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人教版（2019）物理必修三
11.1《电源和电流》教学设计
课题 11.1《电源和电流》
教学目标 1.知识与能力目标（1）了解电流的形成（2）知道电源的作用和导体中的恒定电场（3）知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流（4）会求解电流2.情感目标通过电流的定义法，培养学生思维抽象能力。
教学重点 了解电流的形成知道电源的作用和导体中的恒定电场知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流
教学难点 求解电流
教学过程 1.整体教学思路及注意事项本节课开始了对电路知识的学习。内容相对较少，也较为简单。要提醒学生不能掉以轻心。这节课是后面学习电动势的前置知识点。其次，为解决从静电场知识转为电路知识的突兀感。应将静电场和恒定电场做出对比。2.新课导入如图，用一根导线将带电体A、B连在一起，根据我们学习过的接触起电原理可知，导线内的自由电子和B所携带的负电荷会定向的流向A，形成了电流。导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，因此导线中只会产生一个瞬时电流。那么。如何让才能形成恒定电流呢？
3.讲解新知3.1 电源我们在两个带电体之间，插入一个装置，它能把自由电子从正极搬到负极。这个装置就是电源。电源作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流。电源不生产电荷。它只是电荷的搬运工。3.2 恒定电场虽然导线内的电荷在不停运动，但一直会有新的电荷来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。即，恒定电场。3.3 电流物理意义：表示电流强弱程度的物理量。公式： 。q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。1A＝103mA=106μA电流为标量，但有方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；负电荷定向移动方向的反向为电流的方向。3.4电流的三种电荷形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。3.5电流的计算要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向移动。当正、负电荷都参与定向移动时，正、负电荷对电流的形成都有贡献。金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。电解液中的自由电荷是正、负离子，运用计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。环形电流的计算采用等效的观点分析。所谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运动的电荷，常取一个周期来计算等效电流。利用求等效电流。3.6 三种速率电流的传导速率等于光速，为3×108 m/s。电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为10－4 m/s。电子热运动速率，其大小与温度有关，约为105 m/s。
4.随堂、课后巩固练习题根据教学过程中的实际效果，对《11.1 电源和电流同步分题型练习题》进行选择。
板书设计
教学总结及反思
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电源和电流
高中物理 / 人教版（2019） / 必修三/第十一章
目 录：
01
学习目标
02
新课导入
03
新课探究
电流的形成
电源的作用
电流的定义、单位、方向
04
课堂小结
05
课堂练习
06
课后作业
学习目标
01
02
03
知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流
了解电流的形成
知道电源的作用和导体中的恒定电场
04
会求解电流
新课导入
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A
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+
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B
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如图，用一根导线将带电体A、B连在一起，根据我们学习过的接触起电原理可知，导线内的自由电子和B所携带的负电荷会定向的流向A，形成了电流。
新课导入
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A
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B
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A
B
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，因此导线中只会产生一个瞬时电流。
那么。如何让才能形成恒定电流呢？
新知探究
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A
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+
B
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我们在两个带电体之间，插入一个装置，它能把自由电子从正极搬到负极。这个装置就是电源。
-
电源
电 源
-
电源作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流。
电源不生产电荷。它只是电荷的搬运工。
虽然导线内的电荷在不停运动，但一直会有新的电荷来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。
即，恒定电场。
恒定电场
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A
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B
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电源
-
新知探究
物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
公式： 。q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。
单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。1A＝103mA=106μA
电流为标量，但有方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；负电荷定向移动方向的反向为电流的方向。
电 流
新知探究
形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。
电流的三种电荷
新知探究
要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向移动。
当正、负电荷都参与定向移动时，正、负电荷对电流的形成都有贡献。
电流的计算
新知探究
金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用 计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。
电解液中的自由电荷是正、负离子，运用 计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。
环形电流的计算采用等效的观点分析。所谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运动的电荷，常取一个周期来计算等效电流。利用 求等效电流。
电流的计算
新知探究
电流的传导速率等于光速，为3×108 m/s。
电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为10－4 m/s。
