15.2 电流和电路 第1课时 教学设计 2026-2027学年物理人教版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦电流形成条件、方向规定，导体和绝缘体及电路组成等核心知识。通过无电池、开关断开、正确连接的对比实验导入，衔接上节课电荷知识，引出电流形成条件，搭建学习支架。 资料以实验探究和类比教学为特色，用水流类比电流助理解形成，LED实验判断方向，视频展示自由电子及溶液导电微观机制。体现科学探究、科学思维与物理观念培养，学生提升观察分析能力，教师可直接用实验设计与练习高效教学。

15.2 电流和电路（第一课时） 人教版（2024）物理 九年级 全一册 第十五章 电流和电路 一、教学基本信息 课题 15.2 电流和电路（第一课时） 课型 新授课 课时 1课时 教材版本 人教版（2024）物理 九年级全一册 教学方法 实验探究法、类比教学法、讲授法、讨论法、多媒体辅助教学法 教学用具 电池、开关、小灯泡、导线、LED、电动机、蜂鸣器、多媒体课件 二、核心素养目标 物理观念 1. 知道电流的形成条件，知道电流方向的规定，知道电源外部电流的方向。 2. 了解物质的导电性，认识导体和绝缘体，了解电荷的定向移动和自由电子。 科学思维 1. 通过类比水流理解电流的形成，培养类比推理的科学思维方法。 2. 从能量转化的角度认识电源和用电器的作用，培养能量观念。 科学探究 1. 通过实验探究电流的形成条件，培养观察能力和分析归纳能力。 2. 知道电路的组成部分及其作用，会连接简单的电路，会利用LED判断电流方向。 科学态度与责任 1. 了解电流方向规定的历史，体会科学发展的过程性，培养科学态度。 2. 通过电路实验操作，培养安全用电意识和严谨的科学态度。 三、教学重难点 教学重点 1. 电流的形成条件及电流方向的规定。 2. 导体和绝缘体的概念及区别，自由电子和溶液导电的微观解释。 3. 电路的四个组成部分及其作用。 教学难点 1. 电流方向规定的理解——正电荷定向移动方向与金属导体中实际电子定向移动方向相反。 2. 导体和绝缘体导电性的微观本质（自由电子、自由离子）。 3. 从能量转化的角度理解电源和用电器的作用。 四、教学过程 教学时间分配 教学时间分配表 教学环节 教学内容 时间 （一）情境导入 利用电池、开关、小灯泡等器材做实验，引出电流形成条件 3分钟 （二）新知探究 探究一：电流（电流形成条件、电流方向、LED判断方向） 10分钟 探究二：导体和绝缘体（定义、自由电子、溶液导电、对比总结） 10分钟 探究三：电路的构成（电源、用电器、开关、导线、电路概念） 10分钟 （三）课堂练习 PPT原题3道，巩固本课所学知识 11分钟 （四）课堂小结 师生共同总结本课核心知识 1分钟 （一）情境导入（3分钟） 【教师活动】同学们，上节课我们学习了电荷和原子结构的知识。现在，请大家看我手中的器材——电池、开关、小灯泡和导线。我分别用三种方式连接电路，请大家仔细观察小灯泡的发光情况。 【教师活动】第一种情况：电路中没有电池，只有小灯泡、开关和导线连成闭合回路。大家观察，小灯泡发光了吗？（演示：不发光） 【学生活动】观察实验现象，回答：小灯泡不发光。 【教师活动】第二种情况：电路中接入电池，但开关处于断开状态。大家观察，小灯泡发光了吗？（演示：不发光） 【学生活动】观察实验现象，回答：小灯泡不发光。 【教师活动】第三种情况：电路中有电池，开关闭合，正确连接。大家观察，小灯泡发光了吗？（演示：发光） 【学生活动】观察实验现象，回答：小灯泡发光了！ 【教师活动】非常好！同样的器材，为什么有的情况小灯泡不发光，有的情况小灯泡发光呢？小灯泡发光需要满足什么条件？今天我们就来学习《电流和电路》第一课时，一起探究电流的奥秘。 【设计意图】通过现场演示实验，创设真实的问题情境，激发学生的好奇心和求知欲，自然引出本节课的核心问题——电流的形成条件。 【过渡语】刚才我们通过实验看到了小灯泡在三种不同情况下的发光现象，并初步分析了原因。现在，让我们系统地探究电流的形成条件、电流方向的规定，以及更多关于电流的奥秘。 （二）新知探究（30分钟） 探究一：电流（10分钟） 环节1：电流的形成条件 【教师活动】刚才我们观察了三种情况下小灯泡的发光情况。现在，请大家结合实验现象，思考以下问题： 【教师活动】问题一：比较没有电池和正确连接两种情况，你能得出什么结论？ 