2025高考物理總復習電路的基本概念及規(guī)律

第十章電路及其應用考情分析試題情境生活實踐類家用電器、新能源電動汽車、超級電容器、手機充電等學習探究類電表改裝、導體電阻率的測量、測量電源的電動勢和內(nèi)阻、用多用電表測量電學中的物理量第1課時電路的基本概念及規(guī)律目標要求1.知道電流的概念、定義式及微觀表達式。2.理解部分電路歐姆定律及電阻定律。3.會進行串、并聯(lián)電路分析，理解電表改裝的原理。4.理解焦耳定律并能區(qū)分純電阻電路和非純電阻電路。內(nèi)容索引考點一

電流的概念及表達式考點二

部分電路歐姆定律及電阻定律考點三

串、并聯(lián)電路分析電表的改裝原理課時精練考點四

電功、電功率、電熱、熱功率><考點一電流的概念及表達式1.電流電荷的

形成電流，I＝____。2.電流形成的條件：導體中有

；導體兩端存在

。3.電流的標矢性：電流是標量，但有方向，規(guī)定

定向移動的方向為電流的方向。定向移動自由電荷電壓正電荷思考1.如圖所示，設金屬導體的橫截面積為S，導體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v，試推導電流的微觀表達式。答案推導：t時間內(nèi)電荷定向移動的距離L＝vt，t時間內(nèi)通過導體某一橫截面的電荷數(shù)N＝nvtS，t時間內(nèi)通過導體某一橫截面的電荷量Q＝Nq＝nvtSq，電流2.在導體導電時，電流的傳輸速度與電荷定向移動的平均速率相同嗎？答案不同，電流以光速傳輸，電荷定向移動的平均速率遠小于光速。例1

(2024·江蘇連云港市檢測)如圖所示的電解池，通電1s時間內(nèi)共有0.2C的正離子和0.3C的負離子通過截面xy，則這個電路中的電流是A.0.5A

B.0.2A

C.0.8A

D.0.6A√例2

(2023·江蘇無錫市南菁中學段考)一根長為L、橫截面積為S、電阻率為ρ的金屬棒，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速度為v，則電子運動時受到的平均阻力大小為

√公式適用范圍公式含義一切電路I＝nqSv一切電路從微觀上看，n、q、S、v決定了I的大小金屬、電解質(zhì)溶液I由U、R決定，I∝U、I∝電流的三種表達式及其比較返回部分電路歐姆定律及電阻定律><考點二1.部分電路歐姆定律(1)內(nèi)容：導體中的電流跟導體兩端的

成正比，跟導體的

成反比。(2)表達式：I＝_____。(3)適用范圍：

導電和

導電，不適用于氣態(tài)導體或半導體元件。電壓電阻金屬電解質(zhì)溶液2.對U－I圖像和I－U圖像的理解(如圖甲、乙所示)(1)圖線a、c、d、f表示線性元件，b、e表示非線性元件。(2)圖線b上的點與O點連線的斜率不斷變小，電阻不斷變??；圖線e上的點與O點連線的斜率不斷變大，電阻不斷變小。(3)圖中Ra

Rc，Rd

Rf。(均選填“>”“<”或“＝”)(4)對于非線性元件，應根據(jù)R＝

計算某點的電阻，而不是該點切線的斜率(或斜率的倒數(shù))。><3.電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成

，與它的橫截面積S成

；導體電阻還與構(gòu)成它的

有關。(2)公式：R＝_____。其中l(wèi)是導體的長度，S是導體的橫截面積，ρ是導體的

，其國際單位是

，符號為

。正比反比材料電阻率歐·米Ω·m(3)電阻率①物理意義：反映導體的

，是導體材料本身的屬性。②電阻率與溫度的關系金屬：電阻率隨溫度升高而

；負溫度系數(shù)半導體：電阻率隨溫度升高而

；超導體：一些金屬和合金在溫度低到臨界溫度時，電阻可以降到0。導電性能增大減小3.電阻率越大，導體對電流的阻礙作用就越大。(

)4.U－I圖像上的點與坐標原點連線斜率的變化反映阻值的變化。(

)×××√例3

(2023·江蘇南京市開學考)如圖所示是某白熾燈的伏安特性曲線，圖中OA連線與橫軸的夾角為α，A點的坐標為(U0，I0)，其切線與縱軸交點的縱坐標為I1，則A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B.對應A點，白熾燈的電阻可表示為tanα√I－U圖像斜率的倒數(shù)表示電阻，由題圖可知，隨著電壓的增大，白熾燈電阻增大，故A錯誤；例4

