第20课 部分电路的欧姆定律 电阻定律 电功与电热-【提分宝典】2026年新高考物理一轮全考点普查与练习

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第20课 部分电路的欧姆定律 电阻定律 电功与电热 普查与练习20 部分电路的欧姆定律 电阻定律 电功与电热 1. 电流、欧姆定律及伏安特性曲线 a.电流定义式I一at的应用 (1)(经典题)某一探测器因射线照射,内部气体电离,在时间.内有n个二价正离子到达 阴极,有2n个电子到达探测器的阳极,则探测器电路中的电流为( 一 A. 0 B2net C.3nef D.4net (1答案:D 解析:依题意,由于正离子和电子都做定向移动,通过横截面的总电荷量为正负电荷量 之和,即q=nx2e+2ne=4ne。根据电流定义式有I-qt,则探测器电路中的电流为I-4net。 故D项正确,A项、B项、C项均错误。 b.电流微观表达式I一neSo的应用 (2)(2026改编题,3分)如图所示,一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻 率为,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的 电压V时,自由电子定向运动的平均速率为( C.UneoL A2eUm) B.UneL. D.USneoL. (2答案:C 解析:设自由电子定向运动的平均速率为v,由电流的定义式可知I一at一neSytt三neSo 又金属棒的电阻R一pLS,由欧姆定律可得,通过金属棒的电流I一UR一USoL,代入上面电 流的表达式解得v一UnepL,故C项正确,A项、B项、D项均错误。 c.对欧姆定律、伏安特性曲线的理解与应用 (3)(浙江经典真题,3分)电动机与小电珠串联接入电路; 电动机正常工作时,小电珠的 电阻为R,两端电压为U,流过的电流为;电动机的内阻为R,两端电压为U,流过的 电流为2。则( A.2 B. U1U/2-R1R2 C. U1U/2-R1R2 D. U1U2-R1R2 (③)答案:D 解析:因为两个用电器串联,所以一,故A项错误。小电珠为纯电阻用电器,即V -121R,即U.=IR,电动机为非纯电阻用电器,有U=/22R+P,即V>122R,即 UIR,综上所述可得U1R1<U2R2,即U1U2~R1R2,故D项正确,B项、C项均错误。 (4)(多选)(江苏模拟,4分)某一热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将 该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后各自的电流/随所加电压U变化的图像如图所示,点M 为两元件的伏安特性曲线的交点。则关于热敏电阻和小灯泡,下列说法正确的是( ) 独家授权侵权必究 ← :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxK.coT 您身边的互联网+教辅专家 A. 图线a是热敏电阻的伏安特性曲线,图线是小灯泡的伏安特性曲线 B. 图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线 C. 通过图线可求得M点对应的小灯泡的阻值和热敏电阻的阻值 D. 图线中M点对应的状态表示小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等 (4)答案:ACD 解析:小灯泡的灯丝温度随通电电流的增大而升高,阻值也随着增大,所以图线5是小 灯泡的伏安特性曲线,同理可知,热敏电阻的温度随着通电电流的增大而升高,其阻值会减 小,所以图线a是热敏电阻的伏安特性曲线,故A项正确,B项错误。伏安特性曲线上的点 与原点连线斜率的倒数表示电阻,即由公式R一U可求出M点对应的小灯泡的阻值和热敏电 阻的阻值,故C项正确。两图线的交点M表示此状态两元件的电流相等,电压也相等,根据 P一U7可知小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等,故D项正确。 2. 电阻与电阻定律 a.利用公式R一olS求解电阻问题 (5)(2024广西真题,4分)将横截面相同、材料不同的两段导体L、L.无缝连接成一段导 体,总长度为1.00m,接入图(a)电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读 数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图(),则导体L、L。