第二章 1 电流 电压 电阻（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（教科版）

该高中物理课件聚焦电流、电压、电阻核心概念，涵盖欧姆定律、恒定电场与恒定电流及多用电表使用。通过“导体中自由电荷为何定向移动”等问题导入，衔接静电场知识，构建从定义公式到微观表达式再到仪器应用的学习支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构（如电流微观表达式推导）和科学探究（电解质溶液导电性实验）为主线，结合讨论交流与分层练习。例如通过不同导体电流计算表格及多用电表调零操作实例，帮助学生深化物理观念，教师可借助系统资料提升教学效率。

第 二 章 电流　电压　电阻 1 1.了解形成电流的条件、电流的定义式及微观表达式(重难点)。 2.理解欧姆定律。 3.认识多用电表并能够进行电流表和电压表的改装(重难点)。 学习目标 内容索引 课时对点练 一、电路、电流、电压、电阻 二、恒定电场与恒定电流 三、认识多用电表 < 一 > 电路、电流、电压、电阻 1.电路 (1)组成：至少由　　　、　　　　、　　　和　　　四部分组成。 (2)电路的三种状态：　　　、　　　、　　　是电路的三种状态，其中______是必须避免出现的。 (3)电路的两种最基本的连接方式：　　　和　　　。 2.电流 (1)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。 (2)定义：某段时间内通过导体截面的　　　　　与　　　　　　的比。 电源 用电器 导线 开关 通路 断路 短路 短路 串联 并联 电荷量q 通电时间t (3)表达式：I=(q是在时间t内通过导体某一横截面的电荷量)。 (4)符号及单位：电流用符号I表示，国际制单位制中，电流的单位是安培，符号为A。常用单位还有 　　　(mA)和微安(μA)，1 A=　　 mA= _____ μA。 3.电压 (1) 　　　是形成电流的必要条件。 (2)单位：在国际单位制中它的单位是　　　，简称　　，符号是　　。 (3)电压的测量：测量电压使用　　　表，它必须与被测量电路　　联，这是因为　　联电路各支路电压相等。 毫安 103 106 电压 伏特 伏 V 电压 并 并 4.电阻 (1)定义：导体两端　　　与通过导体　　　之比。 (2)表达式：R=　　。 (3)单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是　　。 (4)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。 5.欧姆定律 (1)内容：通过导体的电流I跟它两端的电压U成　　　，跟它的电阻R成　　 。 (2)公式：I=。 (3)适用条件：适用于纯电阻电路，对金属导体和电解质溶液适用。 电压 电流 Ω 正比 反比 电流的方向是如何规定的？金属导体中电流的方向是怎样的？电流有方向，电流是矢量吗？ 讨论交流 答案　(1)规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。 (2)金属导体中自由移动的电荷是自由电子，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 (3)电流虽然有方向，但它是标量，其计算遵循代数运算法则。 　 (2024·广安市第二中学高二期中)在示波管中，电子枪2 s内发射了6× 1013个电子，则示波管中电流为(电子电荷量e=1.6×10-19 C) A.9.6×10-6 A B.3×10-3 A C.4.8×10-6 A D.3×10-6 A 例1 √ 6×1013个电子总电荷量为q=6×1013×1.6×10-19 C=9.6×10-6 C，则示波管中电流大小为I== A=4.8×10-6A，故选C。 　(2024·泸州市高二期末)如图所示，探究电解质溶液导电性实验时，电解液的横截面积为2 cm2，若每秒内有0.4 C的正离子和0.4 C的负离子沿相反方向通过此横截面，则此时电解质溶液中电流为 A.0 B.0.2 A C.0.4 A D.0.8 A 例2 √ 电解液中电流是由正、负离子同时向相反方向定向移动形成的，通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，根据电流的定义式可知 I== A=0.8 A，故选D。 不同导体中电流的计算方法 总结提升 金属 导体 自由电荷只有自由电子，运用I=计算时，q是t时间内通过金属导体横截面的自由电子的总电荷量，电流方向与自由电子的运动方向相反 电解液 自由电荷是正、负离子，正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，运用I=计算时，q是在时间t内通过电解液横截面的正、负两种离子的电荷量的绝对值之和，电流方向与正离子运动方向相同 总结提升 电离状态的气体　 空气是绝缘体，但空气被电离后就成了导体，其中自由电荷既有正、负离子，也有自由电子，利用公式I=求气体导电电流时，q应是在时间t内通过横截面的三种带电粒子的电荷量的绝对值之和 　 (多选)小强在探究定值电阻两端电压和电流的关系，当在该电阻两端加U=20 V的电压时，通过该电阻的电流为I=5 A。下列说法正确的是 A.该电阻的阻值为4 Ω B.如果仅将电压升高到30 V，则通过的电流为6 A C.如果仅将该电阻换成阻值为10 Ω的定值电阻，则通过的电流应为2 A D.