【学生活动】思考并回答：没有电池时小灯泡不发光，有电池时小灯泡发光。这说明电路中要有电池（电源）才能有电荷持续流过，小灯泡才能发光。 【教师活动】问题二：比较开关断开和开关闭合两种情况，你又能得出什么结论？ 【学生活动】思考并回答：开关断开时小灯泡不发光，开关闭合时小灯泡发光。这说明电路必须是闭合的（连通的），电荷才能持续流过。 【教师活动】很好！我们把两次分析结合起来，就能得出电路中持续有电荷流过的条件。 【知识点】电路中持续有电荷流过的条件：（1）有电池（电源）；（2）电路是连通的（闭合电路）。 实验注意|实验操作安全：实验中不能把电池的两端用导线直接连在一起，否则会造成短路，损坏电池甚至引发危险。开关在接入电路时必须处于断开状态。 环节2：电流的形成 【教师活动】那么，电流到底是什么呢？电荷在电路中是怎样流动的？我们通过一个类比来理解。 【教师活动】大家想一想，水在管道中流动需要什么条件？是的，需要水压，还需要管道连通。电荷的流动与水流有相似之处。 【教师活动】下面我们观看一段视频，来理解水流的形成过程。 【教师活动】【视频赏析】播放"水流的形成"动画——展示当水管两端存在水压差时，水分子沿管道定向流动形成水流的过程。 【学生活动】观看视频，理解水流的形成需要水压差和连通的管道。 【教师活动】类似地，电荷的定向移动也需要"推动力"。我们再观看一段视频，来理解电流的形成过程。 【教师活动】【视频赏析】播放"电流的形成"动画——展示未通电时金属中自由电子杂乱无章地运动，通电后自由电子在电场作用下定向移动，形成电流。 【学生活动】观看视频，对比未通电和通电两种状态下自由电子运动的不同，理解电流的本质是电荷的定向移动。 【教师活动】通过实验和视频，我们可以总结出电流的概念。 【知识点】电流的形成：电荷的定向移动形成电流。 需要特别说明的是，电荷有正、负两种。回路中有电流时，发生定向移动的电荷可能是正电荷，也可能是负电荷，还可能是正、负电荷同时向相反方向发生定向移动。 环节3：电流方向的规定 【教师活动】既然电荷有正负，而且正负电荷都可能定向移动形成电流，那么电流的方向应该怎样规定呢？ 【教师活动】在19世纪初，物理学家刚刚开始研究电流时，并不清楚在各种情况下究竟是哪种电荷在移动，当时就把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 这个规定在现在看来似乎有些"不准确"，但历史就是这样，科学的发展是一个不断修正和完善的过程。 【教师活动】请同学们阅读教材中的科普阅读材料，了解这个"错误"的电流方向规定背后的故事。 【学生活动】阅读科普材料，了解：早期规定电流方向为正电荷定向移动的方向，但金属导体导电时定向移动的是带负电的电子，而非正电荷。后来人们补充规定电流方向为"正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的反方向"，从而解决了这一问题。 【教师活动】阅读后请思考：这个"错误"的规定影响我们对电现象的研究吗？ 【学生活动】思考并回答：虽然规定与实际情况不完全一致，但并不影响对电现象的研究，因为补充规定后问题就解决了，而且这个规定一直沿用至今。 【知识点】电流方向的规定：正电荷定向移动的方向规定为电流方向。负电荷定向移动的反方向也是电流方向。 理解要点|电流方向与电子流向：在金属导体中，实际定向移动的是自由电子（负电荷），其定向移动方向与规定的电流方向恰好相反。即电流方向是正电荷定向移动的方向，而金属中自由电子的移动方向与电流方向相反。 【教师活动】在了解了电流方向的规定之后，我们来看看在一个完整的电路中，电流是怎样流动的。 【教师活动】在电池外部，电流是沿着"电池正极→开关→用电器→电池负极"的方向流动的。在电池内部，电流从电池负极流向电池正极，形成完整的闭合回路。 电池外部电流方向示意图 环节4：利用发光二极管判断电流方向 【教师活动】我们如何判断电路中电流的方向呢？有一个非常实用的电子元件可以帮助我们——发光二极管，简称LED。 【教师活动】发光二极管是一种电子元件，它的两根引脚中较长的为正极，较短的为负极。当电流由正极经过LED流向负极时，LED发光，表明它处于导通状态；反之，电流不能从负极流向正极，此时LED不会发光。 【教师活动】这也就是说，我们可以根据LED发光与否来判断电路中是否有电流以及电流的方向——LED发光说明电流从长脚（正极）流入、从短脚（负极）流出。 