專題16 恒定電流規(guī)律及電阻、電阻率的測量（原卷版）-2025版高考物理真題精-選與研析

考情概覽：解讀近年命題思路和內(nèi)容要求，統(tǒng)計(jì)真題考查情況。2024年真題研析：分析命題特點(diǎn)，探尋?？家c(diǎn)，真題分類精講。近年真題精選：分類精選近年真題，把握命題趨勢(shì)。必備知識(shí)速記：歸納串聯(lián)解題必備知識(shí)，總結(jié)易錯(cuò)易混點(diǎn)。名校模擬探源：精選適量名校模擬題，發(fā)掘高考命題之源。命題解讀考向考查統(tǒng)計(jì)本類試題主要考查恒定電流的各種規(guī)律及電阻、電阻率的測量。考向一對(duì)比、動(dòng)態(tài)分析問題2024·湖北卷，52023·全國乙卷，7考向二聯(lián)系實(shí)際2024·北京卷，122024·北京卷，142022·北京卷，132021·江蘇卷，2考向三測定值電阻或者電阻率2024·江蘇卷，112024·江西卷，122024·山東卷，142023·浙江1月，162023·北京卷，162023·廣東卷，122023·全國乙卷，102021·海南卷，142021·浙江卷，19考向四圖像的應(yīng)用2024·江西卷，72024·廣西卷，62023·遼寧卷，122022·湖北卷，13考向五含容電路2023·海南卷，72022·湖南卷，13命題分析2024年高考各卷區(qū)物理試題均考查了恒定電流的規(guī)律，主要是以實(shí)驗(yàn)形式出現(xiàn)。預(yù)測2025年高考還會(huì)繼續(xù)考查。試題精講考向一對(duì)比、動(dòng)態(tài)分析問題1.（2024年湖北卷第5題）在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡的電阻是燈泡的2倍。假設(shè)兩個(gè)二極管正向電阻為0、反向電阻無窮大。閉合開關(guān)S，燈泡、的電功率之比為（）A.2︰1 B.1︰1 C.1︰2 D.1︰4考向二聯(lián)系實(shí)際2.（2024年北京卷第12題）如圖所示為一個(gè)加速度計(jì)的原理圖。滑塊可沿光滑桿移動(dòng)，滑塊兩側(cè)與兩根相同的輕彈簧連接；固定在滑塊上的滑動(dòng)片M下端與滑動(dòng)變阻器R接觸良好，且不計(jì)摩擦；兩個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)E相同，內(nèi)阻不計(jì)。兩彈簧處于原長時(shí)，M位于R的中點(diǎn)，理想電壓表的指針位于表盤中央。當(dāng)P端電勢(shì)高于Q端時(shí)，指針位于表盤右側(cè)。將加速度計(jì)固定在水平運(yùn)動(dòng)的被測物體上，則下列說法正確的是（）A.若M位于R的中點(diǎn)右側(cè)，P端電勢(shì)低于Q端B.電壓表的示數(shù)隨物體加速度的增大而增大，但不成正比C.若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體速度方向向右D.若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體加速度方向向右3.（2024年北京卷第14題）電荷量Q、電壓U、電流I和磁通量Φ是電磁學(xué)中重要的物理量，其中特定的兩個(gè)物理量之比可用來描述電容器、電阻、電感三種電磁學(xué)元件的屬性，如圖所示。類似地，上世紀(jì)七十年代有科學(xué)家預(yù)言Φ和Q之比可能也是一種電磁學(xué)元件的屬性，并將此元件命名為“憶阻器”，近年來實(shí)驗(yàn)室已研制出了多種類型的“憶阻器”。由于“憶阻器”對(duì)電阻的記憶特性，其在信息存儲(chǔ)、人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.QU的單位和ΦI的單位不同B.在國際單位制中，圖中所定義的M的單位是歐姆C.可以用來描述物體的導(dǎo)電性質(zhì)D.根據(jù)圖中電感L的定義和法拉第電磁感應(yīng)定律可以推導(dǎo)出自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式考向三測定值電阻或者電阻率4.（2024·江蘇卷·第11題）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)，除被測金屬絲外，還有如下實(shí)驗(yàn)器材可供選擇：A.直流電源：電動(dòng)勢(shì)約為，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；B.電流表A∶量程，內(nèi)阻約為；C.電壓表V∶量程，內(nèi)阻為；D.滑動(dòng)變阻器：最大阻值為，允許通過最大電流為；E.開關(guān)、導(dǎo)線等（1）該同學(xué)用刻度尺測得金屬絲接入電路長度，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)的測量結(jié)果如圖甲所示，從圖中讀出金屬絲的直徑為______（2）用多用電表歐姆“”擋測量接入電路部分的金屬絲電阻時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖乙所示，從圖中讀出金屬絲電阻約為______（3）若該同學(xué)根據(jù)伏安法測出金屬絲的阻值，則這種金屬材料的電阻率為______。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）5.（2024年江西卷第12題）某小組欲設(shè)計(jì)一種電熱水器防觸電裝置，其原理是：當(dāng)電熱管漏電時(shí)，利用自來水自身的電阻，可使漏電電流降至人體安全電流以下．為此，需先測量水的電阻率，再進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。（1）如圖（a）所示，在絕緣長方體容器左右兩側(cè)安裝可移動(dòng)的薄金屬板電極，將自來水倒入其中，測得水的截面寬和高。