当通过该电阻电流为零时，定值电阻的阻值应为零 例3 √ √ 由欧姆定律得R== Ω=4 Ω，该电阻的阻值为4 Ω，A正确； 由于该电阻的阻值不变，则仅将电压升高到30 V，通过该电阻的电流应为I1== A=7.5 A，B错误； 如果仅将电阻换为阻值为10 Ω的定值电阻，由欧姆定律得I'== A= 2 A，C正确； 定值电阻的阻值是一定的，与通过电阻的电流大小无关，D错误。 (1)公式R=是电阻的定义式，对于给定导体，电阻是一定的，与两端是否加电压、导体中是否有电流无关。 (2)对于给定的导体，电阻一定，由I=知，I与U成正比。 总结提升 返回 < 二 > 恒定电场与恒定电流 我们已经知道电荷的定向移动形成电流，但导体中的自由电荷为什么会定向移动？ 答案　因为导体内部存在一种类似于静电场那样的电场。 1.恒定电场 (1)定义：聚集的电荷在导体内产生的类似于　　　　的电场。 (2)形成：这种电场是由于　　　的作用，在电路的不同部位聚集了一定的　　　而形成的。 (3)特点：导线内的电场线与导线平行，电荷的分布是稳定的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。 梳理与总结 静电场 电源 电荷 2.恒定电流 (1)概念：电流的　　　保持不变的电流。 (2)形成：在　　　　　的作用下，导体中的自由电荷沿电场线方向　　，同时在运动过程中又不断地与导体内不能自由移动的粒子发生碰撞而______，从宏观上看，这些自由电荷定向移动的速率　　　　　。 大小 恒定电场 加速 减速 保持不变 如图所示，设一段粗细均匀的导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷所带的电荷量为q。导体内部存在恒定电场，自由电荷在电场作用下定向运动形成电流，设自由电荷沿着导体定向运动的平均速率为v。在A、B两截面所夹的圆柱体内的自由电荷，在时间t内可以全部通过横截面B。 (1)请根据电流的定义求出该导体中通过的电流大小。 讨论交流 答案　根据电流的定义 I===nSvq (2)如果该导体的电阻为R，求它两端的电压大小。 答案　根据欧姆定律，该导体两端电压 U=IR=nSvqR。 　在一条横截面积为1 mm2的铜导线内通有1 A电流，导线内自由电子定向运动的平均速率是多大(已知铜导线内自由电子的密度为8.4×1028个/m3，电子电荷量为1.6×10-19 C，计算结果保留两位有效数字)？ 例4 答案　见解析 设自由电子在导线内定向移动的平均速率为v，从导线一端定向移到另一端所用时间为t，则导线长度为l=vt，体积为V=Sl=Svt， 则I===neSv，得v= 由题意可知S=1×10-6 m2，I=1 A，n=8.4×1028个/m3，e=1.6×10-19 C 解得v≈7.4×10-5 m/s。 1.自由电子定向移动速率：金属导体中的自由电子定向移动形成电流，其中自由电子定向移动速率的数量级一般为10-5 m/s。 2.电子热运动速率：导体内的自由电子在永不停息地做无规则的热运动，由于热运动，自由电子向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下自由电子热运动速率的数量级为105 m/s。 3.电场传播速率(或电流传导速率)：等于光速。闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c的速度建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成了电流。 总结提升 返回 < 三 > 认识多用电表 1.用途：共用一个表头，可以分别测量　　　、　　　和　　 等物理量。 2.两种多用电表 电压 电流 电阻 (1)如图所示是常用的指针式多用电表(左图)和数字式多用电表(右图)。二者的不同在于指针式电表是根据　　　指示的位置读取数据，而数字式电表则直接把测量的结果在显示屏上用　　 显示出来。 指针式多用电表分为四个区域，分别是 　　　　　(DC mA)、________ (DC V)、 　　　　　(AC V)和 　　　(Ω)，每个区域内又分为若干个量程。把选择开关旋转到　　　　或　　　　的某个量程的位置，它就是电流表或电压表。 指针 数字 直流电流 直流电压 交流电压 电阻 电流挡 电压挡 3.多用电表中电流的流向：红表笔接“+”插孔，黑表笔接“-”插孔。 (1)电流挡串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出电表。 (2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出”。 (3)使用电阻挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极，电流仍然是“红进、黑出”。 (4)选择开关旋转到电阻区域的某个量程处，它就是一个测量电阻的表，简称电阻表(或欧姆表)，这时表内部有电池作为电路的电源，如图所示 ①调零：使用前先把两支表笔 　　　(直接接触)，这时可看到指针偏转到表盘右侧接近满偏处，调整电阻挡调零旋钮，即调节调零电阻的阻值，使得指针指示电阻挡刻度线的零位置。 ②测量时被测电阻要跟电源以及其他元件断开，且不要用手接触表笔的金属杆，读数时要乘以倍率。 ③如果指针偏转的角度过大或过小，应该旋转选择开关以改变　　　，重新调零，再次测量。 ④测量时指针稳定下来后处于靠近表盘中间的位置，测量结果比较准确。 