15.2 电流和电路（第1课时）（培优教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件围绕电流的形成条件、方向规定、导体与绝缘体及电路构成展开，通过验电器连接金属棒的实验导入，观察电荷移动现象后提出“怎样使电荷持续流动”的问题，以实验探究为支架衔接电荷移动到持续电流的知识脉络。 其亮点在于以科学探究为主线，通过小灯泡发光等实验、《电流的形成与方向》等视频及例题分析，结合科学思维中的模型建构（水流类比电流）和科学论证（实验结论推导），培养学生物理观念。如用发光二极管实验判断电流方向，既落实重点又突破难点，学生能提升探究能力，教师可依托结构化内容高效教学。

人教版 九年级全一册 15.2 电流和电路 （第1课时） 第十五章 电流和电路 导入新课 取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电。用带有绝缘柄的金属棒把AB连接起来，A的金属箔的张角减小，B的金属箔由闭合变为张开。 这表明，有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B，但是，电荷移动会很快结束。 怎样才能使电荷持续不断地流动呢? 用金属棒连接验电器 学习目标 物理观念 知道电流的形成条件、电流方向的规定以及电路的构成要素，能连接简单电路，会画电路图，认识通路、断路、短路。 科学思维 学习用电气符号代表电路元器件绘制电路图，体会其中的抽象思维。 科学探究 通过连接简单电路的探究活动，培养问题意识，提升问题解决能力。 科学态度 与责任 在观察现象、动手实验、分享交流中，养成实事求是、严谨认真的科学态度。 重点难点 重点 理解电流的形成原因以及会连接电路、画简单电路图。 难点 能识别通路、断路和短路。 学习内容 1. 电流 2. 导体与绝缘体 3. 电路的构成 4. 课堂小结 5. 练习与应用 6. 提升训练 一、电流 第2节 电流和电路 一、电流 1. 电流的形成 （1） 探究电荷持续地流动的条件 正在发光的电灯、转动的风扇都需要有电荷持续不断地流动。我们通过下面的活动看看，想要电荷持续地流动需满足哪些条件。 【设计实验】有如下器材：小灯泡、小电动机、蜂鸣器各一个，一个开关、两节电池以及一些导线。先后三次连接电路，分别使： 注意：小灯泡、小电动机、蜂鸣器要受开关的控制。 小灯泡发光、小电动机转动、蜂鸣器发声 一、电流 【进行实验】以使小灯泡发光为例分析。 ①如图甲所示，没有电源，无论断开还是闭合开关，灯泡都不亮。 ②如图乙所示，断开开关，小灯泡不发光； ③如图丙所示，闭合开关，小灯泡发光。 【实验结论】 要想使小灯泡等有电荷持续流过，满足两个条件： ①必须要有电池； ②要用导线将它们与电池连接成闭合的电路。 乙 甲 丙 一、电流 （2）电流的形成 导线、小灯泡的灯丝都是用金属做的。金属中有大量的自由电子，没有接电源时，金属内自由电子运动的方向杂乱无章，如图甲所示。 接上电源之后，自由电子在金属中可以定向移动形成电流，类似水定向移动形成水流，如图乙所示。 可见：电荷的定向移动形成电流。 （3） 电路中形成持续电流的条件 两个条件缺一不可。 ①有电源；②电路是连通的. 一、电流 （1）电流方向的规定： 2. 电流的方向 ①把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向. 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。 电流的方向 电荷形成电流的三种情形： ●正电荷定向移动. ●负电荷定向移动. ●正、负电荷同时向相反方向. 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。 一、电流 ②负电荷定向移动的方向：根据电流方向的规定，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，如图乙所示。 如金属导体中的电流是由带负电的自由电子定向移动形成的，金属导体中的电流方向和自由电子定向移动的方向相反。 电流的方向 甲 电流的方向 乙 电流的方向与负电荷定向移动的方向相反。 负电荷 一、电流 ③酸碱盐溶液中的电流方向：例如，食盐水溶液中的电流是正、负电荷（离子）分别沿相反的方向定向移动形成的，则电流的方向为正离子定向移动的方向（图丙所示）。 