电子热运动速率，其大小与温度有关，约为105 m/s。
三种速率
新知探究
课堂小结
1．（电源）（多选）下列关于电源的说法正确的是（ ）
A．电源是将电能转化为其他形式的能的装置
B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差
C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的
D．在电源内部负电荷由正极流向负极（或正电荷由负极流向正极）
课堂练习
BD
【详解】在电源内部把电子从正极搬运到负极，克服静电力做功，将其他形式的能转化为电能，A错误；电荷的搬运使电源正、负极间维持一定电势差，B正确；导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，C错误；在电源内部，负电荷从电源正极流向负极（或正电荷从负极流向正极），D正确。
课堂练习
2．（电流）（多选）下列关于电流的说法中，正确的是（ ）
A．电荷的定向移动形成电流
B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安
C．电流既有大小又有方向，电流相加时遵从平行四边形定则
D．由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
ABD
课堂练习
【详解】电流产生的原因是由于电荷的定向移动形成的，A正确；国际单位制中，电流的单位是安培，B正确；电流有大小，也有方向，但相加时遵从代数运算，C错误；由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，D正确。
课堂练习
3．（电流的计算）某兴趣小组调查一条河流的水质情况，计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于6C的正离子和9C的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是（ ）
A．0.25A顺流而下 B．0.05A顺流而下
C．0.25A逆流而上 D．0.05A逆流而上
D
课堂练习
【详解】在1min内通过横截面的总电荷量应为q=6-9=-3C,所以电流方向与河水的流动方向相反，即电流的方向为逆流而上，ABC错误，D正确。
课堂练习
4．（电流的计算）电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子沿半径为r的圆形轨道运动,已知电子的质量为m，电子的电荷量为e，则其等效电流的大小为（ ）
A． B．
C． D．
A
课堂练习
【详解】电子做绕核运动，由库仑定律和牛顿第二定律，可知 根据电流定义式 ，可知联立，解得
课堂练习
完成《11.1 电源和电流同步分题型练习题》
课后作业中小学教育资源及组卷应用平台
11.1《电源和电流》分题型同步练习
TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l _Toc28651 电源 1
电流 2
电流的计算 2
11.1《电源和电流》分题型同步练习答案解析 4
电源
1．下列说法正确的是（ ）
A．电源的作用是使电路中产生电荷
B．电源的作用是使电路中的电荷发生定向移动
C．只要电路中有电源，电路中就会形成持续的电流
D．导线中的电场是由电源两极在空间直接形成的
2．（多选）下列关于电源的说法正确的是（ ）
A．电源是将电能转化为其他形式的能的装置
B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差
C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的
D．在电源内部负电荷由正极流向负极（或正电荷由负极流向正极）
3．现今生活，人们出行时会随身携带多种电子设备，而移动电源能够满足人们随时随地充电的需求，深受人们的喜爱。下列关于电源的说法正确的是（ ）
A．电源的作用是使正极聚集负电荷，负极聚集正电荷，以持续对外供电
B．在电源外部，电流是从电源的负极流向正极
C．有电源，电路中一定有持续的电流
D．电源是将其他形式的能转化为电能的装置
电流
4．（多选）下列关于电流的说法中，正确的是（ ）
A．电荷的定向移动形成电流
B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安
C．电流既有大小又有方向，电流相加时遵从平行四边形定则
D．由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
5．关于电流，下列说法中正确的是（ ）
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
6．关于电流的方向，下列说法中正确的是
A．在外电路中，电流的方向是从高电势一端流向低电势端
B．在电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端
C．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同
D．给电容器充电时，电流从正极板流出，流入负极板
电流的计算
7．电路中，每分钟有4.8×10-3 C的电荷流过导线的某一横截面，已知一个电子的带电量为e=1.6×10-19 C，求∶
（1）每分钟内流过该导线这一横截面的电子数目；
（2）流过该导线的电流。
8．一条导线中的电流为，在内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？
9．某兴趣小组调查一条河流的水质情况，通过计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于的正离子和的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是（ ）
A．顺流而下 B．顺流而下
C．逆流而上 D．逆流而上
10．如图所示的电解槽接入电路后，在t秒内有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e为元电荷，以下说法正确的是（ ）
A．当n1＝n2时电流强度为零
B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝
C．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度I＝
D．电流方向从A→B，电流强度I＝
11．电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子沿半径为r的圆形轨道运动,已知电子的质量为m，电子的电荷量为e，则其等效电流的大小为（ ）
A． B． C． D．
12．（多选）半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是（ ）
A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍
B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍
C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大
D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小
11.1《电源和电流》分题型同步练习答案解析
1 【答案】B
【详解】导体中本身就有自由电荷，电源的作用不是使电路中产生电荷，而是使正负电荷分开，使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，电源两端就会产生电压，电压使电路中电荷产生定向移动形成电流，A错误，B正确；只要电路中有电源，且电路要闭合，电路中就会形成持续的电流，C错误；导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，D错误。
2 【答案】BD
【详解】在电源内部把电子从正极搬运到负极，克服静电力做功，将其他形式的能转化为电能， A错误；电荷的搬运使电源正、负极间维持一定电势差，B正确；导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，C错误；在电源内部，负电荷从电源正极流向负极（或正电荷从负极流向正极），D正确。
3 【答案】D