短接 倍率 　 (多选)下面关于多用电表的说法中正确的是 A.多用电表是电压表、电流表、电阻表共用一个表头改装而成的 B.用多用电表测电压、测电流、测电阻时，0刻度线都位于表盘的右侧 C.用多用电表测电压、测电流、测电阻时，外面电路都必须接通电源 D.用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入，经 　表头后从黑表笔流出 例5 √ √ 多用电表是电压表、电流表、电阻表共用一个表头改装而成的，故A正确； 用多用电表测电压、测电流时，其0刻度线位于表盘的左侧；测电阻时，0刻度线都位于表盘的右侧，故B错误； 用多用电表测电压、测电流时，外电路必须接通电源；测电阻时，外电路要断开电源，故C错误； 用多用电表测电压、测电流及测电阻时，电流都是从红表笔流入，经表头后从黑表笔流出，故D正确。 返回 < 四 > 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 CD C D AC B AD A ACD 题号 9 10 11 12 答案 D B D (1)1∶1　1∶2　(2)1∶1　1∶1 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 考点一　电流　电压　电阻 1.(多选)由欧姆定律I=推得R=，下列说法中正确的是 A.导体的电阻与导体两端电压成正比 B.导体的电阻与通过导体的电流成反比 C.导体的电阻是导体本身的属性，等于电压与电流的比值 D.不同导体的电阻可能不同 基础对点练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 √ 33 导体的电阻是导体本身的属性，与导体两端的电压、电流无关，导体电阻的大小等于导体两端电压与电流的比值，不同导体的电阻可能不同，故选C、D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 2.(2024·遂宁市射洪中学高二月考)关于电流，下列说法正确的是 A.通过导线横截面的电荷量越多，电流越大 B.电子运动的速度越大，电流越大 C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大 D.因为电流有方向，所以电流是矢量 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 电流的大小取决于电量与时间的比值，即单位时间内通过的电量，电荷量多也可能是时间长导致的，故A错误； 由I=neSv可知，电流不但与电子定向移动的速率有关，还与单位体积内的自由电子数n以及横截面积S有关，所以电子定向移动速率越大，电流不一定越大，故B错误； 根据电流的定义可知单位时间内通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大，故C正确； 电流虽然有方向，但电流是标量，故D错误。 3.(2024·南充市高二月考)如图所示，在水平放置的金属导体中，4 s内有 2 C的电子水平向右通过金属导体某一横截面。关于金属导体内电流的大小和方向，下列说法正确的是 A.2 A，水平向右 B.2 A，水平向左 C.0.5 A，水平向右 D.0.5 A，水平向左 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 根据电流的定义式I=，代入数据可得I=0.5 A，而规定电流的方向为正电荷定向移动的方向，与负电荷移动的方向相反，电子带负电，可知电流的方向水平向左。故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 4.(多选)(2024·宜宾市第四中学高二月考)某电路两端电压保持不变，当电路电阻为20 Ω时，电路中电流为0.3 A；当电阻增加到30 Ω时，电路中的电流和电路两端的电压为 A.0.2 A B.0.4 A C.6 V D.12 V √ 电路两端的电压为U=I1R1=20×0.3 V=6 V，故C正确，D错误； 由于电路两端的电压不变，则I1R1=I2R2，当电阻增加到30 Ω时，电路中 的电流I2== A=0.2 A，故A正确，B错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 5.通过甲、乙两导线横截面的电荷量之比为3∶5，甲、乙两导线通电时间之比为3∶2，则通过甲、乙两导线的电流之比为 A.1∶5 B.2∶5 C.5∶2 D.5∶1 √ 由I=得=·=·=×=，B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 考点二　电流的微观表达式 6.(多选)(2024·四川省江油市太白中学高二期中)一段粗细均匀的导体的横截面积为S，流过其中的电流恒为I，导体每单位体积内的自由电子数为n，每个自由电子所带的电荷量为e，自由电子沿着导体定向移动的平均速率为v。在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数为 A.nSvΔt B.neSvΔt C. D. √ √ Δt时间内，电子定向移动的距离x=vΔt，通过导体横截面的自由电子数N=nSx，解得N=nSvΔt，A正确，B错误； 根据q=IΔt，则N==，C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 7.