（2）現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：電流表（量程,內(nèi)阻）、電壓表（量程或,內(nèi)阻未知）、直流電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線．請(qǐng)?jiān)趫D（a）中畫線完成電路實(shí)物連接_____。（3）連接好電路，測量的水在不同長度l時(shí)的電阻值。將水溫升到，重復(fù)測量。繪出和水的圖，分別如圖（b）中甲、乙所示。（4）若圖線的斜率為k，則水的電阻率表達(dá)____________（用k、d、h表示）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度____________（填“高”或“低”）的水更容易導(dǎo)電。（5）測出電阻率后，擬將一段塑料水管安裝于熱水器出水口作為防觸電裝置。為保證出水量不變，選用內(nèi)直徑為的水管。若人體的安全電流為，熱水器出水溫度最高為，忽略其他電阻的影響（相當(dāng)于熱水器的工作電壓直接加在水管兩端），則該水管的長度至少應(yīng)設(shè)計(jì)為____________m。（保留兩位有效數(shù)字）6.（2024年山東卷第14題）某學(xué)習(xí)小組對(duì)兩種型號(hào)鉛筆芯的電阻率進(jìn)行測量。實(shí)驗(yàn)器材如下：學(xué)生電源（輸出電壓0~16V）滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，額定電流2A）；電壓表V（量程3V，內(nèi)阻未知）；電流表A（量程3A，內(nèi)阻未知）；待測鉛筆芯R（X型號(hào)、Y型號(hào)）；游標(biāo)卡尺，螺旋測微器，開關(guān)S，單刀雙擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干?；卮鹨韵聠栴}：（1）使用螺旋測微器測量鉛筆芯直徑，某次測量結(jié)果如圖甲所示，該讀數(shù)為_______mm；（2）把待測鉛筆芯接入圖乙所示電路，閉合開關(guān)S后，將滑動(dòng)變阻器滑片由最右端向左調(diào)節(jié)到合適位置，將單刀雙擲開關(guān)K分別擲到1、2端，觀察到電壓表示數(shù)變化比電流表示數(shù)變化更明顯，則測量鉛筆芯電阻時(shí)應(yīng)將K擲到________（填“1”或“2”）端；（3）正確連接電路，得到Y(jié)型號(hào)鉛筆芯I-U圖像如圖丙所示，求得電阻RY=______Ω（保留3位有效數(shù)字）；采用同樣方法得到X型號(hào)鉛筆芯的電阻為1.70Ω；（4）使用游標(biāo)卡尺測得X、Y型號(hào)鉛筆芯的長度分別為40.68mm、60.78mm，使用螺旋測微器測得X、Y型號(hào)鉛筆芯直徑近似相等，則X型號(hào)鉛筆芯的電阻率______（填“大于”或“小于”）Y型號(hào)鉛筆芯的電阻率?？枷蛩膱D像的應(yīng)用7.（2024年江西卷第7題）石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)新材料，具有豐富的電學(xué)性能．現(xiàn)設(shè)計(jì)一電路測量某二維石墨烯樣品的載流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長為a，寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電極1、3間通以恒定電流I，電極2、4間將產(chǎn)生電壓U。當(dāng)時(shí)，測得關(guān)系圖線如圖（b）所示，元電荷，則此樣品每平方米載流子數(shù)最接近（）A. B. C. D.8.（2024年廣西卷第6題）將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體、無縫連接成一段導(dǎo)體，總長度為1.00m，接入圖甲電路。閉合開關(guān)S，滑片P從M端滑到N端，理想電壓表讀數(shù)U隨滑片P的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙，則導(dǎo)體、的電阻率之比約為（）A. B. C. D.考向一對(duì)比、動(dòng)態(tài)分析問題1.（2023年全國乙卷第7題）（多選）黑箱外有編號(hào)為1、2、3、4的四個(gè)接線柱，接線柱1和2、2和3、3和4之間各接有一個(gè)電阻，在接線柱間還接有另外一個(gè)電阻R和一個(gè)直流電源。測得接線柱之間的電壓U12=3.0V，U23=2.5V，U34=－1.5V。符合上述測量結(jié)果的可能接法是（）A.電源接在1、4之間，R接在1、3之間B.電源接在1、4之間，R接在2、4之間C.電源接1、3之間，R接在1、4之間D.電源接在1、3之間，R接在2、4之間考向二聯(lián)系實(shí)際2.（2022年北京卷第13題）某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的和，其中一個(gè)是定值電阻，另一個(gè)是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對(duì)壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)開啟低水位預(yù)警；當(dāng)a、b兩端的電壓小于（、為定值）時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是（）A.B.為壓力傳感器C.若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時(shí)的水位越低D.若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時(shí)的水位越高3.（2021年江蘇卷第2題）有研究發(fā)現(xiàn)，某神經(jīng)細(xì)胞傳遞信號(hào)時(shí)，離子從細(xì)胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流，若將該細(xì)胞膜視為的電容器，在內(nèi)細(xì)胞膜兩側(cè)的電勢(shì)差從變?yōu)?