【详解】电源的作用是使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，故A错误；在电源外部，电流是从电源的正极流向负极，故B错误；电路中有持续电流的条件是有电源和通路，有电源不一定有持续的电流，故C错误；从能量转化的角度看，电源是将其它形式的能转化为电能的装置，故D正确。
4 【答案】ABD
【详解】电流产生的原因是由于电荷的定向移动形成的，A正确；国际单位制中，电流的单位是安培，B正确；电流有大小，也有方向，但相加时遵从代数运算，C错误；由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，D正确。
5 【答案】C
【详解】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荷数n以及截面积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，但电流的运算法则不遵循平行四边形定则，故电流是标量，故D错误。
6 【答案】A
【详解】在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源的内部，电流从负极流向正极，电源正极电势高于负极电势，A正确，B错误；电子带负电，电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反，C错误；电容器充电时，电子流入负极板，所以电流从负极板流出，流入正极板，D错误。
7 【答案】（1）3.0×1016个；（2）8.0×10 5A
解：（1）每分钟流经导线这一横截面积的电子数目为
（2）流经该导线的电流为
8 【答案】(1)；(2)个
通过横截面的电荷量为
通过横截面的电子数为个
9 【答案】D
【详解】在内通过横截面的总电荷量应为所以电流方向与河水的流动方向相反，即电流的方向为逆流而上，ABC错误，D正确。
10 【答案】D
【详解】电荷的定向移动形成电流，正电荷的定向移动方向是电流方向，负电荷移动的方向与电流方向相反，由图示可知，溶液中的正离子从A向B运动，，负电荷由B向A运动，因此电流方向是A→B，电流大小故选D。
11 【答案】A
【详解】电子做绕核运动，由库仑定律和牛顿第二定律，可知根据电流定义式，可知联立，解得
12 【答案】AB
【详解】截取圆环的任一截面S，如题图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有I=又，所以I＝。由I＝可知，若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，故A正确；由I＝可知，电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍，故B正确；由I＝可知，若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环的半径增大，对电流没有影响，故CD错误。
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11.1 电源和电流
学习目标：
（1）了解电流的形成
（2）知道电源的作用和导体中的恒定电场
（3）知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流
（4）会求解电流
1.新课导入
如图，用一根导线将带电体A、B连在一起，根据我们学习过的接触起电原理可知，导线内的自由电子和B所携带的负电荷会定向的流向A，形成了电流。
导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为等势体，达到静电平衡，因此导线中只会产生一个瞬时电流。
那么。如何让才能形成恒定电流呢？
2.电源
我们在两个带电体之间，插入一个装置，它能把自由电子从正极搬到负极。这个装置就是电源。
电源作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路有持续的电流。
电源不生产电荷。它只是电荷的搬运工。
3.恒定电场
虽然导线内的电荷在不停运动，但一直会有新的电荷来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。
即，恒定电场。
4.电流
物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
公式： 。q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。
单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。1A＝103mA=106μA
电流为标量，但有方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；负电荷定向移动方向的反向为电流的方向。
电流的三种电荷
形成电流的三种电荷为自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子。
电流的计算
要分清形成电流的电荷种类，是只有正电荷或负电荷，还是正、负电荷同时定向移动。
当正、负电荷都参与定向移动时，正、负电荷对电流的形成都有贡献。
金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用计算时，q是某一时间内通过金属导体横截面的电子的电荷量。
电解液中的自由电荷是正、负离子，运用计算时，q应是同一时间内正、负两种离子通过横截面的电荷量的绝对值之和。
环形电流的计算采用等效的观点分析。所谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运动的电荷，常取一个周期来计算等效电流。利用求等效电流。
5.三种速率
电流的传导速率等于光速，为3×108 m/s。
电子定向移动速率，其大小与电流有关，约为10－4 m/s。
电子热运动速率，其大小与温度有关，约为105 m/s。
6.课堂小结
7.随堂练习
1．（电源）（多选）下列关于电源的说法正确的是（ ）
A．电源是将电能转化为其他形式的能的装置
B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差
C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的
D．在电源内部负电荷由正极流向负极（或正电荷由负极流向正极）
1 【答案】BD
【详解】在电源内部把电子从正极搬运到负极，克服静电力做功，将其他形式的能转化为电能， A错误；电荷的搬运使电源正、负极间维持一定电势差，B正确；导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，C错误；在电源内部，负电荷从电源正极流向负极（或正电荷从负极流向正极），D正确。
2．（电流）（多选）下列关于电流的说法中，正确的是（ ）
A．电荷的定向移动形成电流
B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安
C．电流既有大小又有方向，电流相加时遵从平行四边形定则
D．由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
2 【答案】ABD
【详解】电流产生的原因是由于电荷的定向移动形成的，A正确；国际单位制中，电流的单位是安培，B正确；电流有大小，也有方向，但相加时遵从代数运算，C错误；由可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，D正确。
3.（电流的计算）某兴趣小组调查一条河流的水质情况，通过计算结果表明，被污染的河里一分钟内有相当于的正离子和的负离子向下游流去，则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是（ ）
A．顺流而下 B．顺流而下
C．逆流而上 D．逆流而上
3 【答案】D
【详解】在内通过横截面的总电荷量应为所以电流方向与河水的流动方向相反，即电流的方向为逆流而上，ABC错误，D正确。
4.电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子沿半径为r的圆形轨道运动,已知电子的质量为m，电子的电荷量为e，则其等效电流的大小为（ ）
A． B． C． D．
4 【答案】A
【详解】电子做绕核运动，由库仑定律和牛顿第二定律，可知根据电流定义式，可知联立，解得
8.课后作业
完成《11.1 电源和电流同步分题型练习题》
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