人教版2024年高考一輪復(fù)習(xí)物理《第42講 電路的基本概念和規(guī)律》復(fù)習(xí)講義

第42講電路的基本概念和規(guī)律

目錄

復(fù)習(xí)目標(biāo)

網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

考點(diǎn)一電流的理解與計(jì)算

【夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】

知識(shí)點(diǎn)電流的計(jì)算

【提升?必考題型歸納】

考向1電流定義式的應(yīng)用

考向2電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用

?考點(diǎn)二電阻與電阻定律的理解

【夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】

知識(shí)點(diǎn)1電阻定律

知識(shí)點(diǎn)2電阻的計(jì)算

【提升?必考題型歸納】

考向電阻定律的應(yīng)用

?考點(diǎn)三歐姆定律與伏安特性曲線

【夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】

知識(shí)點(diǎn)1歐姆定律

知識(shí)點(diǎn)2伏安特性曲線

【提升?必考題型歸納】

考向歐姆定律及伏安特性曲線的綜合應(yīng)用

?考點(diǎn)四電功與電熱、電功率與電熱功率

【夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理】

知識(shí)點(diǎn)1電功率和焦耳定律

知識(shí)點(diǎn)2純電阻電路與非純電阻電路的比較

【提升?必考題型歸納】

考向1純電阻熱功率計(jì)算

考向2非純電阻熱功率計(jì)算

真題感悟

1、理解電流概念，并會(huì)用微觀表達(dá)式求電流。

2、理解電阻定律和歐姆定律，并能利用其計(jì)算電阻。

3、理解電功率和焦耳定律，并會(huì)計(jì)算純電阻和非純電阻的熱功率等問(wèn)題。

考點(diǎn)要求考題統(tǒng)計(jì)考情分析

2022年江蘇卷第2高考對(duì)電路的基本概念和規(guī)

題律的考查，有些省市較為頻

(1)電流的計(jì)算

2022年江蘇卷第2繁，題目難度不大。這一部

(2)電阻定律和歐姆定律

題分內(nèi)容的歐姆定律和焦耳定

(3)電功率和焦耳定律

2023年1月浙江卷律也可能結(jié)合電磁感應(yīng)中的

第6題電路問(wèn)題加以考查。

電金的』餐和諱H

1電用定律內(nèi)吝

電明定律

的基本做念和;

律

電期值耳定律

考點(diǎn)一電流的理解與計(jì)算

.分基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理

知識(shí)點(diǎn)電流的計(jì)算

1.形成的條件：導(dǎo)體中有自由電荷;導(dǎo)體兩端存在曳壓。

2.電流是標(biāo)量：亞電苞定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向。

3.電流的計(jì)算

公式公式含義

定義式TF反映了I的大小，但不能說(shuō)I8q,

tt

微觀式I=nqSv從微觀上看n、q、S、v決定了I的大小

U由、決定，

決定式I=—IURI^UT

R

注意:

電解液導(dǎo)電回異種電荷反向通過(guò)某截面，q=|qd+qj

電子繞核旋轉(zhuǎn)等

e、,m++nkQq4/

"@；I=斤,T為周期，=m-^r.

效電流

_.

提升?必考題型歸納

考向1電流定義式的應(yīng)用

1.自動(dòng)體外除顫器是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備，它可以診斷特定的心律失常，并

且給予電擊除顫，是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟?；颊叩尼t(yī)療設(shè)備。

某型號(hào)自動(dòng)體外除顫器的電容器電容是16uF,充電至4kV電壓，電容器在4ms

時(shí)間內(nèi)完成放電，下列說(shuō)法正確的（）

A.電容器放電完成后電容為零B.電容器的擊穿電壓為4kV

C.電容器充電后的電荷量為0.64CD.電容器放電過(guò)程中平均電流為16A

【答案】D

【詳解】A.電容是表征電容器儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)大小的物理量，放電之后，電容器

的電容大小是不變的，故A錯(cuò)誤；

B.該電容器電壓可充電到4.OkV,必然小于擊穿電壓，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)Q=CU=16X106X4.0Xl（）3C=0.064C可知放電前，電容器儲(chǔ)存的電量為

0.064C,故C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)/=2黑A=16A可知該次放電平均電流為16A,故D正確。故選D。

2.如圖所示的電解池接入電路后，在t秒內(nèi)有m個(gè)一價(jià)正離子通過(guò)溶液內(nèi)某截

面S,有出個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)某截面S,設(shè)e為元電荷，以下說(shuō)法正確的

