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

该高中物理导学案聚焦“电源和电流”，核心涵盖电源作用、恒定电流概念、电流定义式与微观表达式及电池容量。通过A、B导体带电的问题链（电场线、电势、电流形成等）导入，衔接电场知识，引导学生思考持续电流条件，构建电源作用的学习支架。 资料以“导学”问题链驱动科学探究，推导电流微观表达式培养科学思维（科学推理、模型建构），例题结合充电宝、手机电池等生活实例强化物理观念（能量观念），习题覆盖重点难点，助力学生深化理解，提升解决实际问题能力。

第十一章 电路及其应用 11.1 电源和电流 [学习目标] 1.了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。 2.理解电流的定义，知道电流的单位和方向，学会用公式I＝分析问题(重点)。 3.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各物理量的意义(重难点)。 一、电源 【导学】 1．A、B两个导体，分别带正、负电荷。如图所示： (1)请画出电场线来描述电场。 (2)请描述一下这幅图中电势的高低情况。 (3)电流是如何形成的？ (4)自由电子为什么会定向移动？从哪里移动到哪里？ (5)这样移动的结果，会引起什么物理量发生变化？ (6)我们当然不希望电流是如此短暂的，那应该怎么办？怎样产生持续的电流？ 【知识整理】 2．电源的定义：能在电源内部把电子从电源 搬运到电源 的装置就是电源。 3．电源的作用：使导体两端始终存在 。 二、恒定电流 【导学】导线内的电场是如何形成的？在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷会做什么运动？自由电荷会在导体中一直加速吗？ 【知识整理】 4．恒定电场 （1）定义：由稳定分布的________所产生的稳定的____________。 （2）形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由_________、________等电路元件所积累的电荷共同形成的。 （3）特点：任何位置的电荷分布和电场分布都不随时间变化，其基本性质与__________相同。 5．恒定电流 （1）定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为_________，电流的强弱程度用______这个物理量表示。 （2）公式：I=__________，其中：I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的__________。 （3）单位：_______，简称安，符号是A；常用的电流单位还有毫安（mA）、微安（μA）。 1 A=___________ mA；1 A=___________μA。 【例题】 6．在时间t内通过导体横截面的电荷量为q，则通过该导体的电流（     ） A． B． C． D． 7．如图，4s内通过金属导体某截面S的电子总电荷量为8C，则该导线中电流强度的大小和方向分别为（　　） A．2A，向右 B．32A，向右 C．2A，向左 D．32A，向左 8．如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，这次通过人体组织平均放电电流为（    ） A．0.18A B．9A C．90A D．180A 三、电流的微观表达式 【导学】 9．电荷的定向移动形成电流。通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值叫做电流，定义式为 。如果金属导体的横截面积为 S，单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e， 自由电子定向移动的速率为v，请推导电流的微观表达式。 【知识整理】 I＝是电流的定义式，I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关。 I＝nqvS是电流的微观表达式，从微观上看，电流取决于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小q、定向移动的速率v，还与导体的横截面积S有关。 【例题】 10．某同学家里照明进户线选用的是横截面积为的铜线，该铜线内自由电子的密度为个，某段时间该铜线中通过的电流为，，则该铜线中自由电子定向移动的平均速率约为（     ） A． B． C． D． 11．一直径为的金属丝通有电流为的恒定电流，已知金属中单位体积内自由电子的个数为，自由电子所带电荷量为，则自由电子在金属丝内定向移动的速率为（　　） A． B． C． D． 四、电池的容量 【导学】某充电宝信息如图所示，其中20000mA·h代表哪个物理量？ 【知识整理】 电池的容量 （1） 定义：电池放电时输出的总电荷量 （2） 单位：A·h或mA·h 【例题】 12．我国新能源车所用电池续航里程越来越远。某电池容量为80A·h，单位“A·h”对应的物理量为（　　） A．电荷量 B．电压 C．能量 D．电流 13．某手机的说明书标明该手机电池容量为4000mAh，待机时间为21d。说明书还标明，用该手机播放视频的时间是18h，请估算播放视频的电流是待机电流的几倍。（     ） A．28 B． C． D．24 14．如图为酒店常用的一种送餐服务机器人，为机器人供电的锂电池容量为，正常工作时的电流为3A。根据上述信息，下列说法正确的是（     ） A．30A·h的A·h是能量单位 B．充满电后机器人最长连续工作时间为30h C．充满电后机器人最长连续工作时间为10h D．电池充满电后总电荷量为30C 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．（1） （2）图中沿电场线方向电势逐渐降低，A导体电势最高，B导体电势最低。 （3）电流是自由电子在静电力作用下沿导线做定向运动形成的。 （4）自由电子受到静电力作用而发生定向移动；从低电势处移动到高电势处，即从B移动到A。 （5）这样移动的结果，会导致B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快消失。 （6）在A、B之间连接一个装置，它能在B失去电子的过程中，不断从A取走电子，补充给B，使A、B始终带一定量的正、负电荷。这样A、B之间始终存在电势差，产生持续的电流。 2. 正极 负极 3. 电压 导学：略 4． 电荷 电场 电源 导线 静电场 5． 恒定电流 电流 电荷量 安培 6．A 【详解】电流的定义是在单位时间内通过导体横截面的电荷量，因此。 故选A。 7．C 【详解】电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷（电子）定向移动的方向相反。题目中电子向右运动，因此电流方向向左，电流大小为 故选C。 8．C 【详解】电容器所带的电荷量为 这次通过人体组织平均放电电流为 故选C。 9． 【详解】设q为时间t内通过某横截面的电荷量，N为该时间内通过的电子个数 q=Ne N=nSL L=vt 可得 10．D 【详解】根据电流的微观表达式（为自由电子数密度，为元电荷，S为导体横截面积，为自由电子定向移动平均速率），变形得 先统一单位，横截面积 代入已知数值计算 故选D。 11．A 【详解】金属丝的横截面积为 则在时间内通过该横截面的电荷量为 则金属丝内的电流为 联立可得 故选A。 12．A 【详解】A．根据电流的定义式 可知，电荷量 。其中 的单位是安培（A）， 的单位是小时（h），所以“A·h”是电荷量的单位，故A正确； B．电压的单位是伏特（V），故B错误； C． 能量的单位是焦耳（J）或千瓦时（kW·h），故C错误； D．电流的单位是安培（A），故D错误。 故选A。 13．A 【详解】电池容量是指电池的存储电量，或电池能输出的总电荷量，根据 可得该手机待机时电流 该手机播放视频时电流为 则播放视频时电流是待机时电流的。 故选A。 14．C 【详解】A．的A是电流单位，h是时间单位，是电荷量单位，故A错误； BC．充满电后机器人最长连续工作时间为，故C正确，B错误。 D．电池充满电后总电荷量为，故D错误。 故选C。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $