3.1 电流（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦恒定电流的“电流”核心内容，涵盖形成条件、方向规定、大小公式及微观解释，从电场传播与电子运动速率的区别切入，构建从宏观定义到微观实质的知识支架，衔接前后概念。 其亮点在于通过知识辨析（如判断“有电压就有电流”的正误及解析）培养科学思维，对比I=q/t与I=neSv深化物理观念，结合半导体载流子典例引导科学探究。学生能提升推理与应用能力，教师可借助结构化内容高效教学。

1.电流:由自由电荷的定向移动形成。 2.形成电流的条件:回路中存在自由电荷和电压。 3.形成持续电流的条件:导体两端有持续电压。 4.电流的速度:并不是电子的运动速度,而是电场的传播速度,它等于3.0×108 m/s。 5.电子热运动的平均速率:构成导体的自由电子在不停地做无规则热运动,常温下金属内的自 由电子热运动的平均速率数量级为105 m/s。 6.电子定向移动速率:自由电子在电场的作用下做整体的定向移动,其定向移动速度很小,数 量级大约是10-5 m/s。 知识点 1 电流的形成 知识 清单破 第3章　恒定电流 第1节　电流 第1讲　描述运动的基本概念 1.电流的方向 (1)规定:正电荷定向移动的方向。 (2)金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向相反。 (3)外电路中,电流总是从电源正极流向电源负极。 2.电流的大小和单位 (1)流过导体某一横截面的电荷量与所用时间之比称为电流。 (2)定义式:I= 。 (3)单位 电流单位:安培,符号为A。 常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)。 知识点 2 电流的方向和大小 第1讲　描述运动的基本概念 换算关系:1 A=103 mA=106 μA。 (4)直流电:方向不随时间改变。 恒定电流:大小和方向都不随时间改变。 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.任何物体,只要两端有电压,就有电流。 ( ) 2.电路中的电流越大,表示通过导体横截面的电荷量越多。 ( ) 3.从微观角度看,当导体内没有电场时,在常温下,金属内的自由电子以105 m/s的平均速率在 不停地做无规则热运动,也能形成电流。 ( ) 　回路中还必须存在自由电荷。 由I= 知,电流越大,单位时间通过导体横截面的电荷量越多。 从宏观(统计)角度来看,这些自由电子朝任一方向运动的概率都一样,没有整体定向运 动,形不成电流。     ✕         ✕         ✕     提示 提示 提示 第1讲　描述运动的基本概念 4.运用公式I= 计算电解液中的电流时,q应是同一时间内正、负两种离子通过同一横截面的 电荷量的绝对值之和。 ( ) 5.金属导体导电时定向移动的电荷为自由电子,电解质溶液导电时定向移动的自由电荷为 正、负离子,气体导电时定向移动的电荷为自由电子、正离子和负离子。( )     √         √     第1讲　描述运动的基本概念 讲解分析 1.对电流的定义式I= 的理解 (1)电流指电荷定向移动时单位时间内通过导体某一横截面的电荷量,即I= ,其中q是在时间t 内通过某一横截面的电荷量,不是通过单位面积的横截面的电荷量。 (2)电解液中正、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,应用I= 时,q为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 (3)在应用I= 计算时,各个物理量的单位都用国际单位制表示。 疑难 情境破 疑难 电流的大小及微观解释 第1讲　描述运动的基本概念 两个公式 I=  I=neSv 公式性质 定义式 决定式 电流的意义 t时间内的 平均电流 某时刻的瞬时电流 描述的角度 大量电荷定向移动的宏观表 现 形成电流的微观实质 联系 由I=q/t可推导出I=neSv 2.电流的两个公式I=   和I=neSv的比较 第1讲　描述运动的基本概念 典例 电荷的定向移动形成电流,电流是物理量中的基本量之一。电流载体称为载流子,大自 然有很多种承载电荷的载流子,例如,金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等 离子体内的正负离子、半导体中的自由电子和空穴,这些载流子的定向移动,都可形成电 流。有一圆柱形的纯净半导体硅,其横截面积为2.5 cm2,通有电流2 mA时,其内自由电子定 向移动的平均速率为7.5×10-5 m/s,空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5 m/s【1】。已知硅的 密度为2.4×103 kg/m3,摩尔质量是28 g/mol,电子的电荷量e=-1.6×10-19 C, 空穴和自由电子总 是成对出现【2】,它们所带电荷量相等,但电性相反,阿伏加德罗常数为N0=6.02×1023 mol-1。 若一个硅原子至多释放一个自由电子,试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原 子释放出自由电子。 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】自由电子定向移动和空穴定向移动的方向相反,自由电子和空穴分别带负 电和正电,形成的电流方向相同。 【2】空穴和自由电子总是成对出现说明单位体积内自由电子和空穴数目相同。 思路点拨    利用电流的微观表达式【3】,结合总电流等于二者定向移动形成的电流之和, 计算出单位体积内的自由电子数,通过比值可求解。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    设此半导体单位体积内有n个自由电子,同时也将有n个空穴(由【2】得到);以S表示横 截面积,v1、v2分别表示半导体中空穴和自由电子定向移动的平均速率,I1和I2分别表示半导体 中空穴和自由电子形成的电流,则有:I1=nev1S,I2=nev2S(由【3】得到) 总电流I=I1+I2(由【1】得到) 由此可得n=  设单位体积内有n个硅原子放出自由电子;单位体积内硅原子的个数N= N0 则 =  代入数据解得 ≈1×10-5 说明每1×105个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子。 答案    1×105 第1讲　描述运动的基本概念 $