是（）

+?4Q5-

S

A.當(dāng)nkn?時(shí)，電流為零

B.當(dāng)6＞龜時(shí)，電流方向從A-B,電流為/=為■產(chǎn)

C.當(dāng)小＜“時(shí)，電流方向從BfA,電流為/=@；勺"

D.無(wú)論出、上大小如何，電流方向都從A-B,電流都為/=

【答案】D

【詳解】由題意可知，流過(guò)容器截面上的電量口=（g+n2）e則電流為/=”也

方向與正電荷的定向移動(dòng)方向相同，故由A到B。故選D。

考向2電流微觀表達(dá)式的應(yīng)用

3.如圖所示，來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)加速電壓為U的加速器加速

后，形成細(xì)柱形的質(zhì)子流。已知細(xì)柱形的質(zhì)子流橫截面積為S,其等效電流為I；

質(zhì)子的質(zhì)量為m,其電荷量為e。那么這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)n是（）

【答案】D

【詳解】經(jīng)加速電壓為U的加速器加速后，有eUgmv?根據(jù)電流的定義公式則有

1=幺這束質(zhì)子流內(nèi)單位體積的質(zhì)子數(shù)為n,則有q=Svtne聯(lián)立解得n=4、—故

teSvz.eU

選D。

4.長(zhǎng)度為1、橫截面積為S,單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n的均勻?qū)w，在導(dǎo)體兩

端加上電壓U,于是導(dǎo)體中有勻強(qiáng)電場(chǎng)產(chǎn)生，在導(dǎo)體中移動(dòng)的自由電子（-e）受

勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用而加速，但又和做熱運(yùn)動(dòng)的陽(yáng)離子碰撞而減速，這樣邊反復(fù)碰撞

邊向前移動(dòng)。阻礙電子向前運(yùn)動(dòng)的阻力大小與電子移動(dòng)的平均速率v成正比，其

大小可以表示成kv（k為恒量）。電場(chǎng)力和碰撞的阻力平衡時(shí)，導(dǎo)體中形成了恒

定電流，則該導(dǎo)體的電阻是（）

A旦B竺C上D旦

enSe2nle2nSle2nS

【答案】D

【詳解】根據(jù)題意知，電子受到電場(chǎng)力和碰撞的阻力平衡時(shí)，導(dǎo)體中形成了恒定

電流,即源=穌！

又加=n；品=%=彳e由歐姆定律知U=/R電流微觀表達(dá)式/=聯(lián)立以上式

子求得人余

故選Do

考點(diǎn)二電阻與電阻定律的理解

■健:繼基礎(chǔ)知識(shí)梳理

知識(shí)點(diǎn)1電阻定律

1.電阻：反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。表達(dá)式為R=；o

2.電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R跟它的長(zhǎng)度1成正比,與它的橫截面

積S成反比;導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料以及溫度有關(guān)。表達(dá)式為1?=「10

3.電阻率

(1)物理意義：反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,是導(dǎo)體材料本身的屬性。

(2)電阻率與溫度的關(guān)系：金屬的電阻率隨溫度升高而增大；半導(dǎo)體的電阻率隨

溫度升高而減小。

知識(shí)點(diǎn)2電阻的計(jì)算

決定式定義式

公式1U

R=PTR=T

提供了一種測(cè)定電阻的方法，電阻與U和I

指明了電阻的決定因素

無(wú)關(guān)

區(qū)別

適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和分

適用于任何純電阻導(dǎo)體

布均勻的導(dǎo)電介質(zhì)

相同點(diǎn)都不能反映電阻的實(shí)質(zhì)(要用微觀理論解釋)

一提升?必考題型歸納

考向電阻定律的應(yīng)用

1.如圖所示，一塊均勻的長(zhǎng)方體樣品，長(zhǎng)為a,寬為b,厚為c。電流沿AB方

向時(shí)測(cè)得樣品的電阻為R，則()

AB

A.樣品的電阻率。=竿

b

B.樣品的電阻率。=答

Ra

C.若電流沿CD方向，樣品的電阻N=

D.若電流沿CD方向，樣品的電阻R=

a~

【答案】c

【詳解】AB.根據(jù)電阻定律可知R”（得"=與故電流沿AB方向時(shí)有”等，

AB錯(cuò)誤；

CD.若電流沿CD方向，樣品的電阻R==C正確，D錯(cuò)誤。故選C。

acQ-

2.%、R2是用相同金屬材料制成的電阻，其上下表面分別是邊長(zhǎng)為a、b的正方

形，厚度分別為L(zhǎng)、h2,按圖示方式接入電路。則（）

b

A.Ri、R2的電阻之比為h2：h,

B.通過(guò)R、R?的電流之比為b：a

C.&、R?的電功率之比為例:阿

D.通過(guò)R、R2的電量之比為a：b

【答案】A

【詳解】A.匕、艮的電阻之比為。^祭/二生■選項(xiàng)A正確；

B.兩個(gè)電阻串聯(lián)，則通過(guò)用、艮的電流之比為1:1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.R,>R2的電功率之比為?=轡=之選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)q=It可知，通過(guò)R、艮的電量之比為1:1,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。