判断技巧|LED判断电流方向：LED发光→电流从正极（长脚）流入，从负极（短脚）流出，即电流方向为长脚→短脚。LED不发光→电流方向相反或电路中无电流。 【教师活动】【视频赏析】播放"利用发光二极管判断电流的方向"实验视频——展示将LED接入电路，闭合开关，观察LED是否发光，由此判断电路中电流的方向。 【学生活动】观看视频，理解LED单向导电性的特点，学会利用LED判断电路中电流方向的方法。 实验现象一：没有电池——小灯泡不发光 实验现象二：开关断开——小灯泡不发光 实验现象三：开关闭合，正确连接电池——小灯泡发光 【过渡语】同学们，通过刚才的学习，我们知道了电流的形成条件、电流方向的规定，以及如何利用LED判断电流方向。那么，是不是所有物体都容易导电呢？接下来我们进入探究二——导体和绝缘体。 探究二：导体和绝缘体（10分钟） 环节1：导体 【教师活动】请同学们观察这些图片，思考：金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等物质有什么共同特点？ 各种导体：金属、人体、大地、石墨、溶液 【学生活动】观察图片并思考，回答：这些物质都容易导电。 【教师活动】非常好！我们把容易导电的物体叫做导体。常见的导体有：金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等。 【知识点】导体：容易导电的物体。常见导体：金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等。 环节2：绝缘体 【教师活动】再请大家观察这些图片，橡胶、塑料、陶瓷、玻璃等物质又有什么共同特点？ 各种绝缘体：橡胶、塑料、陶瓷、玻璃 【学生活动】观察图片并思考，回答：这些物质不容易导电。 【教师活动】正确！我们把不容易导电的物体叫做绝缘体。常见的绝缘体有：橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、油等。 环节3：自由电子 【教师活动】那么，为什么金属容易导电，而橡胶、塑料等不容易导电呢？这需要从微观角度来解释。 【教师活动】以金属为例，金属内部有大量的自由电子。所谓自由电子，是指部分电子可以脱离原子核的束缚而自由移动。在未通电时，这些自由电子的运动方向是杂乱无章的；当接上电池后，自由电子在电场力的作用下做定向移动，从而形成电流。这就是金属导电的微观本质。 自由电子定向移动示意图 【学生活动】理解：金属之所以能导电，是因为金属内部有大量可以自由移动的电子（自由电子）。通电后，自由电子定向移动形成电流。 【教师活动】而绝缘体内部，几乎所有电荷都被束缚在原子周围，不能自由移动，因此绝缘体不容易导电。 环节4：溶液导电 【教师活动】除了金属依靠自由电子导电外，溶液也能导电。溶液的导电原理与金属不同。 【教师活动】当电解质（如盐、酸或碱）溶解于水中时，会电离成带正电荷的阳离子和带负电的阴离子。这些自由移动的离子和金属的自由电子一样，也能发生定向移动形成电流。但溶液导电时阳离子和阴离子同时移动：阳离子向负极移动，阴离子向正极移动。 【教师活动】【视频赏析】播放"酸碱盐溶液中的电流"实验视频——展示电解质溶液导电的过程，阳离子向负极移动，阴离子向正极移动。 【学生活动】观看视频，理解溶液导电的微观机制：电解质电离产生自由移动的离子，离子定向移动形成电流。阳离子向负极移动，阴离子向正极移动。 环节5：导体和绝缘体对比总结 【教师活动】现在，请同学们完成表格，对比导体和绝缘体的异同。 导体和绝缘体对比 比较项目 导体 绝缘体 导电性 容易导电 不容易导电 常见举例 金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等 橡胶、玻璃、塑料、陶瓷、油等 微观原因 内部有大量可自由移动的电荷（如自由电子、自由离子） 内部几乎所有电荷都被束缚在原子周围，不能自由移动 能否转化 二者没有绝对界限，在条件改变时可相互转化 例如：常温下玻璃是绝缘体，高温红炽状态下是导体；纯水是绝缘体，日常生活中的水含杂质，是导体 【教师活动】请同学们特别注意：导体和绝缘体之间没有绝对的界限。常温下的玻璃是绝缘体，但在高温红炽状态下就变成了导体；纯水是绝缘体，但日常生活中的水常含有各种杂质，是导体。 易错提示|导体与绝缘体的界限：导体和绝缘体没有绝对的界限，在条件改变时可以相互转化。