，則該過程中跨膜電流的平均值為（）A. B. C. D.考向三測定值電阻或者電阻率4、（2023年1月浙江卷第16題）實(shí)驗(yàn)題Ⅱ.在“測量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中：（1）測量一段金屬絲電阻時(shí)所用器材和部分電路連線如圖1所示，圖中的導(dǎo)線a端應(yīng)與______（選填“-”、“0.6”或“3”）接線柱連接，b端應(yīng)與______（選填“-”、“0.6”或“3”）接線柱連接。開關(guān)閉合前，圖1中滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于______（選填“左”或“右”）端。（2）合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到多組U和I數(shù)據(jù)。甲同學(xué)由每組數(shù)據(jù)計(jì)算電阻，然后求電阻平均值；乙同學(xué)通過圖像求電阻。則兩種求電阻的方法更合理的是_____（選填“甲”或“乙”）。（3）兩同學(xué)進(jìn)一步探究用鎳鉻絲將滿偏電流的表頭G改裝成電流表。如圖2所示，表頭G兩端并聯(lián)長為L的鎳鉻絲，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使表頭G滿偏，毫安表示數(shù)為I。改變L，重復(fù)上述步驟，獲得多組數(shù)據(jù)，作出圖像如圖3所示。則圖像斜率_______mA·m。若要把該表頭G改裝成量程為9mA的電流表，需要把長為_______m的鎳鉻絲并聯(lián)在表頭G兩端。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）5.（2023年北京卷第16題）采用圖1所示的電路圖來測量金屬絲的電阻率。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處在___________（填“M”或“N”）端。（2）按照?qǐng)D1連接實(shí)物圖，如圖2所示。閉合開關(guān)前檢查電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯(cuò)，該導(dǎo)線為___________（填“a”“b”或“c”）。若閉合開關(guān)，該錯(cuò)誤連接會(huì)帶來的問題有___________。6.（2023年廣東卷第12題）某興趣小組設(shè)計(jì)了測量鹽水電導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：電源（電動(dòng)勢(shì)恒定，內(nèi)阻可忽略）；毫安表mA（量程，內(nèi)阻可忽略）；電阻（阻值）、（阻值）、（阻值）和（阻值）；開關(guān)和；裝有耐腐蝕電極板和溫度計(jì)的有機(jī)玻璃樣品池；導(dǎo)線若干。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算。（1）電路連接圖（a）為實(shí)驗(yàn)原理圖．在圖（b）的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，只有一端的導(dǎo)線還未連接，該導(dǎo)線應(yīng)接到的________（填“左”或“右”）端接線柱（2）鹽水電導(dǎo)率和溫度的測量①測量并記錄樣品池內(nèi)壁的長寬高．在樣品池中注滿待測鹽水②閉合開關(guān)，________開關(guān)，毫安表的示數(shù)為，記錄此時(shí)毫安表的示數(shù)；計(jì)算得到流過樣品池的電流為________③________開關(guān)，毫安表示數(shù)為，記錄此時(shí)毫安表的示數(shù)；計(jì)算得到流過樣品池的電流為________④斷開開關(guān)，測量并記錄鹽水的溫度（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算得到樣品池兩電極板間待測鹽水的電阻為________，進(jìn)而可求得該溫度時(shí)待測鹽水的電導(dǎo)率。7.（2023年全國乙卷第10題）一學(xué)生小組測量某金屬絲（阻值約十幾歐姆）的電阻率?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：螺旋測微器、米尺、電源E、電壓表（內(nèi)阻非常大）、定值電阻（阻值）、滑動(dòng)變阻器R、待測金屬絲、單刀雙擲開關(guān)K、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。圖（a）是學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。完成下列填空：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻調(diào)至最大，閉合S（2）將K與1端相連，適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R接入電路電阻，此時(shí)電壓表讀數(shù)記為，然后將K與2端相連，此時(shí)電壓表讀數(shù)記為。由此得到流過待測金屬絲的電流I=_______，金屬絲的電阻_____。（結(jié)果均用、、表示）（3）繼續(xù)微調(diào)R，重復(fù)（2）的測量過程，得到多組測量數(shù)據(jù)，如下表所示：（）0.570.710.851.141.43（）0.971.211.451.942.43（4）利用上述數(shù)據(jù)，得到金屬絲的電阻。（5）用米尺測得金屬絲長度。用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑，某次測量的示數(shù)如圖（b）所示，該讀數(shù)為______mm。多次測量后，得到直徑的平均值恰好與d相等。（6）由以上數(shù)據(jù)可得，待測金屬絲所用材料的電阻率______。（保留2位有效數(shù)字）8.（2021年海南卷第14題）在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，提供以下實(shí)驗(yàn)器材：電源E（電動(dòng)勢(shì)約，內(nèi)阻約），待測電阻（阻值小于），電壓表V（量程，內(nèi)阻約），電流表A（量程，內(nèi)阻約），滑動(dòng)變阻器（最大阻值），單刀開關(guān)，單刀雙擲開關(guān)，導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)如圖所示的測量電路。