电流的方向 甲 电流的方向为正离子定向移动的方向。 电流的方向 丙 正离子 负离子 一、电流 电流的方向 （2）实际电路中的电流方向 自由电子 移动方向 自由电子定向移动的方向: 电池负极→小灯泡→电池正极 ①在以金属为导体的电路中，电流是自由电子定向移动形成的。 电流的方向: 电池正极→小灯泡→电池负极 自由电子带负电，所以电流的方向与自由电子定向移动的方向相反. 一、电流 ②当电池、导线、小灯泡组成的回路闭合时，按照电流方向的规定： 在电源外部，电流的方向是从电源正极经过开关、小灯泡流向电源负极。 在电源内部，电流从电源负极流向电源正极。 电流方向 电流形成一条闭合的回路: 从正极 → 开关 → 小灯泡 → 负极 → 正极 一、电流 视频讲解——《电流的形成与方向》 视频讲解——《导线中的电子是如何移动的》 一、电流 电流方向 电流方向 3. 利用发光二极管判断电流方向 （1）发光二极管的特点 发光二极管也叫LED，它的两根引脚中较长的为正极，较短的为负极，符号如图所示。 负极 正极 发光二极管符号 发光二极管具有单向导电的特点，即电流只能从正极流入，从负极流出。 一、电流 （2）根据发光二极管判断电流方向 【实验】把电源、开关、发光二极管用导线连接起来，闭合开关，观察发光二极管是否亮？ 【实验现象】 电源正极与发光二极管的正极相接时，二极管发光；电源正极与发光二极管的负极相接时，二极管不发光。 【实验结论】 根据发光二极管是否发光可以判断电路中的电流方向。 + 一、电流 视频讲解——《利用发光二极管判断电流的方向》 一、电流 【例题1】下列关于电流的说法中，正确的是（　　） A．规定正电荷定向移动的方向为电流方向 B．金属导体中自由电子定向移动的方向就是电流方向 C．电路中电流方向是从电源负极流向电源正极的 D．有电源，电路中就一定有电流 A 【解析】A．物理学中规定，正电荷定向移动的方向为电流方向，故A正确； B．自由电子带负电，金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反，故B错误； C．在电源外部，电路中电流方向是从电源正极流向负极，只有电源内部电流从负极流向正极，故C错误； D．电路中产生持续电流需要两个条件：①有电源；②电路是闭合通路，只有电源不一定有电流，故D错误。故选A。 一、电流 【例题2】如图，取两个相同的验电器甲和乙，使甲带正电荷，乙不带电，然后用不带电的金属棒连接两验电器的金属球，下列分析正确的是（　　） A．甲验电器带正电是因为它得到了正电荷 B．金属棒连接两金属球时，甲会得到电子，乙会失去电子 C．金属棒连接两金属球的瞬间，棒中负电荷从甲流向乙 D．金属棒连接两金属球的瞬间，棒中电流方向由乙到甲 B 一、电流 【解析】A．甲验电器带正电，是由于甲验电器失去了负电荷，正电荷数量不变，负电荷数量减少，导致带正电，故A错误； BC．由于甲验电器带正电，对电子的束缚能力强，用金属棒连接两金属球时，乙验电器中的电子会通过金属棒转移到甲验电器上，该过程中甲会得到电子，乙会失去电子，棒中负电荷从乙流向甲，故B正确，C错误； D．电流方向与负电荷定向移动方向相反，由于金属棒连接两金属球的瞬间，棒中负电荷从乙流向甲，所以金属棒连接两金属球的瞬间，棒中电流方向从甲流向乙，故D错误。 故选B。 一、电流 【例题3】课外小组同学们将铜片和锌片插入苹果或橙子中，就制成了一个水果电池。在用橙子做电池时，先用手掌把橙子压在桌面上滚几下，然后把铜片、锌片插入其中，将水果电池与发光二极管（LED）连接成如图所示电路，LED发光。铜片相当于电池的_____（选填“正”或“负”极；导线ab中的自由电子定向移动方向是__________（选填“从a到b”或“从b到a”）。 从b到a 正 【解析】铜片与发光二极管（LED）较长的脚（正极）相连，由于发光二极管具有单向导电性，LED发光，所以铜片相当于水果电池的正极。 电路中，电流的方向是从铜片（正极）经LED流向锌片（负极），也就是从a到b；而自由电子带负电，其定向移动方向与电流方向相反，所以导线ab中的自由电子定向移动方向是从b到a。 一、电流 二、导体与绝缘体 第2节 电流和电路 二、导体与绝缘体 1. 探究物体的导电性 橡胶棒 实验装置 实验过程 实验 现象 结论 取两个相同的验电器A和B，使A带电，B不带电，可看到验电器A的金属箔张开，B的金属箔闭合. 