有多少个自由电荷？总电荷量是多少？ [提示]　AD导体中的自由电荷总数N＝nlS.总电荷量q＝Nq＝nlSq. (2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少？ (3)导体AD中的电流是多大？ 返回导航 返回导航 2．三种速率的比较 (1)电子定向移动平均速率：电子在金属导体中的定向移动平均速率，也就是公式I＝nqSv中的v，大小约为10－5 m/s. (2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为3×108 m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立恒定电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流． (3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流． 返回导航 √ 角度1　对电流的微观表达式的理解 　　　(多选)给一粗细不均匀的、由同种材料制成的导体通电，下列说法正确的是(　　) A．粗的地方电流小，细的地方电流大 B．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大 C．各处的电流相等 D．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小 √ 返回导航 [解析]　由于导体粗的地方与细的地方串联在电路中，各处电流相等，A错误，C正确；根据电流的微观表达式I＝nqSv，同种材料，单位体积内的自由电荷数量n相等，可知粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大，B正确，D错误． 返回导航 √ √ 返回导航 返回导航 知识点三　对欧姆定律的理解 返回导航 返回导航 √ 返回导航 返回导航 知识点四　导体的伏安特性曲线 1．I－U图像与U－I图像的区别(图线为直线时) (1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U. (2)图线斜率的意义不同：I－U图像中，斜率表示电阻的倒数；U－I图像中，斜率表示电阻．图甲中R2＜ R1，图乙中R2＞R1. 返回导航 返回导航 角度1　线性元件的I－U图像 　　　(2025·江门月考)如图所示的是两个不同电阻的I－U图像，则从图像中可知(　　) A．R1表示小电阻值的图像，且阻值不恒定 B．R2表示大电阻值的图像，且阻值恒定 C．R1表示大电阻值的图像，且阻值恒定 D．R2表示小电阻值的图像，且阻值不恒定 [解析]　I－U图像中图线是过原点的直线，表示电阻不变，其斜率表示电阻的倒数，R1表示小电阻值的图像，R2表示大电阻值的图像，且阻值都是恒定，故B符合题意． √ 返回导航 √ √ 角度2　非线性元件的I－U图像 　　　(多选)(2025·广州期中)由钨合金制成的一段导体的伏安特性曲线如图所示，根据该图线及相应坐标可知(　　) A．流过导体的电流为1 A时，导体的电阻是5 Ω B．加在导体两端的电压为12 V时，导体的电阻是14 Ω C．该导体的电阻随电压的升高而增大 D．在导体两端加上12 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是1.5 C √ 返回导航 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 40 √ 1．(电流的理解)(2025·佛山期中)关于电流，下列说法正确的是(　　) A．只有正电荷的定向移动才能形成电流 B．把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向 C．金属导体导电的时候，导体中电荷的定向移动方向和电流方向相同 D．方向不变的电流叫恒定电流 返回导航 解析：正、负电荷的定向移动都能形成电流，故A错误；将正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，故B正确；金属导体导电的时候，是自由电子定向移动，自由电子定向移动的方向和电流方向相反，故C错误；方向和大小都不变的电流才叫恒定电流，故D错误． 返回导航 √ 2．(电流的相关计算)一条导线中的电流为10 mA，已知电子所带电荷量的绝对值为1.6×10－19 C，则在1 s内通过这条导线某一横截面的电子个数为(　　) A．6.25×1015　　 　 　 B．6.25×1016 C．6.25×1018 D．6.25×1019 返回导航 返回导航 √ 返回导航 返回导航 √ 返回导航 返回导航 $