回答下列問題：（1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)滑到___________（填“a”或“b”）端；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為使待測電阻的測量值更接近真實(shí)值，應(yīng)將撥向___________（填“c”或“d”）；在上述操作正確的情況下，引起實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是___________（填正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)）；A．電流表分壓B．電壓表分流C．電源內(nèi)阻分壓（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若已知電流表的內(nèi)阻為，在此情況下，為使待測電阻的測量值更接近真實(shí)值，應(yīng)將撥向___________（填“c”或“d”）；讀得電壓表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，則___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。9.（2021年浙江卷第19題）小李在實(shí)驗(yàn)室測量一電阻Rx的阻值。（1）因電表內(nèi)阻未知，用如圖1所示的電路來判定電流表該內(nèi)接還是外接。正確連線后，合上開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至合適位置。單刀雙擲開關(guān)K擲到1，電壓表的讀數(shù)，電流表的示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)___________A；將K擲到2，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為，。由此可知應(yīng)采用電流表___________（填“內(nèi)”或“外”）接法。（2）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小李進(jìn)一步嘗試用其它方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①器材間連線如圖3所示，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出對(duì)應(yīng)的電路圖___________；②先將單刀雙擲開關(guān)擲到左邊，記錄電流表讀數(shù)，再將單刀雙擲開關(guān)挪到右邊，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表的讀數(shù)與前一次盡量相同，電阻箱的示數(shù)如圖3所示。則待測電阻___________。此方法___________（填“有”或“無”）明顯的實(shí)驗(yàn)誤差，其理由是___________?？枷蛩膱D像的應(yīng)用10.（2023年遼寧卷第12題）導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆?，F(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長樣品（固態(tài)），某同學(xué)欲測量其電阻率，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的電路圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．測得樣品截面的邊長a=0.20cm；b．將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁間左右移動(dòng)；c．將丙調(diào)節(jié)至某位置，測量丙和某探針之間的距離L；d．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表示數(shù)I=0.40A，讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U，斷開開關(guān)S；e．改變丙的位置，重復(fù)步驟c、d，測量多組L和U，作出U—L圖像如圖（b）所示，得到直線的斜率k。回答下列問題：（1）L是丙到___________（填“甲”“乙”或“丁”）的距離；（2）寫出電阻率的表達(dá)式ρ=___________（用k、a、I表示）；（3）根據(jù)圖像計(jì)算出該樣品的電阻率ρ=___________Ω?m（保留兩位有效數(shù)字）。11.（2022年湖北卷第13題）某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后，為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。（1）該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D，示數(shù)如圖甲所示，其讀數(shù)為_____mm。再用游標(biāo)卡尺測得其長度L。