用橡胶棒把验电器A和B连接起来，观察验电器A、B金属箔的张角有无变化. 再次使验电器A带电，B不带电。用带绝缘柄的金属棒把A、B连接起来，观察验电器A、B金属箔的张角有无变化. 验电器A、B金属箔的张角没有变化. 验电器A的金属箔张角变小，验电器B的金属箔张角变大 电荷能在金属棒中定向移动，不能在橡胶棒中定向移动 二、导体与绝缘体 （1）导体：容易导电的物体叫作导体。 铅笔芯（主要是石墨） 铜芯 酸碱盐的溶液 2. 导体 如金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液等都是导体。 二、导体与绝缘体 （2）金属能导电的原因 ①自由电子 在金属中，部分电子可以脱离原子核的束缚而自由移动，这种电子叫作自由电子。 ②金属容易导电的原因 金属之所以能导电，靠的就是自由电子。平时金属内自由电子运动的方向杂乱无章，但是接上电池之后，它们就会做定向移动。 二、导体与绝缘体 3. 绝缘体 （1）绝缘体： 不容易导电的物体叫作绝缘体。 如橡胶、陶瓷、 玻璃、塑料等都是绝缘体。 二、导体与绝缘体 （2）绝缘体不易导电的原因 是因为电荷束缚在原子、分子之中，不能自由移动，没有自由移动的电荷。 二、导体与绝缘体 视频讲解——《导体和绝缘体》 二、导体与绝缘体 【例题4】下列关于导体和绝缘体的说法中正确的是（　） A．导体都是靠正电荷的定向移动来导电的 B．导体容易导电，所以是良好的电工材料；绝缘体不容易导电，所以不是良好的电工材料 C．通常情况下，石墨、大地、人体、铁、食盐水都是导体，橡胶、塑料、陶瓷、水都是绝缘体 D．导体在任何情况下都可以导电，绝缘体在任何情况下都不会导电 C 二、导体与绝缘体 【解析】A．金属导体是靠自由电子（负电荷）的定向移动来导电的，故A错误； B．导体容易导电，所以是良好的电工材料，绝缘体不容易导电，绝缘体是重要的电工材料，可以防止触电，故B错误； C．容易导电的物体叫导体，如：石墨、大地、人体、铁、食盐水等。不容易导电的物体叫绝缘体，常见的绝缘体包括：橡胶、塑料、陶瓷、水。故C正确； D．导体和绝缘体没有绝对的界限。如：常温下是绝缘体的玻璃加热到红炽状态时，就变为导体，故D错误。 故选C。 二、导体与绝缘体 【例题5】如图所示是加油站里常见的静电释放器（与大地相连）。工人提油枪加油前，须用手触摸静电释放器以清除身体上的静电，静电释放器应该用______（选填“金属”或“陶瓷”）制作。若人体带负电，除静电时，电流方向是从_________________（选填“人体流向静电释放器”或“静电释放器流向人体”）。 静电释放器流向人体 金属 【解析】为了释放人体所带的静电，静电释放器应该是由可以导电的导体制成的，故用金属制作。 电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，带负电荷的人用手接触静电释放器时，电子定向移动的方向是从人体流向静电释放器，则电流方向是从静电释放器流向人体。 二、导体与绝缘体 【例题6】飞机在飞行过程中与空气摩擦往往会带上负电。为了在飞机着陆时把电荷及时转移走，某些飞机会在地轮上安装搭地线（如图所示）。下列有关说法正确的是（ ） A．飞机带上负电是因为失去电子 B．与飞机摩擦的空气也会带负电 C．搭地线必须用绝缘体材料制作 D．着陆时电流从大地流向飞机 D 二、导体与绝缘体 【解析】A．飞机带上负电是因为得到电子，故A错误； B．飞机带上负电是因为得到电子，与飞机摩擦的空气因失去电子而带等量的正电，故B错误； C．飞机因得到电子带负电，为了避免发生放电现象，应将飞机带的电荷转移给大地，所以搭地线必须用导体材料制作，故C错误； D．飞机因得到电子带负电，着陆时飞机上的负电荷通过搭地线流向大地，而电流方向与负电荷定向移动的方向相反，所以电流从大地流向飞机，故D正确。 故选D。 三、电路的构成 第2节 电流和电路 三、电路的构成 1. 电路的概念 电路就是把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流可以流过的路径。 电源 导线 用电器 开关 一个完整的电路包括电源、用电器、开关和导线四种电路元件，缺一不可。图就是一个最简单的电路. 2. 电路的组成 三、电路的构成 3. 电路元件及其作用 干电池 蓄电池 发电机 （1）电源：提供电能的装置叫作电源。 