的电阻率之比约为( ) .U/V 过 _P M L. R。 0 0.25 0.50 0.75 1.00 xm 图(a) 图(h) A. 2:3 B. 2:1 C. 5:3 D. 1:3 (5)答案:B 解析:根据电阻定律R=olS和欧姆定律I一UR可得e一SUI,结合题图可知导体L、L 两端的电压之比为U1U2=0.2V0.5V-0.2V=23,二者的长度之比为1112=0.25ml.00m 0.25m=13,且流过两导体的电流相等,横截面积相等,故电阻率之比为plp2一2313-21; 故B项正确,A项、C项、D项均错误。 b.综合利用公式I一neSo、I-UR和R=oIS求解电阻问题 (6)(2026改编题,3分)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b ,横截面积之比S。:S.=1:2。已知5s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面,电子 独家授权侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 的电荷量e=16×10-19C。下列说法正确的是( A. 流经导线a、b的电流均为0.16A B. 导线a、b的电阻之比R。:R=1:2 C. 导线a、b两端的电压之比U:U-1:2 D. 自由电子在导线a和中的定向移动速率之比v。:v一1:2 (6)答案:A 解析:流经导线a的电流为I-qt-5x1018x1.6x10-19C5s=0.16A,因两段导线串联 电流相等,所以流经导线b的电流也是0.16A,故A项正确。根据电阻定律有R。:R.=plSa :plSb=SSa=2:1,故B项错误。根据欧姆定律I=UR,得U=IR,有U.:U=R。:R=2 :1,故C项错误。根据电流的微观表达式I一neSo可得,v.:o.一S.:S.-2:1,故D项错 误。 3. 电阻的串,并联及电表的改装 a.对电阻串、并联的理解与应用 (7)(多选)(2026改编题,4分)如图所示的电路中,电阻R=4Q,R=R=12Q,R-6C ,A、B两个端点间电压恒定。当开关S断开时,电压表示数为42V,以下说法正确的是( _ A. 电流表的示数为3.5A B. A、B两点间电路的等效电阻为10C C. 开关S闭合后,电压表示数为27V D. 开关S闭合后,电流表示数为4.5A (7答案:AC 解析:当开关S断开时,电压表测的是R,两端的电压,则通过R,的电流I一UVR2=35 A,电流表与R。串联,所以电流表的示数为3.5A,故A项正确。开关S断开,R:与R。串 联,R,与R:串联,两个支路并联,电路的等效电阻R=(R1十R3)(R2十R4)R1+R3十R2+R4 ~8.5O,故B项错误。当开关S断开时,R.两端的电压为V.=IR4-21V,则A、B间的电 压为U=Uy+U4.-63V,当开关S闭合后,R:与R 并联,则并联电阻为R=R1R2R1+R2 -3O,R与R.并联,则并联电阻为R=R3R4R3+R4一4O,所以此时电路的总电阻为R -R+R=7Q,则电路的总电流为I=UR-9A,所以电压表的示数为U=U2-IR -2 7V,则R与R.并联电压为U=U-U=36V,所以电流表的示数为P'-U34R4-6A 故C项正确,D项错误。 独家授权侵权必究 ← :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D7xxK.CoT 您身边的互联网+教辅专家 b.利用电阻串、并联规律求解电表改装问题 (8)(北京海淀区一模,3分)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G 的满偏电流为1.,定值电阻R、R的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电 流表的量程为,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为1。下列说法正确的是( ) G R B. A. -2. B.12-3。 C. 若仅使R,阻值变小,则,和1.均变大 D. 若仅使R阻值变小,则;和。均变大 (8)答案:C 解析:设R.=R一R.一R,根据电路结构可知1.=I.+Ig(R2+Rg)R1=I.+lgx2RR=31 1=I$+IgRgR1+R2=I.+IgR2R=1.5I ,故A项、B项均错误。因为1=I.+Ig(R2+Rg)Rl, 1.=1.+IgRgR1+R2,则当仅使R,阻值变小时,1.和12均变大;当仅使R;阻值变小时,则1 变小,.