(2024·江蘇連云港市期中)近地大氣層可視為電阻率較大的漏電介質(zhì)，雷暴對大氣層“電擊”時，離地面H處的大氣層與帶負電的地面之間電勢差為U，已知雷暴t秒鐘內(nèi)給地球充電的電荷量為Q，地球表面積近似為S，則A.離地面越近電勢越高√由于大氣層帶正電，地球表面帶負電，則電場線由大氣層指向地球表面，根據(jù)沿著電場線方向，電勢逐漸降低，可知離地面越近電勢越低，故A錯誤；電阻的決定式和定義式的區(qū)別返回公式區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式說明了電阻的決定因素提供了一種測電阻的方法，并不能說明電阻與U和I有關只適用于粗細均勻的金屬導體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導體串、并聯(lián)電路分析電表的改裝原理><考點三1.串、并聯(lián)電路的特點

串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I＝______________I＝______________電壓U＝________________U＝_______________電阻R＝_______________功率分配P1R1＝P2R2＝…＝PnRnP總＝P1＋P2＋…＋PnI1＝I2＝…＝InI1＋I2＋…＋InU1＋U2＋…＋UnU1＝U2＝…＝UnR1＋R2＋…＋Rn2.串、并聯(lián)電路幾個常用的推論(1)串聯(lián)電路的總電阻

其中任一部分電路的總電阻。(2)并聯(lián)電路的總電阻

其中任一支路的總電阻，且

其中最小的支路總電阻。(3)無論電阻怎樣連接，每一段電路的總電功率P總是

各個電阻的電功率之和。(4)無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路中任意一個電阻變大時，電路的總電阻

。大于小于小于等于變大

改裝成大量程電壓表改裝成大量程電流表內(nèi)部電路

改裝原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流3.電表的兩種改裝的比較

改裝成大量程電壓表改裝成大量程電流表所需電阻阻值改裝后的量程U＝Ig(Rg＋R)校準電路

1.并聯(lián)電路的總電阻一定大于其中某一支路的電阻。(

)2.串聯(lián)電路中某一電阻增大，總電阻增大，并聯(lián)電路中某一電阻增大，總電阻減小。(

)3.若將分壓電阻串聯(lián)在電流表上改裝成電壓表后，增大了原電流表的滿偏電壓。(

)×××例5

(2024·江蘇揚州市丁溝中學期中)如圖所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B兩端接在電壓恒定的電源上，則A.S斷開時，R1與R2兩端的電壓之比為5∶1B.S閉合時，R1與R2兩端的電壓之比為2∶5C.S閉合時，通過R2與R3的電流之比為2∶1D.S閉合時，R1與R2的功率之比為2∶5√S斷開時，R1與R2串聯(lián)，兩端電壓之比為U1∶U2＝R1∶R2＝1∶5，A錯誤；S閉合時，通過R2與R3的電流之比為1∶1，C錯誤；例6

(2023·江蘇省吳江中學檢測)電流表G改裝成電流表和電壓表的電路如圖所示，已知G的滿偏電流Ig＝300μA，內(nèi)阻Rg＝1400Ω，R1＝100Ω，R2＝500Ω，R3＝2580Ω，A、B為兩表筆。(1)若開關S接1，則表筆A上允許通過的最大電流Im＝________A；6×10－3當電流表G上的電流達到最大值Ig時，表筆A上的電流最大，設開關S接1時R1上的電流為I1，則I1＝