（2）該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻Rx的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0Ω，定值電阻R0的阻值為20.0Ω，電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將S2置于位置1，閉合S1，多次改變電阻箱R的阻值，記下電流表的對(duì)應(yīng)讀數(shù)I，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表。R/ΩI/A/A-15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中繪制出圖像。再將S2置于位置2，此時(shí)電流表讀數(shù)為0.400A。根據(jù)圖丙中的圖像可得_____Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。最后可由表達(dá)式____得到該材料的電阻率（用D、L、表示）。（3）該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的圖像，還可以求得電源電動(dòng)勢(shì)_________V，內(nèi)阻_______Ω。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）（4）持續(xù)使用后，電源電動(dòng)勢(shì)降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置，測得電路的電流，仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會(huì)_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）?？枷蛭搴蓦娐?2.（2023年海南卷第7題）如圖所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，電容器電容為C，閉合開關(guān)K，待電路穩(wěn)定后，電容器上電荷量為（）A.CE B. C. D.13.（2022年湖南卷第13題）如圖，兩個(gè)定值電阻的阻值分別為和，直流電源的內(nèi)阻不計(jì)，平行板電容器兩極板水平放置，板間距離為，板長為，極板間存在方向水平向里的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為、帶電量為的小球以初速度沿水平方向從電容器下板左側(cè)邊緣點(diǎn)進(jìn)入電容器，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰從電容器上板右側(cè)邊緣離開電容器。此過程中，小球未與極板發(fā)生碰撞，重力加速度大小為，忽略空氣阻力。（1）求直流電源的電動(dòng)勢(shì)；（2）求兩極板間磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度；（3）在圖中虛線的右側(cè)設(shè)計(jì)一勻強(qiáng)電場，使小球離開電容器后沿直線運(yùn)動(dòng)，求電場強(qiáng)度的最小值。一、電流的概念及表達(dá)式1．電流的標(biāo)矢性：電流是標(biāo)量，但有方向，規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍?．電流的三種表達(dá)式及其比較公式適用范圍字母含義公式含義I＝eq\f(q,t)一切電路q為時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量eq\f(q,t)反映了I的大小，但不能說I∝q、I∝eq\f(1,t)I＝nqSv一切電路n：導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)q：每個(gè)自由電荷的電荷量S：導(dǎo)體橫截面積v：電荷定向移動(dòng)速率從微觀上看，n、q、S、v決定了I的大小I＝eq\f(U,R)金屬、電解液U：導(dǎo)體兩端的電壓R：導(dǎo)體本身的電阻I由U、R決定，I∝U、I∝eq\f(1,R)二、歐姆定律及電阻定律1．部分電路歐姆定律(1)表達(dá)式：I＝eq\f(U,R).(2)適用范圍：金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，不適用于氣態(tài)導(dǎo)體或半導(dǎo)體元件．2．對(duì)U－I圖像和I－U圖像的理解(如圖甲、乙所示)(1)圖線a、e、d、f表示線性元件，b、c表示非線性元件．(2)圖線b的斜率不斷變小，電阻不斷變?。粓D線c的斜率不斷變大，電阻不斷變小．(3)圖中Ra>Re，Rd<Rf.(選填“>”“<”或“＝”)(4)對(duì)于非線性元件，應(yīng)根據(jù)R＝eq\f(U,I)計(jì)算某點(diǎn)的電阻，而不是該點(diǎn)切線的斜率(或斜率的倒數(shù))．3．電阻定律(1)公式：R＝ρeq\f(l,S).(2)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：電阻率隨溫度升高而增大；負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體：電阻率隨溫度升高而減小；超導(dǎo)體：一些金屬和合金在溫度低到臨界溫度時(shí)，電阻可以降到0.4．電阻的決定式和定義式的區(qū)別公式R＝ρeq\f(l,S)R＝eq\f(U,I)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，并不說明電阻與U和I有關(guān)只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液適用于任何純電阻導(dǎo)體三、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)電流表、電壓表的改裝原理1．串、并聯(lián)電路的幾個(gè)推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的總電阻．