例如：常温玻璃是绝缘体，高温红炽状态下是导体；纯水是绝缘体，日常用水（含杂质）是导体。因此不能简单地说某种物质"一定是导体"或"一定是绝缘体"。 【过渡语】同学们，我们已经了解了电流的基本概念和导体、绝缘体的知识。那么，一个完整的电路需要由哪些部分构成呢？各部分的作用又是什么？接下来我们进入探究三——电路的构成。 探究三：电路的构成（10分钟） 环节1：电源 【教师活动】请同学们观察我们之前实验中使用的电池，以及图片中展示的各种电池。这些装置有什么共同的作用？ 各种电池 【学生活动】观察并思考，回答：它们都能提供电能。 【教师活动】是的。物理学中将电池这类提供电能的装置叫做电源。电源的作用是将其他形式的能转化为电能，为电路提供持续的电能。 各种电源：各种电池 各种电源：发电机 各种电源：太阳能和风能发电 【教师活动】除了电池，常见的电源还有发电机、太阳能电池板等。它们都能将其他形式的能量转化为电能。 环节2：用电器 【教师活动】电路中有电源提供电能，但电能需要被消耗才能发挥作用。请观察这些图片，灯泡、电动机、蜂鸣器有什么共同特点？ 各种用电器：灯泡、电动机、蜂鸣器 【学生活动】观察并思考，回答：它们都消耗电能，将电能转化为其他形式的能。 【教师活动】很好！将灯泡、电动机、蜂鸣器这类消耗电能的装置叫作用电器。用电器的作用是将电能转化为其他形式的能——灯泡将电能转化为光能和内能，电动机将电能转化为机械能，蜂鸣器将电能转化为声能。 环节3：开关 【教师活动】在之前的实验中，我们通过开关来控制小灯泡的亮灭。开关在电路中起什么作用呢？ 【学生活动】思考并回答：开关用来接通或断开电路，控制用电器工作。 【教师活动】正确。开关的作用是控制电路的通断。常见的开关有单刀开关、按钮开关、声控开关等，它们的原理都是通过接通或断开电路来控制用电器的工作。 环节4：导线 【教师活动】在电路中，电源、用电器、开关是怎样连接起来的呢？ 【学生活动】思考并回答：它们是通过导线连接起来的。 【教师活动】是的。导线用来连接电路中的各个元件，输送电能。导线通常由导电性能良好的金属（如铜、铝）制成，外面包裹绝缘层以防止漏电和触电。 各种开关：单刀开关、按钮开关、声控开关 各种导线 环节5：电路的概念 【教师活动】综合以上四个组成部分，请同学们总结：什么是电路？ 【学生活动】思考并回答：电路是由电源、用电器、开关和导线组成的，电流可以流过的路径。 【教师活动】非常好！电源、用电器再加上导线，往往还有开关，组成了电流可以流过的路径——电路。 【知识点】电路的构成：电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成。其中电源提供电能，用电器消耗电能，开关控制电路通断，导线连接各元件、输送电能。 【过渡语】同学们，通过三个探究，我们学习了电流、导体和绝缘体、电路的构成三部分内容。现在，让我们通过几道练习题来检验一下学习效果。 （三）课堂练习（11分钟） 1. 下列说法中正确的是（ ） A. 正电荷移动的方向为电流的方向 B. 绝缘体不容易导电的原因是因为绝缘体内缺少电子 C. 正、负电荷的定向移动都能形成电流 D. 电路两端有电压，电路中一定有电流 【教师活动】请同学们仔细审题，分析每个选项的正误。这道题综合考查了电流方向的规定、电流的形成条件、绝缘体的微观本质等知识点。 【学生活动】分析选项A：物理规定正电荷定向移动的方向为电流方向，而非简单"正电荷移动"，缺少"定向"二字，故A错误。分析选项B：绝缘体不容易导电的原因是缺少能够自由移动的电子，而非缺少电子，故B错误。分析选项C：电荷的定向移动形成电流，正、负电荷的定向移动都能形成电流，故C正确。分析选项D：电路中有电流需要同时满足两个条件——有电压且电路是闭合回路，故D错误。 【教师活动】由此我们可以确定正确答案是C。 重点强调|关键辨析：判断电流方向时，必须强调"定向"移动。正电荷的定向移动方向才是电流方向。电流的形成需要同时满足两个条件：有电源（电压）且电路连通。 2. 如图是两个相同的验电器，其中A带正电，B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来。在连接的一瞬间，下列说法错误的是（ ） A. 发生定向移动的是负电荷 B. 自由电子从B流向A C. 正电荷从A流向B D. 金属棒中电流方向是从A到B 验电器实验示意图 【教师活动】这道题考查了电流方向与电子定向移动方向的关系。