发电机也是一种常见的电源，家庭电路中的电流是靠远方电站中的发电机来维持的。 学生电源 锂电池 三、电路的构成 （2）用电器 消耗电能的元器件，把电能转化为其他形式的能。 电冰箱 洗衣机 电灯 电风扇 微波炉 电视机 手机 三、电路的构成 空气开关 温控开关 声控开关 家庭电路开关 拨动开关 （3）开关 用来接通或断开电路，控制用电器工作，起控制电路的作用。 物理实验用开关 三、电路的构成 工程用导线 高压输电用导线 物理实验用导线 （4）导线：用来连接电路，输送电能。 三、电路的构成 视频讲解——《电路的构成与元件的作用》 三、电路的构成 【例题7】如图所示，用导线将电池、小灯泡和开关连成回路。闭合开关，小灯泡正常工作。下列说法不正确的是（　　） A A．小灯泡工作时持续消耗电流 B．小灯泡工作时持续消耗电能 C．电池将化学能转化成电能，为小灯泡提供能量 D．电路中的电流方向是从电源正极经开关和小灯泡流向电源负极 【解析】AB．小灯泡工作时持续消耗电能，将电能转化为光能，故A错误，B正确；C．电池将化学能转化为电能，为电路提供电能，故C正确； D．在电源外部，电流从电源正极出发，经过开关和小灯泡后，最终回到电源负极，故D正确。 故选A。 三、电路的构成 【例题8】导体内部大量的自由电荷，在电源的驱动下______移动形成电流。对电流的形成过程，人们通常用图示水流的形成过程来类比。水泵相当于_______，水轮机相当于_______。（后两空选填“电源”或“用电器”） 用电器 定向 电源 【解析】电流是电荷的定向移动形成的。在金属导体中，是自由电子在电源的作用下发生定向移动。水泵的作用是将水从低处抽到高处，形成水位差（压力差），使水能持续流动。就如同在电路中电源的作用是提供电压，使电荷能够定向移动形成电流，所以水泵相当于电源。 水轮机利用水流的能量转动，对外做功（如发电或带动机械）。在电路中，用电器是消耗电能进行工作的，所以水轮机相当于用电器。 四、课堂总结 第2节 电流和电路 四、课堂总结 ①形成：电荷的定向移动形成电流。 ②方向：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。 ①导体：容易导电的物体。如金属、人体、大地等。 ②绝缘体：不容易导电的物体。如橡胶、塑料、玻璃等。 ③金属导电的原因：内部有自由电子。 ①电路组成：电源、用电器、导线、开关等。 ②电源：提供电能的装置叫作电源。 ③用电器：消耗电能的装置叫作用电器。 导体与 绝缘体 电流和电路 电 路 电 流 五、提升训练 第2节 电流和电路 五、提升训练 1. 如图，取两个相同的验电器甲和乙，使甲带正电荷，乙不带电，然后用不带电的金属棒连接两验电器的金属球，下列分析正确的是（　　） B A．甲验电器带正电是因为它得到了正电荷 B．金属棒连接两金属球时，甲会得到电子，乙会失去电子 C．金属棒连接两金属球的瞬间，棒中负电荷从甲流向乙 D．金属棒连接两金属球的瞬间，棒中电流方向由乙到甲 五、提升训练 【解析】A．甲验电器带正电，是由于甲验电器失去了负电荷，正电荷数量不变，负电荷数量减少，导致带正电，故A错误； BC．由于甲验电器带正电，对电子的束缚能力强，用金属棒连接两金属球时，乙验电器中的电子会通过金属棒转移到甲验电器上，该过程中甲会得到电子，乙会失去电子，棒中负电荷从乙流向甲，故B正确，C错误； D．电流方向与负电荷定向移动方向相反，由于金属棒连接两金属球的瞬间，棒中负电荷从乙流向甲，所以金属棒连接两金属球的瞬间，棒中电流方向从甲流向乙，故D错误。 故选B。 五、提升训练 2. 如图所示的运油车正在卸油，为防止发生事故，用一条“绳子”把运油车与静电消除器相连，下列说法正确的是（ ） D A．“绳子”芯应是绝缘体 B．油罐带上电荷是由于流出的油和油罐摩擦创造了电荷 C．油罐带的电荷经静电消除器消除后，电荷全部消失 D．若多余的电子经接地线流向大地，则接地线中的电流方向向上 五、提升训练 【解析】A．运油车的轮胎是绝缘体橡胶，电荷不会转移到地面，而是越积越多，当达到一定程度时，会发生放电现象，产生电火花，使油燃烧甚至爆炸，为防止发生事故，用一条“绳子”把运油车与静电消除器相连，“绳子”可以使电荷从运油车转移到静电消除器，所以“绳子”芯应是导体，故A错误； B．根据摩擦起电的实质可知，油罐车带电是因为转移了电荷，而不是创造了电荷，故B错误； C．