(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的總電阻，且小于其中最小的電阻．(3)無論是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，電路的總電阻變大．2．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內(nèi)部電路改裝原理串聯(lián)分壓并聯(lián)分流所需電阻阻值R＝eq\f(U,Ig)－RgR＝eq\f(Ug,I－Ig)改裝后的量程U＝Ig(Rg＋R)I＝eq\f(R＋Rg,R)Ig校準(zhǔn)電路四、電功、電功率電熱、熱功率1．電功(1)定義：導(dǎo)體中的恒定電場對(duì)自由電荷的靜電力做的功．(2)公式：W＝qU＝IUt(適用于任何電路)．2．電功率(1)定義：單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功，表示電流做功的快慢．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝IU(適用于任何電路)．3．焦耳定律(1)內(nèi)容：電流通過導(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．(2)公式：Q＝I2Rt(適用于任何電路)．五、閉合電路歐姆定律及應(yīng)用1．閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比；(2)公式：I＝eq\f(E,R＋r)(只適用于純電阻電路)；(3)其他表達(dá)形式E＝U外＋U內(nèi)或E＝U外＋I(xiàn)r(適用于任意電路)．2．路端電壓與外電阻的關(guān)系(1)純電阻電路：U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，當(dāng)R增大時(shí)，U增大．(2)特殊情況：①當(dāng)外電路斷路時(shí)，I＝0，U＝E.②當(dāng)外電路短路時(shí)，I短＝eq\f(E,r)，U＝0.3．動(dòng)態(tài)分析常用方法(1)程序法：遵循“局部—整體—局部”的思路．①分析步驟(如圖)：②分析時(shí)：串聯(lián)電路注意分析電壓關(guān)系，并聯(lián)電路注意分析電流關(guān)系．(2)結(jié)論法：“串反并同”，應(yīng)用條件為電源內(nèi)阻不為零．①所謂“串反”，即某一電阻的阻值增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大．②所謂“并同”，即某一電阻的阻值增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小．六、閉合電路的功率及效率問題1．電源的總功率(1)任意電路：P總＝IE＝IU外＋I(xiàn)U內(nèi)＝P出＋P內(nèi)．(2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r).2．電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝IU內(nèi)＝P總－P出．3．電源的輸出功率(1)任意電路：P出＝IU＝IE－I2r＝P總－P內(nèi)．(2)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2).4．電源的效率(1)任意電路：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%.(2)純電阻電路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%.5．純電阻電路中電源的最大輸出功率(如圖)P出＝UI＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2R,R－r2＋4Rr)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，為Pm＝eq\f(E2,4r).七、兩類U－I圖像的比較電源的U－I圖像電阻的U－I圖像圖像表述的物理量的關(guān)系電源的路端電壓與電路電流的關(guān)系電阻兩端電壓與流過電阻的電流的關(guān)系圖線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)①與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E②與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流eq\f(E,r)過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時(shí)電流為零圖線的斜率－r(r為內(nèi)阻)表示電阻大小(電阻為純電阻時(shí))圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘積UI表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)比值eq\f(U,I)表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均表示此電阻的阻值大小八、含容電路的分析1．電路簡化把電容器所在的支路穩(wěn)定時(shí)視為斷路，簡化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上．2．電容器的電壓(1)電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻兩端無電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線．(2)電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓．3．