变大,故C项正确,D项错误。 (9)(多选)(2026改编题,4分)将四个相同的小量程电流表分别改装成两个量程不同的电流 表A、A.和两个量程不同的电压表V.、V.,改装好之后分别按照如图所示方式接入闭合电 路中,则( ) 图(a) 图() 图() 图(d) A. 图(a)中A、A2的示数不同,指针偏转角度相同 B. 图(b)中A、A2的示数不同,指针偏转角度相同 C. 图(c)中V、V.的示数相同,指针偏转角度不同 D. 图()中V、V.的示数相同:指针偏转角度不同 (9答案:BD 解析:图(a中,两电流表串联,A、A.的示数相同,由于量程不同,指针的偏转角度不 独家授权侵权必究 :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxK.ConT 您身边的互联网+教辅专家 同,故A项错误。图()中,两电流表并联,表头两端的电压相同,流过表头的电流相等,指 针的偏转角度相同,由于量程不同,两电流表的示数不同,故B项正确。图(c)中,两电压表 串联,通过两个表头的电流相同,则两电压表指针偏转角度相同,由于量程不同,两电压表 的示数不同,故C项错误。图(d中,两电压表并联,电压表两端电压相同,示数相同,由于 量程不同,指针偏转角度不同,故D项正确。 c.利用电阻串、并联规律分析黑箱问题 (10)(多选)(2023全国乙真题;6分)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱,接线柱1 和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电 源。测得接线柱之间的电压U=3.0V,U=2.5V,U=-1.5V。符合上述测量结果的可 能接法是( ) A. 电源接在1、4之间,R接在1、3之间 B. 电源接在1、4之间,R接在2、4之间 C. 电源接在1、3之间,R接在1、4之间 D. 电源接在1、3之间,R接在2、4之间 (10)答案:CD 解析:法一,画出接线柱1和2、2和3、3和4之间电阻的示意图,如图所示。根据题 意可知,接线柱的电势大小关系为1,,,取接线柱3的电势为零,则接线柱 $和4的电势分别为2=+2=2.5V,4=-=1.5V,接线柱1的电势为.=+ -5.5V,则<,因为在接线柱间接有一个直流电源,则电源的负极接3,正极接1, 即电源接在1、3之间,故A项、B项均错误。R接在接线柱之间,因为接线柱4的电势较小. 则R的一端接4,另一端应接电势更高的接线柱,则R的另一端接1和2均有可能,即R接 在1和4或2和4之间,故C项、D项均正确。 电势5.5V2.5V 法二,按A项的接法画出电路图,如图(a)所示,可知U0,故A项错误。按B项的接 法画出电路图,如图(b)所示,可知U>0,故B项错误。按C项的接法画出电路图,如图(c) 所示,可知此接法符合上述测量结果,故C项正确。按D项的接法画出电路图,如图(d)所 示,可知此接法符合上述测量结果,故D项正确。 独家授权侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 图(a) 图(b) 图(c) 图(d) 4. 电功、电功率、焦耳定律 a.纯电阻电路中的电功、电功率问题 (11)(经典题,3分)某实物投影机有10个相同的强光灯L.~L1。和10个相同的指示灯X.~ Xo.将其连接在220V直流电源上,电路图如图所示,若工作一段时间后,L2灯丝烧断, 则( ) 直流电源 A.X,的功率减小,L:的功率增大 B. X,的功率增大,L,的功率增大 C. X。的功率增大,其他指示灯的功率减小 D. X,的功率减小,其他指示灯的功率增大 (11)答案:C 解析:显然L:和X,并联、L。和X;并联......然后它们再串联接在220V直流电源上, L.灯丝烧断,则总电阻变大、电路中电流I减小,又L.和X,并联的电流分配关系不变,则 X.和L,的电流都减小、功率都减小,同理可知除X。和L。外各灯功率都减小,故A项、B 项均错误。由于/减小:各并联部分的电压都减小,电源电压不变,则X;两端电压增大,根 据P一U2R可知X,的功率变大,故C项正确,D项错误 b. 非纯电阻电路中电能转化为内能和机械能或其他形式的能 (12)(多选)(浙江二模,2分)如图是某款新能源汽车铭牌上的部分内容,该车充电器的充 电效率为90%,从没电充到额定容量的80%,正常充电需要8h,快充状态下仅需0.8h。