Im＝I1＋Ig，代入數(shù)值解得Im＝6×10－3A(2)若開關S接3，兩表筆A、B并聯(lián)在某電路兩端，電流表G的指針指在表盤刻度“2”上，則該電路兩端電壓的測量值U＝____V。2返回><考點四電功、電功率、電熱、熱功率1.電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系

意義公式聯(lián)系電功電流在一段電路中所做的功W＝____對純電阻電路，電功等于電熱：W＝Q＝UIt＝I2Rt；對非純電阻電路，電功大于電熱：W>Q電熱電流通過導體產(chǎn)生的熱量Q＝____UItI2Rt

意義公式聯(lián)系電功率單位時間內(nèi)電流所做的功P＝____對純電阻電路，電功率等于熱功率：P＝P熱＝UI＝I2R；對非純電阻電路，電功率大于熱功率：P>P熱熱功率單位時間內(nèi)導體產(chǎn)生的熱量P熱＝____UII2R2.純電阻用電器與非純電阻用電器的比較1.公式W＝UIt＝

＝I2Rt適用于所有電路。(

)2.在非純電阻電路中P＝UI>I2R。(

)3.焦耳定律只適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路。(

)×√×例7四盞白熾燈泡連接成如圖所示的電路。a、c燈泡的規(guī)格為“220V

40W”，b、d燈泡的規(guī)格為“220V

100W”，各個燈泡的實際功率都沒有超過它的額定功率。對這四盞燈泡實際消耗功率的說法正確的是A.a燈泡實際消耗的功率最小B.b燈泡實際消耗的功率最小C.c燈泡實際消耗的功率最小D.d燈泡實際消耗的功率最小√例8

(2023·江蘇沭陽縣一中期中)如圖所示為電動機提升重物的裝置，電動機線圈電阻r＝1Ω電動機兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，重物m受到重力為20N。不計摩擦力，求：(1)電動機的輸入功率和線圈電阻上消耗的熱功率各是多少？答案5W

1W電動機的輸入功率P＝IU＝5W線圈電阻上消耗的熱功率P熱＝I2r＝12×1W＝1W(2)電動機的輸出功率和效率各是多少？答案4W

80%電動機的輸出功率P出＝P－P熱＝4W(3)電動機可以把重物以多大的速度豎直向上提升？答案0.2m/s根據(jù)P出＝Gv可得v＝0.2m/s返回課時精練1.(2023·江蘇南通市期中)北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是周長為L的圓形軌道，當環(huán)中電子以速度v沿軌道做勻速圓周運動時形成的電流為I，已知電子電荷量為－e，則環(huán)中運行的電子數(shù)目為√1234567891011122.(2024·江蘇鎮(zhèn)江中學階段檢測)家用電熱水器，在使用時具有漏電危險，當發(fā)生漏電時，電流會經(jīng)過水管中的水與人體相連從而發(fā)生意外事故。“隔電墻”可以在一定程度上保護人體的安全，其裝置如圖甲，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是一個螺旋狀的絕緣管道，結(jié)構(gòu)如圖乙，它實則上是將水管的水道變得更細更長，安裝位置如圖丙。下列分析正確的是A.漏電時“隔電墻”能完全隔斷電流B.“隔電墻”是靠減小水流速度來減

小電流而保護人體安全C.“隔電墻”是通過增加管道中水的

電阻率來保護人體安全的D.“隔電墻”是通過增加管道中水的電阻來減小電流從而保護人體安全√123456789101112123456789101112根據(jù)電阻定律可知

水的電阻率不變，在該情況下，將水流變長，橫截面積變小來增大電阻，減小電流，從而對人體起到保護作用，但不能完全隔斷電流。故A、B、C錯誤，D正確。3.如圖所示，是將滑動變阻器作為分壓器用的電路，A、B為分壓器的輸出端，R是電阻，電源電壓為U保持恒定。如果滑片P位于變阻器的中央，下列判斷正確的是123456789101112C.滑片P向上移動，輸出電壓增大D.負載電阻R的阻值越大，輸出電壓越小√123456789101112由電路可知，電阻R與滑動變阻器的下半部分并聯(lián)，并聯(lián)后再與上半部分串聯(lián)，由并聯(lián)電路特點可知，并聯(lián)部分的總電阻小于滑動變阻器最大電阻的一半，再由串聯(lián)電路特點可知，輸出端的電壓即并聯(lián)部分的電壓小于