電容器的電荷量及變化(1)電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電．若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電．(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導(dǎo)線的電荷量為|Q1－Q2|.(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導(dǎo)線的電荷量為Q1＋Q2.九、導(dǎo)體電阻率的測量1．實(shí)驗(yàn)原理(如圖所示)由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)，因此，只要測出金屬絲的長度l、直徑d和金屬絲的電阻R，即可求出金屬絲的電阻率ρ.2．實(shí)驗(yàn)器材被測金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動(dòng)變阻器(0～50Ω)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測微器，毫米刻度尺．3．實(shí)驗(yàn)過程(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個(gè)不同位置各測一次直徑，求出其平均值d.(2)連接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路．(3)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度，反復(fù)測量多次，求出其平均值l.(4)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最左(填“左”或“右”)端．(5)閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格內(nèi)．(6)將測得的R、l、d值，代入公式ρ＝eq\f(πd2R,4l)中，計(jì)算出金屬絲的電阻率．4．注意事項(xiàng)(1)本實(shí)驗(yàn)中被測金屬絲的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法．(2)測量被測金屬絲的有效長度，是指測量被測金屬絲接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的被測金屬絲長度，測量時(shí)應(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測量多次，求其平均值．(3)測金屬絲直徑一定要選三個(gè)不同部位進(jìn)行測量，求其平均值．(4)在用伏安法測電阻時(shí)，通過被測金屬絲的電流不宜過大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜過長，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中逐漸增大．(5)若采用圖像法求電阻阻值的平均值，在描點(diǎn)時(shí)，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線要盡可能地通過較多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去．5．誤差分析(1)金屬絲直徑、長度的測量、讀數(shù)等人為因素帶來誤差．(2)測量電路中電流表及電壓表對(duì)電阻測量的影響，因?yàn)殡娏鞅硗饨樱訰測<R真，由R＝ρeq\f(l,S)，知ρ測<ρ真．(3)通電電流過大、時(shí)間過長，致使金屬絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來誤差．十、測電阻的其他幾種方法1．電流表差值法(如圖所示)(1)基本原理：定值電阻R0的電流I0＝I2－I1，電流表兩端的電壓U1＝(I2－I1)R0.(2)可測物理量：①若R0為已知量，可求得電流表的內(nèi)阻r1＝eq\f(I2－I1R0,I1)；②若r1為已知量，可求得R0＝eq\f(I1r1,I2－I1).2．電壓表差值法(如圖所示)(1)基本原理：定值電阻R0的電壓U0＝U2－U1，流過電壓表的電流I1＝eq\f(U2－U1,R0).(2)可測物理量：①若R0為已知量，可求得電壓表的內(nèi)阻r1＝eq\f(U1,U2－U1)R0；②若r1為已知量，可求得R0＝eq\f(U2－U1,U1)r1.十一、測量電路與控制電路的選擇1．電流表的內(nèi)、外接法內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測＝Ux＋UA電壓表分流I測＝Ix＋I(xiàn)V電阻測量值R測＝eq\f(U測,I測)＝Rx＋RA>Rx測量值大于真實(shí)值R測＝eq\f(U測,I測)＝eq\f(RxRV,Rx＋RV)<Rx測量值小于真實(shí)值適用于測量大阻值電阻小阻值電阻兩種電路選擇標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)RA?Rx或Rx>eq\r(RARV)時(shí)，選用電流表內(nèi)接法當(dāng)RV?Rx或Rx<eq\r(RARV)時(shí)，選用電流表外接法2.滑動(dòng)變阻器兩種連接方式的對(duì)比限流接法分壓接法對(duì)比說明電路圖串、并聯(lián)關(guān)系不同負(fù)載R上電壓調(diào)節(jié)范圍(不計(jì)電源內(nèi)阻)eq\f(RE,R＋R0)≤U≤E0≤U≤E分壓電路調(diào)節(jié)范圍大閉合S前觸頭位置b端a端都是為了保護(hù)電路元件3.滑動(dòng)變阻器兩種接法的選擇滑動(dòng)變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且不要求電壓從零開始變化，通常情況下，由于限流式結(jié)構(gòu)簡單、耗能少，優(yōu)先使用限流式．