下 列说法正确的是( 一 独家授权 侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 品牌:×× 制造商:中国 动力电池系统额定电压:350V 动力电池系统额定容量:192 Ah 驱动电机峰值功率:240/240kW(前轴/后轴) 乘坐人数:7 最大允许总质量:3099kg kW(前轴/后轴) ## 驱动电机额定功率:60/60 A.充80%的电需要消耗约60kWh的电能 B. 汽车行驶时,电池的化学能全部转化为机械能 C. 快充时的电功率为正常充电时电功率的10倍 D. 汽车在水平面加速时,若实际功率保持不变,则加速度减小 (12答案:ACD 解析:充80%的电需要消耗的电能F=qUx80%90%=192x350x80%90%Wh~60kW h,故A项正确。汽车行驶时,电池的化学能转化为机械能的同时还要产生一部分焦耳热 故B项错误。从没电充到额定容量的80%,正常充电需要8h,快充状态下仅需0.8h,充电 器的充电效率为n=90%,根据P三Wnf可知快充时的电功率为正常充电时电功率的10倍, 故C项正确。根据功率公式P=Fo和牛顿第二定律F-f-ma可得a=F一fm=Pom,当功率 P不变,随着汽车速度v增大,加速度a减小,故D项正确。 (13)(2026改编题,9分)如图所示,电源内阻不计,闭合开关S后,标有“1.5A12W” 的灯泡恰能正常发光,流经电源的电流为2A,直流电动机M的绕线电阻R。一4O,求: M ①电源的电压 ②10s内电动机产生的热量O; ③直流电动机的机械功率; ④若电动机工作过程中转子被卡住,则此时的热功率为多大。 (13)答案:①8V(2分)②10J(3分)③3W(2分) ④16W(2分) 解析:①由题意知,灯泡正常发光,故其两端电压 U-P额额-8V(1分) 电路并联,故电源的电压等于灯泡两端电压,故 E-U一8V(1分) ②已知流经电源的电流/一2A,则流过电动机的电流 1-I-I-0.5A(1分) 电动机的热功率P。-/21R。=1W(1分) 10s内产生的热量O-P-10J01分) 独家授权侵权必究 :学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxK.com 您身边的互联网+教辅专家 ③电动机的总功率P-U.-4W(1分) 电动机的机械功率Pn=P-P-3W(1分) ④电动机的转子被卡住后,电动机等效为纯电阻,此时通过电动机的电流 1.=UR0-2A(1分) 其热功率P-/21R。-16W(1分) 随堂普查练20 1.(多选)(2026汇编题,4分)以下说法中正确的是( ) A. 电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置 B. 电流总是由电源的正极流向电源的负极 C. 打开开关,日光灯立刻就亮,表明电路中自由电荷定向移动的速率接近光速 D. 由R一U可知,导体的电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比 E. 由o一SRi可知,电阻率与导体电阻、横截面积成正比,与导体长度成反比 F. 材料的电阻率总是随温度的升高而增大 G. 一些金属在温度特别低时电阻变为零的现象是超导现象 1. 答案:AG 解析:电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中,非静电力做功,使电荷的电势能增加 从能量的转化角度看,电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置,故A 项正确。在电源外部电流的方向总是从电源的正极流向负极,在电源内部电流的方向总是从 电源负极流向正极,故B项错误。打开开关,日光灯立刻就亮,是由于开关闭合瞬间,电路 中的各个位置以光速建立电场,电路中各处的自由电子在静电力的作用下几乎同时开始做定 向移动,整个电路也就几乎同时形成了电流,故C项错误。电阻是由导体本身的性质决定的 与导体两端的电压以及通过的电流无关,故D项错误。材料的电阻率由材料本身决定,电阻 率与材料和温度有关,与导体电阻、长度、横截面积都无关,故E项错误。一般来说,金属 材料的电阻率随温度升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减小,故F项错误。当温度 降低时,导体的电阻率将会减小,一些金属在温度特别低时电阻可以降到0,这种现象就是 超导现象,故G项正确。 2.(经典题,3分)北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。 当环 中电子以光速的百分之一运动而形成10mA的电流时,则环中运行的电子数目为( ) A. 5X1012个 B.5×10ll个 C.1×1012个 D.1x1014个 2. 