故A、B錯誤；滑片P向上移動，并聯(lián)部分的電阻變大，由“串反并同”的規(guī)律可知，輸出電壓增大，故C正確；負載電阻R的阻值越大，并聯(lián)部分的電阻越大，由“串反并同”的規(guī)律可知，輸出電壓越大，故D錯誤。4.(2022·江蘇鹽城市期中)某一導體的伏安特性曲線如圖中AB段(曲線)所示，以下關于導體的電阻說法正確的是A.B點對應的電阻為12ΩB.B點對應的電阻為40ΩC.工作狀態(tài)從A變化到B時，導體的電阻因溫度

的影響改變了1ΩD.工作狀態(tài)從A變化到B時，導體的電阻因溫度的影響改變了9Ω√1234567891011121234567891011125.如圖甲所示為一款兒童電動汽車，該款電動汽車的部分參數(shù)如圖乙所示，則下列說法正確的是A.電機的輸入功率等于54WB.電源規(guī)格中的45A·h，A·h是

電功的單位C.電機在正常工作時突然被卡住不轉(zhuǎn)動，此時通過電機的電流會超過2AD.電機線圈的電阻為6Ω123456789101112√123456789101112由參數(shù)可知，電機正常工作時的電流為2A，額定電壓為12V，所以電機的輸入功率為P＝UI＝24W，故A錯誤；A·h是電荷量的單位，故B錯誤；由參數(shù)可知，電機正常工作時的電流為2A，若電機在正常工作時突然被卡住不轉(zhuǎn)動，此時通過電機的電流會超過2A，故C正確；根據(jù)題意，由于電機為非純電阻電路，則電機線圈的電阻小于6Ω，故D錯誤。6.(2022·江蘇卷·2)如圖所示，電路中燈泡均正常發(fā)光，阻值分別為R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻不計，四個燈泡中消耗功率最大的是A.R1 B.R2C.R3 D.R4√1234567891011121234567891011127.(2024·江蘇鹽城市階段檢測)如圖甲所示，有一種電吹風由線圈電阻為r的小型電動機與電阻為R的電熱絲串聯(lián)組成，電路如圖乙所示，將電吹風接在電路中，電吹風兩端的電壓為U，電吹風正常工作，此時電熱絲兩端的電壓為U1，則下列判斷正確的是

√1234567891011121234567891011128.四只完全相同的燈泡分別用圖甲、乙兩種方式連接，電路兩端電壓分別為6V和10V。當燈泡都正常發(fā)光時，R1、R2消耗的電功率分別為P1和P2，則A.P1>P2 B.P1<P2C.P1＝P2 D.無法確定123456789101112√燈泡都正常發(fā)光，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，兩電路總電流關系為I1＝2I2，電路總功率分別為U1I1＝P1＋2PL，U2I2＝P2＋2PL，得P1－P2＝2U1I2－U2I2>0，即P1>P2，故選A。9.(2023·江蘇省常州高級中學檢測)如圖所示，同種材料制成且厚度相等的長方體合金塊A和B，上表面為正方形，邊長之比為2∶1。A、B分別與同一電源相連，電源內(nèi)阻忽略不計，則A.通過A、B的電流之比為2∶1B.通過A、B的電流之比為1∶2C.A、B中自由電荷定向移動速率之比為2∶1D.A、B中自由電荷定向移動速率之比為1∶2√123456789101112123456789101112根據(jù)I＝nqSv，因SA∶SB＝2∶1，則vA∶vB＝1∶2，C錯誤，D正確。10.四個相同的小量程電流表(表頭)分別改裝成兩個電流表A1、A2和兩個電壓表V1、V2。已知電流表A1的量程大于A2的量程，電壓表V1的量程大于V2的量程，改裝好后把它們按如圖所示連接法連入電路，則A.電流表A1的讀數(shù)小于電流表A2的讀數(shù)B.電流表