考点37 电路的基本概念和规律（核心考点精讲+分层精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点37 电路的基本概念和规律 1. 3年真题考点分布 题型 选择题、解答题 高考考点 对电流微观表达式的理解和应用；对电阻、电阻定律的理解和应用；纯电阻和非纯电阻电功、电功率和电热的计算；电源的最大输出功率和电源效率的理解和计算 新高考 2023 海南卷7题、 2022 江苏卷2题、浙江春招卷12题、浙江卷12题 2021 江苏2题、 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于本节内容考查共计5次，主要考查： 1. 电流微观表达的理解与应用； 2. 非纯电阻电功和电热的计算； 【备考策略】理解电动势的概念，区分路端电压、外电压、电源电压和电动势的差别；理解并区分三种电流的求法和各个公式的使用条件；理解并区分纯电阻和非纯电阻的差别以及纯电阻和非纯电阻的计算方法；掌握电源的最大输出功率的计算方法和电源效率的概念及应用。 【命题预测】本节内容是电学学习的基础，虽然本节内容在各省高考题中出现的频率较低，但为后续电学的学习作为铺垫，起着启下的作用。本节内容也为电学的实验的学习提供了知识理论的基础，2024年的考生在一轮复习时，不要忽略了本节内容的复习。 考法1 电流、电阻和电阻率 1.电源和电流 （1）电源 ①电源可使导线中的自由电子在静电力作用下发生定向移动形成电流； ②电源能“搬运”电荷，保持导线两端的电势差，从而使电路中保持持续的电流； （2） 恒定电流 ①方向：规定为正电荷定向移动的方向；外电路：电流从高电势低电势；内电路：负极； ②电流有大小，有方向，但电流是标量； ③三个公式的比较 表达式 适用范围 定义式 一切范围 决定式 纯电阻电路 微观表达式 n:单位体积内电荷的数目；S:导体的横截面积；v电荷的定向移动速率 2. 电阻 （1）物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大． （2）决定因素：①长度；②横截面积；③温度；④材料； （3）两个表达式 表达式 适用范围 区别 定义式 纯电阻电路 提供了一种测量电阻的方法，并不能说明电阻R与U和I有关 决定式 粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 电阻的决定因素 （4）电阻率与温度的关系 ①金属：电阻率随温度的升高而增大． ②非金属：电阻率随温度的升高而减小． 【典例1】（2023·四川泸州·统考二模）通过某段圆柱形导体的电流大小为I，该导体中单位长度的自由电荷数为N，每个自由电荷带电量均为q。则导体中自由电荷定向移动速度v的大小为（　　） A． B． C． D． 1．（2023·江苏·统考二模）1916年，斯泰瓦和托尔曼发现不带电的闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴转动，在转速变化时，线圈中会有电流通过。这一现象可解释为：当线圈转速变化时，由于惯性，自由电子与线圈有相对运动。取金属线圈为参照物，正离子晶格相对静止，由于惯性影响，可等效为自由电子受到一个沿线圈切线方向的“力”F1，但正离子晶格对自由电子的作用力F2不允许自由电子无限制地增大速度，F1和F2会达到平衡，其效果是自由电子相对金属线圈有定向运动。已知F1与线圈角速度的变化率a成正比，F2与自由电子相对正离子晶格的速度成正比。下列说法正确的是（    ） A．若线圈加速转动，a越小，电流越大，且方向与线圈转动方向相反 B．若线圈加速转动，a越小，电流越小，且方向与线圈转动方向相同 C．若线圈减速转动，a越大，电流越大，且方向与线圈转动方向相同 D．若线圈减速转动，a越大，电流越小，且方向与线圈转动方向相反 2．（2023·陕西·统考二模）某同学设计了一种利用放射性元素衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空，球心处的放射性物质的原子核发生衰变，向四周均匀发射电子，电子的电荷量为e。已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S，其直径对球心的张角为弧度，则通过S的电流大小约为（　　） A． B． C． D． 3．（多选）（2023·广东·模拟预测）离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V。已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则（　　） A．该大气层的等效电阻约为600Ω B．该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A C．该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω·m D．该大气层的平均电阻率约为1.7×108Ω