(2023·四川省江油市高二阶段练习)如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为Sa∶Sb=1∶2，已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面，电子电荷量e=1.6×10-19 C，则 A.流经导线a的电流为0.16 A B.流经导线b的电流为0.32 A C.5 s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面 D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb=1∶1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 根据电流的定义可知流经导线a的电流为Ia== A=0.16 A，故A正确； 导线a、b串联，所以流经导线a、b的电流相等，即Ib=Ia=0.16 A，同理可知5 s内有5×1018个自由电子通过导线b的横截面，故B、C错误； 根据电流的微观表达式I=neSv可知自由电子在导线a和b中移动的速率之比为va∶vb=Sb∶Sa=2∶1，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 8.(多选)(2024·宜宾市叙州区第一中学月考)在一次实验中某同学用电流表测出了流过导体A的几组电流，用电压表测出了导体A两端对应的几组电压，通过描点连线得出了A的U-I图像。把导体A改换为导体B，得出了B的U-I图像，如图所示，下列说法正确的是 A.对导体A，当通过的电流为I1时，电阻为R1，当通过的电流为I2时，电阻为 　R2，则R1=R2== B.导体A的电阻随电流的增大而增大 C.A的电阻大于B的电阻 D.的值反映了导体A对电流的阻碍作用比导体B的大 √ 能力综合练 √ √ A导体的图像上的点与原点连线的斜率不变，则A的电阻不变，电阻由U和I的比值定义，由题图可知R1=R2==，故A正确，B错误； 电阻越大，说明电阻对电流的阻碍作用越大，由图像可知，A的电阻大于B的电阻，导体A对电流的阻碍作用比导体B的大，故C、D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 9.(2024·成都市金苹果锦城第一中学高二期中)如图所示的电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是 A.当n1=n2时，电流为零 B.当n1>n2时，溶液中电流方向从A→B，电流为I=e C.当n1<n2时，溶液中电流方向从B→A，电流为I=e D.溶液中电流方向A→B，电流为I=e √ 根据正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，可判断出溶液中电流方向为A→B，故A、C错误； 由题意可知t秒内流过横截面S的电荷量为q=(n1+n2)e，可得电流为I==e，故B错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 10.(2024·四川省期末)北京正负电子对撞机的储存环是周长为L的近似圆形的轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为 A. B. C. D. √ n个电子形成的电流为I===，故选B。 11.(2024·成都市第七中学高二期中)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，其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是 A. B. C. D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 质子在加速电场中加速，根据动能定理有Ue=mv2 根据电流的微观表达式I=neSv， 联立解得n=，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 12.(来自教材)A、B两根材料相同的导线，长度相同，A的横截面积是B的横截面积的2倍。 (1)把它们串联在电路中，通过它们的电流大小分别是IA和IB，它们内部自由电子移动的平均速率分别是vA和vB，则IA∶IB及vA∶vB各是多少？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 答案　1∶1　1∶2　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 因为串联电路中，电流处处相等，所以通过它们电流大小之比为 IA∶IB=1∶1 由电流的微观表达式I=neSv可得，它们内部自由电子移动的平均速率之比为vA∶vB=SB∶SA=1∶2 (2)把它们并联在电路中，它们两端的电压大小分别是UA和UB，它们内部恒定电场的场强分别是EA和EB，则UA∶UB及EA∶EB各是多少？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 11 12 答案　1∶1　1∶1 把它们并联在电路中时，它们两端的电压大小相等，所以它们两端的电压大小之比为UA∶UB=1∶1 因为它们的长度相等，由E=得，它们内部恒定电场的场强之比为EA∶EB=1∶1。 返回 第 二 章 本课结束 $