滑動(dòng)變阻器必須接成分壓電路的幾種情況：①要求電壓表能從零開始讀數(shù)，要求電壓(電流)測量范圍盡可能大；②當(dāng)待測電阻Rx?R(滑動(dòng)變阻器的最大阻值)時(shí)(限流式接法滑動(dòng)變阻器幾乎不起作用)；③若采用限流式接法，電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許的最大電流．1.（2024·廣東多校聯(lián)考·三模）在如圖甲所示的電路中，定值電阻。R1=4Ω、R2=5Ω，電容器的電容C=3μF，電源路端電壓U隨總電流I的變化關(guān)系如圖乙所示。現(xiàn)閉合開關(guān)S，則電路穩(wěn)定后（）A.電源的內(nèi)阻為2ΩB.電源的效率為75%C.電容器所帶電荷量為1.5×10-5CD.若增大電容器兩極板間的距離，電容器內(nèi)部的場強(qiáng)不變2.（2024·江西省九江市·二模）如圖所示，當(dāng)照射光敏電阻的光減弱時(shí)，則（）A.電壓表示數(shù)減小 B.電流表的示數(shù)減小C.電容器所帶電荷量減小 D.電源輸出功率減小3.（2024·廣西南寧市、河池市等校聯(lián)考·二模）設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖來測量金屬絲的電阻率，按圖甲連接電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，設(shè)計(jì)表格，記錄多組電壓、電流值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制I-U圖像，由圖線的斜率得出金屬絲的阻值R，根據(jù)測得的金屬絲長度、直徑和阻值來計(jì)算金屬絲的電阻率?；卮鹣铝袉栴}：（1）按照?qǐng)D甲所示的實(shí)驗(yàn)原理線路圖用筆代替導(dǎo)線把圖乙的連線補(bǔ)充完整。______（2）用游標(biāo)卡尺測此金屬絲的長度，示數(shù)如圖丙所示，則長度______mm，實(shí)驗(yàn)完成后繪制的I-U圖像如圖丁所示，則該金屬絲的電阻______（用a、b來表示）。（3）若金屬絲的直徑為d，則電阻率為______（用a、b、L、d來表示）。4.（2024·河北·三模）小明設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路來測量電阻的阻值?？捎脤?shí)驗(yàn)器材：干電池E（電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻可忽略）；電流表mA（量程為，內(nèi)阻為）定值電阻（阻值為）；滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為）；待測電阻；開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）斷開所有開關(guān)，按圖甲連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R的滑片移到__________（填“a”或“b”）端。閉合開關(guān)S和，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片到某位置，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電流表的示數(shù)為__________；滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為__________。（2）保持開關(guān)S閉合，斷開開關(guān)，再閉合開關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器R的滑片的位置不變，此時(shí)電流表的示數(shù)為，則的測量值為__________。5.（2024·東北師大附中、長春市十一高中、吉林一中、四平一中、松原實(shí)驗(yàn)中學(xué)1月聯(lián)合模擬考試）小明同學(xué)在家中找到一個(gè)廢棄不用的電熱水器，拆解后得到了它的電熱絲，他想測量該電熱絲的電阻。（1）首先他用歐姆表對(duì)該電熱絲進(jìn)行粗測，將歐姆表的選擇開關(guān)旋到“×10”擋位，讓表筆與電熱絲保持良好接觸，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度非常大。為了較好的測出電熱絲的阻值，請(qǐng)幫他完善下面的操作。①將選擇開關(guān)旋到________擋位（填“×1”或“×100”）；②重新進(jìn)行________，讓表筆與電熱絲保持良好接觸，讀出歐姆表的示數(shù)約為15Ω。（2）他利用伏安法測量該電熱絲的阻值?，F(xiàn)有下列器材：A．電動(dòng)勢(shì)為4V的電源B．量程為0.6A的電流表A1（內(nèi)阻約為2Ω），量程為3A的電流表A2（內(nèi)阻約為0.5Ω）C．靈敏電流計(jì)G（滿偏電流為600μA，內(nèi)阻為150Ω）D．滑動(dòng)變阻器R（最大電阻為5Ω）E．電阻箱R0（最大阻值為9999.9Ω）F．電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干①為了精確測量電熱絲的電阻，小明同學(xué)先將靈敏電流計(jì)改裝為量程3V的電壓表，需要給靈敏電流計(jì)________（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）一個(gè)電阻，電阻箱的阻值應(yīng)取R0=________Ω；②實(shí)驗(yàn)中，電流表應(yīng)選________（填“A1”或“A2”）。③為了精確測量電熱絲阻值，請(qǐng)你在下面的方框中畫出完整的電路圖______。（3）實(shí)驗(yàn)后測得該電熱絲的阻值為12.0Ω，請(qǐng)推測該電熱水器在220V電壓下工作時(shí)的加熱功率________4kW（填“>”或“<”或“=”）。6.（2024·遼寧省·二模）某實(shí)驗(yàn)小組要測量一段金屬絲的電阻率。（1）某同學(xué)先用多用電表的歐姆擋粗測金屬