11.1 电源和电流 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕“电源与电流”核心内容，系统讲解电源作用、恒定电流形成、电流定义及微观表达式，通过“思考与讨论”及情境对比（如导体带电与连通器水流）导入，引导学生从静电平衡过渡到持续电流条件，搭建认知支架。 其亮点在于以科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究（问题驱动）为核心，通过水流类比建构电源作用模型，设计多梯度思考问题（如电子电势能变化、导线电场特点）引导探究，例题涵盖金属、电解液、环形电流等情境，课堂小结系统梳理公式与概念。学生能深化物理观念，提升推理能力，教师可借助结构化资源提高教学效率。

11.1 电源与电流 思考与讨论 如何让电路中持续有电流呢? 11.1 电源与电流 11.1 电源和电流 物 理 学习目标 1.通过实例对比，引导学生思考持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。 2.通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。 3.通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。 11.1 电源与电流 一、电源 - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ _ A B 情境一：有A、B两个导体，分别带正、负电荷 思考1.A、B会在周围激发怎样的电场？ 思考2.A、B间有电势差吗？ 思考3.如果在它们之间连接一条导线会产生电流吗？ 思考4.导线内一直有电流吗？ 电流持续到什么时候结束？ 5.若开始A、B带电量不等呢？ A、B电势有什么特点？ 思考6.请总结产生电流的条件。 等势体 导体中产生电流的条件:①存在自由电荷；②导体两端存在电势差 思考7.如何使导线中有持续电流呢？ 高 电 势 低 电 势 11.1 电源与电流 一、电源 抽水机 水势A 水势B K K 水势A 水势B 情境二：打开阀门K，连通器中水怎么流动？ 思考1.产生水流的条件有哪些？ 思考2.如何才能在连通器中产生恒定的水流？ 产生水流的条件:①存在水；②存在高度差 思考3.抽水机的作用是什么呢？ 抽水机的作用: ①将水从低处搬到高处； ②保持高度差 11.1 电源与电流 一、电源 2.电源作用： 正极 负极 - - - + A + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - + 抽电机 高 电 势 低 电 势 保持导体两端的电势差(电压)， 使电路有持续的电流 3.电流的形成：电荷的定向移动形成电流 1.电源定义： 思考1.电子的电势能如何变化？从能量的角度P发挥了怎么样的作用？ 把其它形式的能转化为电能的装置。 电源 4.常见电源： 干电池 铅蓄电池 太阳电池 锂电池 把自由电子从高电势搬到低电势的装置。 11.1 电源与电流 二、恒定电流 ③恒定电流：大小方向都不随时间变化的电流 恒定电场： + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 思考1.有电源后，导体中自由电荷定向移动的原因？ 正极 负极 思考2.导线内电场是怎样的呢？ M N E0 F Fn Ft M N E0 E E′ M N E 导线内很快形成沿导线方向的稳定电场 思考3.形成沿导线的电场后，电荷还定向移动吗？ 思考4.定向移动过程中，回路哪里的电荷会变多吗？ 由稳定分布的电荷产生稳定的电场。 动态平衡 ①特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随时间变化，基本性质与静电场相同; ②适用情况：在静电场中的φ、U及其与E的关系 5.这样形成的电流又什么特点？电流表示数什么特点。 A 思考6.若换一个电源Q，电流表示数还一样吗？ Q 思考7.如何描述一个电路中电流的强弱程度呢？ 11.1 电源与电流 三、电流 I 3.公式： 1.物理意义:表示电流的强弱程度 2.定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。 4.单位: 国际单位: 常用单位： 思考1.通过某个横截面的电荷量越多，I越大吗？ 能不能说I与q成正比？ 思考2.适用于什么情况呢？ 安培(A) 1A=1C/s 毫安（mA）、微安（μA） （单位时间内通过导体横截面积的电荷量） 思考3.电流是标量还是矢量？ 5.标量: 有大小，有方向（但不遵循平行四边形定则） 规定正电荷定向移动方向为电流方向 11.1 电源与电流 三、电流 I 例1：在金属导体中，若10 s内通过横截面的电荷量为10 C，则导体中的电流为____，方向与自由电子运动的方向____(选填“相同”或“相反”) . 例2：如图所示的电解槽接入电路后，在时间t内有n1个1价正离子通过溶液内截面S，有n2个1价负离子通过溶液内截面S，设元电荷为e，以下说法正确的是(　　) A. 当n1＝n2时电流强度为零 B. 当n1＞n2时，电流从A→B，电流强度为I＝（n1－n2）e/t C. 当n1＜n2时，电流从B→A，电流强度I＝（n2－n1）e/t D. 