答案:A 解析:电子运动一周用的时间t=s=2403x106s=8×10-5s,根据电流的定义式1-qt, 则时间.内通过任一横截面的电荷量为q=If-0.01A×8×10-*s-8×10-7C,在整个环中运 行的电子数目n-8x10-71.6x10-19-5×1012个,故A项正确。 3.(多选)(2026改编题,4分)甲、乙为同种材料做成的两柱状导体,横截面积之比为1: 2,长度之比为2:1。相同时间内,通过甲、乙两导体某一横截面的电荷量之比为1:2,则 甲、乙两导体( A. 通过的电流之比为1:2 B. 电阻之比为1:1 独家授权 侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 C. 两端的电压之比为1:2 D. 自由电荷定向移动的平均速率之比为1:1 3. 答案:AD 解析:相同时间内,通过甲、乙两导体某一横截面的电荷量之比为1:2,根据1一at可 知,I:Iz=1:2,故A项正确。根据电阻定律有R:Rz=alvs4alcol(pyf甲s甲): alvs4allcol(of乙S乙)=4:1,故B项错误。根据欧姆定律I=UR,得U=IR,有U: V>=(mR):(1zRz)一2:1,故C项错误。设单位体积内的自由电荷数为n,每个自由 电荷的电荷量为q,电荷定向移动的平均速率为v,根据电流的微观表达式1一nqooS,则v 甲v乙=I甲nqos甲I乙nqos乙-I甲s乙I乙s甲=11,故D项正确。 4.(多选)(经典题,4分)如图所示,图线1、2、3分别表示导体A、B、C的伏安特性曲 线,其中导体C为一非线性电阻,当三导体串联接在电压恒为6V的直流电源两端时,它们 的电阻分别为R、R、R,则下列说法正确的是( ) //A 2 1 1 /V A. 此时流过三导体的电流均为1A B. R.:R:R-1:3:2 C. 若将三导体串联后改接在电压恒为3V的直流电源上,则三导体的阻值之比不变 D. 若将三导体并联后接在电压恒为3V的直流电源上,则通过它们的电流之比为:1: 1-3:2:1 4. 答案:AB 解析:由题中I-V图像可知,R.=1Q、R,=3Q、R.的电阻随两端所加电压变大而变 小,当这三导体串联接在电压恒为6V的直流电源两端时,其电流相等,根据图像可判断电 流为1A,R、R、R两端电压分别为1V、3V、2V,总和为6V,故R=2O,故A项、 B项均正确。因导体C为一非线性电阻,电阻随两端所加电压变小而变大,因此三个导体的 阻值之比会发生相应变化,故C项错误。从题中图线可得,当这三导体并联后接在电压恒为 3V的直流电源上,流过R、R、R。的电流分别为3A、1A、2A,故D项错误。 5.(经典题,6分)如图所示,灵敏电流计的内阻R。为500O,满偏电流1.为1mA。当 使用a、5两个端点时,是量程为云.的电流表;当使用a、c两个端点时,是量程为2的电流 表;当使用a、d两个端点时,是量程为V的电压表。已知电阻R、R、R;的阻值分别为 0.5Q、2Q和100Q。求量程1、1、U的值。 独家授权侵权必究← 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxK.com 您身边的互联网+教辅专家 {# 5. 答案:1005mA(2分)201mA(2分)20.6V(2分) 解析:接a、b两个端点时,等效电路如图(a)所示,R:与表头串联,再和R;并联,根据 并联电路特点可得 IR-I(R.+R)(1分) 代入数据解得。-1004mA 故此时量程为=I+1.=1005mA(1分) (将将 图(a) 图(b) 图(c) 同理,接a、c两个端点时,等效电路如图(b)所示,R,与R串联,再与G并联,根据并 联电路特点,有 1R-I(R:+R)(1分) 此时量程为=/+/.一201mA(1分) 当使用a、d两个端点时,为一电压表,等效电路如图(c)所示,根据串联电路特点,有 U=1R+1R。=20.6V(2分) 6.(北京顺义区二模,3分)如图所示为某同学设计的电吹风电路图,a、b、c、d为四个 固定触点。可动的扇形金属触片可绕P点转动,能同时接触两个触点。触片处于不同位置时, 电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。该电吹风的参数如表所示。下列判断正 确的是( ) 热风时 将。 小风扇 460W 输入功率 冷风时 60W 输入功率 220V交流电 A. 当扇形金属触片接触c、d触点时吹冷风 B. 当扇形金属触片接触a、b触点时吹热风 C. 当扇形金属触片接触b、c触点时吹热风 D. 电热丝的热功率是460W 6. 答案:B 独家授权侵权必究