考點(diǎn)三歐姆定律與伏安特性曲線

?分基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理

知識(shí)點(diǎn)1歐姆定律

1.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電近成反比。

2.表達(dá)式：1=9=

3.適用范圍：金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電的純電阻電路，不適用于氣體導(dǎo)電或半導(dǎo)

體元件。

4.歐姆定律的“二同”

(1)同體性:指I、U、R三個(gè)物理量必須對(duì)應(yīng)同一段電路或同一段導(dǎo)體。

(2)同時(shí)性:指U和I必須是導(dǎo)體上同一時(shí)刻的電壓和電流。

知識(shí)點(diǎn)2伏安特性曲線

.提立必考題型歸以

考向歐姆定律及伏安特性曲線的綜合應(yīng)用

1.我國(guó)已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100W及以上的白熾燈，以后將逐步

淘汰白熾燈.假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的U-I圖線如圖所示.圖象上

A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成a角，A點(diǎn)的切線與橫軸成B角，則()

5

O

0

A.白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大B.在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為

tanB

C.在A點(diǎn)，白熾燈的電功率小于U。/。D.在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為

A)

【答案】AD

【詳解】ABD.根據(jù)歐姆定律可知白熾燈的電阻氏=與，可知白熾燈的電阻隨電壓

的增大而增大，在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為R=^=tana,故AD正確，B錯(cuò)

70

誤；

C.在A點(diǎn)，白熾燈的電功率尸=故C錯(cuò)誤；故選AD。

2.小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn),

PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線。則下列說(shuō)法中正確的是

()

A.隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大

B.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R4

C.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=T4

D.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡電阻為圖中矩形PQOM所圍的面積

【答案】AB

【詳解】A.圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)0連線的斜率的倒數(shù)表示電阻值，由圖可知隨著

所加電壓的增大，圖線斜率減小，故小燈泡的電阻增大，A正確；

BC.由歐姆定律可得，對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R=｝，B正確，C錯(cuò)誤；

D.對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為P=UL與題圖中PQOM所圍的面積相等，D錯(cuò)誤。

故選ABo

考點(diǎn)四電功與電熱、電功率與電熱功率

.夯基?必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理

知識(shí)點(diǎn)1電功率和焦耳定律

1.電功：電路中靜電力移動(dòng)電荷做的功。表達(dá)式為1，=口1]=支革

W

2.電功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功。表示電流做功的快慢。表達(dá)式為P=f=

UIo

3.焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻

及通電時(shí)間成正比。表達(dá)式為Q=rRi。

4.熱功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量。表達(dá)式為P=：o

知識(shí)點(diǎn)2純電阻電路與非純電阻電路的比較

1.純電阻電路與非純電阻電路的比較

純電阻電路非純電阻電路

白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱

實(shí)例工作中的電動(dòng)機(jī)、電解槽、日光燈等

毯、電熨斗等

電路中消耗的電能全部轉(zhuǎn)化電路中消耗的電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還

能量轉(zhuǎn)化

為內(nèi)能W=Q轉(zhuǎn)化為其他形式的能W>Q

If

電功的計(jì)算W=UIt=I2Rt=-tW=UIt

U2

電熱的計(jì)算Q=UIt=I2Rt=-tQ=I2Rt

,U2

電功率的計(jì)算P=UI=I2R=-P=UI

K

u2

電熱功率的計(jì)算P熱=UI=1R=EP熱=PR

(J2(J2

注意：在非純電阻電路中，VKt既不能表K示電功，也不能表示電熱；V既不能

表示電功率，也不能表示電熱功率。(因?yàn)闅W姆定律不成立)

2.電動(dòng)機(jī)（或電解槽）的功率關(guān)系

P入nPin+P熱或IGP比+『r。［r為電動(dòng)機(jī)線圈（或電解液）的電阻］

注意：電動(dòng)機(jī)在通電但是卡住不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于純電阻電路。