静电消除器的作用不是消除电荷，是发生电荷的转移，故C错误； D．电子带负电，其定向移动方向与电流方向相反，已知多余的电子经静电消除器上的接地线流向大地，所以此时的电流方向是向上的，也就是从大地流向静电消除器，故D正确。 故选D。 五、提升训练 【解析】A．用导线连接开关、电灯等用电器未包含电源，无法形成完整电路，故A错误；B． 干电池、蓄电池、发电机是电源，但电风扇是用电器（消耗电能），故B错误； C．电源是形成持续电流的必要条件（必须存在电源）之一，故C正确； D．玻璃、塑料、陶瓷是绝缘体，但不锈钢勺是导体，故D错误。 故选C。 3. 下列说法中正确的是（　　） A．用导线把开关、电灯等用电器连接起来就组成了一个完整的电路 B．干电池、蓄电池、发电机、电风扇都是电源 C．电源是电路中有持续电流的条件 D．玻璃、塑料笔杆、陶瓷碗、不锈钢勺都是绝缘体 C 五、提升训练 4. 如图所示的电路，由一节干电池、一个开关、一只小灯泡和几根铜导线组成，开关闭合后，小灯泡发光，关于这个电路，下列说法正确的是（　　） D A．电路中的电流是由正电荷定向移动形成的 B．干电池对外电路供电，是将电能转化成为化学能 C．铜导线中自由电子定向移动的方向与电流方向相同 D．电源外部的电流方向是从电源的正极经过用电器流向负极 五、提升训练 【解析】A．在金属导体（如本题中的铜导线）中，形成电流的是自由电子的定向移动，自由电子带负电。而在电解质溶液中，形成电流的是正、负离子的定向移动。因此，“电路中的电流是由正电荷定向移动形成的”这一说法不完全正确，对于金属导体电路是错误的。故A错误； B．干电池作为电源，在对外电路供电时，是把自身储存的化学能转化为电能。将电能转化为化学能是给蓄电池充电的过程。故B错误； C．物理学中规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向。自由电子带负电，在铜导线中，自由电子定向移动的方向与规定的电流方向相反。故C错误； D．在电源的外部，电流的方向被规定为从电源的正极出发，经过用电器，流回到电源的负极。这是一个基本定义。故D正确。 故选D。 五、提升训练 5. 如图是一个锌铜原电池：锌棒插入硫酸锌溶液中，铜棒插入硫酸铜溶液中，分别组成锌半电池和铜半电池，用盐桥连接两个半电池，小慧用导线连接锌棒和铜棒，并在电路中接入一个LED，观察到LED发光。关于此锌铜原电池，以下说法正确的是（　　） A A．锌棒是锌铜原电池的负极 B．锌铜原电池把内能转化为电能 C．导线中的电流方向是从锌棒流到铜棒 D．LED的正、负极对调接入电路，锌铜原电池也可以使其发光 五、提升训练 【解析】A．在锌铜原电池中，锌的化学性质比铜活泼，锌容易失去电子，发生氧化反应，作为电源的负极；铜棒得到电子，发生还原反应，作为电源的正极，故A正确； B．锌铜原电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置，而不是把内能转化为电能，故B错误； C．在电源的外部电路中，电流的方向是从正极流向负极。铜棒是正极，锌棒是负极，所以导线中的电流方向是从铜棒流向锌棒，故C错误； D．LED是发光二极管，具有单向导电性，只允许电流从其正极流入，负极流出。如果将其正、负极对调接入电路，电路中将没有电流通过，LED不会发光，故D错误。故选A。 五、提升训练 6. 发布雷电黄色预警后，需“停止在江、河、湖、海游泳”，是因为自然界的水和人体都是_________（选填“导体”或“绝缘体”）；当带负电的云层靠近建筑物时，向避雷针剧烈放电形成雷电，下列关于该放电过程的描述正确的是________。 A．电流方向是从避雷针流向云层     B．电流方向是从云层流向避雷针 C．正电荷从避雷针向云层方向移动     D．负电荷从避雷针向云层方向移动 导体 A 五、提升训练 【解析】 自然界的水和人体都容易导电，属于导体。 物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。放电时，负电荷从云层流向避雷针，电流方向是从避雷针流向云层，故A正确，BCD错误。 故选A。 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder 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