请同学们根据我们学过的知识来分析。 【学生活动】分析：A带正电，B不带电。A中的正电荷会吸引B中的自由电子，使自由电子从B到A定向移动。在固体中，正电荷（原子核）不能自由移动，只有自由电子可以移动。因此A正确，发生定向移动的是负电荷（自由电子）；B正确，自由电子从B流向A；C错误，正电荷不能自由移动，不会从A流向B；D正确，自由电子从B到A，电流方向与电子移动方向相反，即从A到B。 【教师活动】因此，说法错误的是C选项。这道题进一步巩固了电流方向的规定与金属导体中实际电子流动方向的关系。 3. （多选）如图所示的太阳能背包，正面有一个太阳能电池板，与一个蓄电池连接，可以用蓄电池给手机等电子产品充电。下列相关说法正确的是（ ） A. 电池板工作时将太阳能转化为电能 B. 电池板给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器 C. 蓄电池给手机充电时，手机相当于电源 D. 手机工作时将化学能转化为机械能 太阳能背包示意图 【教师活动】这道题考查了从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。请同学们仔细分析每个选项。 【学生活动】分析选项A：太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能，故A正确。分析选项B：电池板给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存，此时蓄电池相当于用电器，故B正确。分析选项C：蓄电池给手机充电时，手机消耗电能，相当于用电器，而非电源，故C错误。分析选项D：手机工作时将电能转化为声能、光能等其他形式的能，而非将化学能转化为机械能，故D错误。 【教师活动】因此，正确选项为A、B。这道题帮助我们理解：同一个装置在不同情境下可能扮演不同的角色——蓄电池充电时是用电器，放电时是电源。 （四）课堂小结（1分钟） 【教师活动】同学们，让我们一起来回顾本节课的核心内容。今天我们学习了三个方面的知识： 【教师活动】第一，关于电流——电流是电荷的定向移动形成的，电流的形成需要两个条件：有电源且电路闭合。电流方向规定为正电荷定向移动的方向。我们可以利用发光二极管（LED）来判断电流的方向。 【教师活动】第二，关于导体和绝缘体——导体容易导电，因为内部有大量自由移动的电荷；绝缘体不容易导电，因为内部电荷被束缚。金属靠自由电子导电，溶液靠自由离子导电。导体和绝缘体没有绝对的界限。 【教师活动】第三，关于电路的构成——电路由电源、用电器、开关、导线四部分组成，各部分功能不同，共同构成电流可以流过的路径。 【学生活动】跟随教师引导，回顾本节课所学知识，梳理知识框架，形成系统的认知结构。 五、板书设计 15.2 电流和电路（第一课时） 一、电流 1. 电流的形成：电荷的定向移动 2. 电流形成条件：有电源 + 电路闭合 3. 电流方向：正电荷定向移动的方向 4. 电池外部：正极→用电器→负极 5. LED：单向导电，判断电流方向 二、导体和绝缘体 1. 导体：容易导电（金属、人体、大地、石墨、溶液） 2. 绝缘体：不容易导电（橡胶、塑料、陶瓷、玻璃） 3. 自由电子：金属导电的微观原因 4. 溶液导电：离子定向移动 5. 无绝对界限，条件改变可相互转化 三、电路的构成 1. 电源：提供电能 2. 用电器：消耗电能 3. 开关：控制电路通断 4. 导线：连接各元件，输送电能 5. 电路：电源+用电器+开关+导线→电流路径 六、教学反思 本节课通过三个探究环节，系统学习了电流、导体和绝缘体、电路的构成三部分内容。教学中以实验为主线，通过小灯泡发光实验引出电流形成条件，通过类比水流和视频动画帮助学生理解电流的形成，通过LED实验让学生直观感受电流方向，通过对比分析帮助学生掌握导体和绝缘体的概念及微观本质。 教学过程中注重学生的主体参与，通过教师提问、学生实验观察、讨论交流等多种方式，充分调动学生的积极性。课堂练习环节设置了3道典型题目，涵盖电流方向、电子定向移动和能量转化等核心知识点，有效巩固了所学内容。 需要注意的地方：电流方向的规定与金属中实际电子流动方向相反，学生容易混淆，需要反复强调；导体和绝缘体没有绝对界限这一知识点，学生可能觉得抽象，需要结合生活实例（如湿手触电的危险）加以说明。 学科网（北京）股份有限公司 $