.提H二必道題型歸納

考向1純電阻熱功率計(jì)算

1.為了生活方便，電熱水壺已進(jìn)入千家萬(wàn)戶，如果將一電熱水壺接在220V的

電源兩端，經(jīng)時(shí)間t。電熱水壺的開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷，假設(shè)熱量的損失不計(jì)、加熱絲

的阻值不受溫度的影響.則（）

A.如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)2t。的時(shí)間電熱水壺的開(kāi)關(guān)

自動(dòng)切斷

B.如果將電熱水壺接在110V的電源兩端，需經(jīng)161。的時(shí)間電熱水壺的開(kāi)關(guān)

自動(dòng)切斷

C.如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)4t。的時(shí)間電熱水壺的開(kāi)關(guān)自

動(dòng)切斷

D.如果將電熱水壺接在55V的電源兩端，需經(jīng)16%的時(shí)間電熱水壺的開(kāi)關(guān)

自動(dòng)切斷

【答案】D

【詳解】設(shè)電熱水壺的電熱絲的電阻為R，則經(jīng)過(guò)t。的時(shí)間，220V的電壓產(chǎn)生

的熱量為：。=9'。=0誓小

AB.若uniov,需要產(chǎn)生相同熱量。=與4=粵^,可解得：4=%；故A項(xiàng)

RR

錯(cuò)誤，B項(xiàng)錯(cuò)誤.

CD.若11產(chǎn)55V,需要產(chǎn)生相同熱量開(kāi)關(guān)才能自動(dòng)切斷：。=與右=萼小可解得:

RR

芍=16小故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確.

2.如圖所示，橫截面都是正方形的三段導(dǎo)體，它們的材料和長(zhǎng)度都相同，導(dǎo)體

乙剛好能嵌入導(dǎo)體甲，導(dǎo)體丙剛好能嵌入導(dǎo)體乙。現(xiàn)將三段導(dǎo)體串聯(lián)接入到同一

電路中，則（）

J3Z

B.導(dǎo)體甲兩端的電壓最大

C.導(dǎo)體乙消耗的電功率最大

D.三段導(dǎo)體在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等

【答案】D

【詳解】A.由題知三個(gè)導(dǎo)體電阻的電阻率P相同，長(zhǎng)度1相同，根據(jù)電阻定律

R=P（可知，比較橫截面積S即可比較三者電阻的大小，由幾何知識(shí)得

222

Sip=（^L）-（＞/2L）=L,S乙=（后L『_（L）2=Z?,S甫=1?

所以三個(gè)電阻的阻值相等，A錯(cuò)誤；

BCD.由于三個(gè)電阻串聯(lián)且阻值相等，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，流過(guò)它們的電流相

等，則根據(jù)。=笈，P=UI,Q=可知各自兩端的電壓、消耗的電功率、在相

等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量均相等，BC錯(cuò)誤，D正確。

故選Do

考向2非純電阻熱功率計(jì)算

3.微型螺旋槳型無(wú)人機(jī)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻是乙總質(zhì)量為電源對(duì)電動(dòng)

機(jī)供電，使螺旋槳高速水平旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)無(wú)人機(jī)豎直勻速上升。若某次測(cè)試時(shí)，電

源的輸出功率等于該電源對(duì)純電阻電路供電時(shí)的最大輸出功率，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)

械功率占其總功率的空氣阻力不計(jì)，重力加速度為。則無(wú)人機(jī)勻速豎直上升

4

的速度大小是（）

\6Mgr\6Mgr4MgrMgr

【答案】B

【詳解】根據(jù)題意，把電源對(duì)純電阻供電，當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸

出功率最大，最大功率為

%=互/互］）=互根據(jù)題意可知，電源對(duì)電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為

2r\2rj4r

P/P=空

4m16r

3￡2

8機(jī)勻速上升，則有尸=Mgv聯(lián)立解得v=——故選Bo

\6Mgr

4.五一期間，汕頭作為全國(guó)熱門旅游城市，聚集了來(lái)自四面八方的游客。為了

避免堵車，電動(dòng)自行車以其省時(shí)省力、價(jià)格低廉、高通行率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成

為眾多年輕市民五一暢游汕頭的首選交通工具。下表為某品牌電動(dòng)自行車的部分

技術(shù)參數(shù)（）

規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁鐵電機(jī)

車型電動(dòng)自行車額定輸出功率200W

整車質(zhì)量40kg額定電壓48V

最大載重120kg額定電流5.0A

A.正常勻速行駛則后輪受到地面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力

B.電動(dòng)自行車的內(nèi)阻為9.60

C.電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的輸入功率為240W

D.電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的效率約為83%

【答