电流方向从A→B，电流强度I＝（n1＋n2）e/t: 1A 相反 D 11.1 电源与电流 三、电流 I 例3：安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设带电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，其电流的等效电流I和方向为(　 　) A. ve/2πr，顺时针　　 B. ve/r，顺时针 C. ve/2πr，逆时针　　 D. ve/r，逆时针 C 总结三种电流的求法： 1.金属导体中电流的求法； 2.电解液中电流的求法； 3.环形电流的求法； 11.1 电源与电流 三、电流 I 例4：(1) 容量：电池放电时输出的________．单位：“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)． (2) 如图所示是某品牌电动汽车的标识牌，以下说法错误的是(　　) A. 该电池的容量为60 A·h B. 该电池以6 A的电流放电，可以工作10 h C. 该电池以6 A的电流放电，可以工作60 h D. 该电池充满电可贮存的电荷量为2.16×105 C 整车型号 CH830BEV 最大设计总质量 1 800 kg 动力电池容量 60 A·h 驱动电机额定功率 30 kW 驱动电机型号 WXMP30LO 车辆设计代号VIN LVFAD1A3440000003 C 总电荷量 11.1 电源与电流 四、电流微观表达式的探究 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.求导体AD内电流大小I. 思路： ①导体AD内自由电荷的总数量N； ②导体AD内自由电荷的总电荷量Q； ③导体AD内自由电荷全部通过横截面D所用的时间t； S - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 11.1 电源与电流 拓展：三种速率 1.电子定向移动的速率约10-5m/s 3.电子热运动的平均速率105m/s 2.电场的传播速率 3×108m/s. 与电流有关 与 温度有关 与形成电流有关。 问题探究：既然电子的定向运动速率很小，为什么闭合开关时电路中的电灯立刻就亮了呢？ 与电流有关 与 温度有关 与形成电流有关。 11.1 电源与电流 四、电流微观表达式的探究 A 11.1 电源与电流 课堂小结 电源 和 电流 电源 能把自由电子从正极搬到负极的装置 恒定电场 M N E 微观表达 vt v S v 电流 电荷的定向移动 定义式： 11.1 电源与电流 1.(多选)一段粗细均匀的导线的横截面积为S，导线内自由电子的电荷量为e，导线单位长度内自由电子数为n1，导线单位体积内自由电子数为n2，自由电子定向运动的平均速率为v，单位时间内通过某一横截面的自由电子数为n3。则导线中的电流为（ ） A．n1eSv   B．n1ev C．n2eSv   D．n3e S - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 思考1.如何表示t时间内通过横截面积的电荷量q？ BCD 11.1 电源与电流 2．北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道。当环中电子以光速的百分之一运动而形成10 mA的电流时，则环中运行的电子数目为(c＝3×108 m/s，e＝1.6×10－19 C)（ ） A．5×1012个   B．5×1011个 C．1×1012个   D．1×1014个 － 电荷量q为多少？ 如何表示t？ 思考1.这个电流形成的原因？ － － － A 11.1 电源与电流 3.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子(初速度为零)经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电荷量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是( ) 思考1.电流的微观的表达式？ I=neSv v为多少？ D 11.1 电源与电流 4.(多选)两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是( ) A．A和B导线中的电流之比为1∶2 B．A和B导线两端的电压之比为3∶2 C．A和B导线的横截面积之比为2∶3 D．A和B导线中自由电荷定向移动 的平均速率之比为3∶1 10 4 4 0 I之比？ S之比？ v之比？ I=neSv 思考: 的变化代表什么？ 导线两端电压之比？ BD 11.1 电源与电流 谢谢！ 11.1 电源与电流 Lavf58.20.100 2.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，阿伏加德罗常数为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. eq \f(MI,ρNASe)　　 B. eq \f(MINA,ρSe) C. eq \f(INA,MρSe)　　 D. eq \f(INASe,Mρ) $