第10章 第1讲 电路的基本概念和规律-【优化探究】2026高考物理一轮复习高考总复习配套课件（人教版 多选）

该高中物理高考复习课件聚焦“电路及其应用”专题，依据高考评价体系梳理了电流、电阻定律、欧姆定律、伏安特性曲线、电功与电热五大核心考点，通过考情分析明确电流微观表达式、非纯电阻电路辨析等高频考点权重，归纳选择与计算两类常考题型，实现备考的系统性与针对性。 课件亮点在于“真题溯源+模型建构+素养提升”的复习策略，如结合2024广西卷伏安特性曲线题，运用“柱体微元”模型推导电流微观表达式，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。通过判断正误辨析易错点，典例解析强化能量观念应用，助力学生掌握解题技巧，教师可据此精准定位考点，提升复习效率。

第十章　电路及其应用 [考情分析及命题规律解读] 第1讲　电路的基本概念和规律 [学习目标]　1.知道电流的概念、定义式及会推导电流的微观表达式。2.会用电阻定律和欧姆定律进行计算,理解伏安特性曲线。 3.理解电功、电功率、焦耳定律,会区分纯电阻电路和非纯电阻电路。 课时作业 巩固提高训练 考点一　电流的理解与计算 考点二　电阻与电阻定律的理解 考点三　欧姆定律与伏安特性曲线 内容索引 考点四　电功与电热、电功率与电热功率 考点一　电流的理解与计算 一 7 盘点 核心知识 1.电流定义:电荷的　　　　　形成电流。定义式为I=。  2.电流形成的条件:导体中有　　　　　;导体两端存在　　　　。  3.电流的标矢性:电流是标量,但有方向,规定　　　定向移动的方向为电流的方向。  定向移动 自由电荷　 电压 正电荷 4.利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题 设柱体微元的长度为L,横截面积为S,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,则: (1)柱体微元中的总电荷量为Q=nLSq。 (2)柱体微元中全部电荷通过横截面的时间t=。 (3)电流的微观表达式I==nqSv。 [判断正误] 1.电荷定向移动产生电流,所以,电荷的移动速率就是电流的传导速率。 (　　) 2.导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的。(　　) 3.电流既有大小,又有方向,是矢量。 (　　) 4.电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。 (　　) × × × √ 考向1　电流定义式I=的理解和应用 [典例1]　 阿秒(as)光脉冲是一种发光持续时间极短的光脉冲,如同高速快门相机,可用以研究原子内部电子高速运动的过程。已知电子所带电荷量为1.6×10-19 C,1 as=10-18 s,氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动,周期大约是150 as。根据以上信息估算氢原子核外电子绕核运动的等效电流大约为(　　) A.1×10-1 A　　　　　　 B.1×10-2 A C.1×10-3 A D.1×10-5 A 提升 关键能力 C [解析]　根据电流的定义式得 I=== A≈1×10-3 A,C正确。 考向2　电流微观表达式的理解和应用 [典例2]　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ρ,棒内单位体积自由电子数为n,自由电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向移动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为(　　) A. B. C.ρnev D. C [解析]　由电流定义式可知I===neSv,由欧姆定律可得U=IR=neSv·ρ=ρneLv,又E=,故E=ρnev,选项C正确。 电流的三种表达式及其比较 方法技巧 二 考点二　电阻与电阻定律的理解 14 盘点 核心知识 1.电阻:反映了　　　　　　　　　　的大小。表达式为R=。  2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与它的　　　　成正比,与它的 　　　　　　成反比;导体电阻还与构成它的材料有关。表达式为R=ρ。  导体对电流阻碍作用 长度l 横截面积S　 3.电阻率 (1)物理意义:反映导体的　　　 　,是导体材料本身的属性。  (2)电阻率与温度的关系:金属的电阻率随温度升高而　　　　;有些半导体的电阻率随温度升高而　　　　。  导电性能 增大 减小 4.电阻的决定式和定义式的区别 公式 R=ρ R= 区别 电阻的决定式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了一种测电阻的方法,但不能说电阻与U和I有关 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 适用于任何纯电阻导体 [判断正误] 1.由R=知,导体的电阻与导体两端的电压成正比,与流过导体的电流成反比。(　　) 2.由ρ=知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比,与导体的长度成反比。(　　) 3.电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关。(　　) × × √ [典例3]　对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝,下列说法正确的是 (　　) A.常温下,若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍,则电阻变为10R B.常温下,若将电阻丝从中点对折,电阻变为4R C.加在电阻丝上的电压从0逐渐增大到U,则在任意状态下的的值不变 D.若把温度降到绝对零度附近,电阻丝的电阻突然变为零,这种现象称为超导现象 提升 关键能力 D [解析]　常温下,若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍,则横截面积变为原来的,根据电阻定律R=ρ知,电阻变为100R,A错误;常温下,若将电阻丝从中点对折,长度为原来的一半,横截面积为原来的2倍,则电阻变为,B错误;随着温度变化,电阻丝的阻值会发生变化,即的值会发生变化,C错误;根据超导现象的定义知,D正确。 [典例4]　 如图甲是我国自行研制的中央处理器(CPU) “龙芯”系列。图乙中,R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻,R1的表面边长为R2的两倍。现给R1、R2通以相同的电流I,则R1与R2相比(　　) A.两端电压U1>U2 B.电功率P1=P2 C.电阻率ρ1>ρ2 D.相同时间内产生的焦耳热Q1>Q2 B [解析]　设电阻的厚度为d,其正方形的边长为a,根据电阻定律可得R=ρ=,可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关,与尺寸大小无关,由于材料相同,即电阻率相同,且厚度相同,则有R1=R2,给R1、R2通以相同的电流,根据U=IR,P=I2R可得U1=U2,P1=P2,根据Q=I2Rt可知R1、R2在相同时间内产生的焦耳热Q1=Q2,故选B。 三 考点三　欧姆定律与伏安特性曲线 23 1.欧姆定律 (1)内容:导体中的电流跟导体两端的　　　　成正比,跟导体的 　　　　成反比。  (2)表达式:I=。 (3)适用范围:适用于金属导电和电解液导电的纯电阻电路,不适用于气体导电或半导体元件。 盘点 核心知识 电压 电阻 2.伏安特性曲线(I-U图线)的理解 (1)图线的意义 ①由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。 ②伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻。 (2)两类图线的比较     线性元件的伏安特性曲线是过原点的直线,表明它的电阻是不变的,图中Ra<Rb 非线性元件的伏安特性曲线是曲线,表明它的电阻是变化的,图中Rc减小,Rd增大 3.I=与R=的区别 (1)I=是欧姆定律的表达式,表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻R成反比。 (2)R=是电阻的定义式,表明了一种测量电阻的方法,不能错误地认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”。 [判断正误] 1.欧姆定律适用于金属导电和气体导电。 (　　) 2.U-I图像上的点与坐标原点连线斜率的变化反映阻值的变化。 (　　) 3.非线性元件的伏安特性曲线上某点切线的斜率表示此状态下的元件的电阻。(　　) × √ × 考向1　欧姆定律的理解和应用 [典例5]　(2024·广西卷)将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体,总长度为1.00 m,接入图甲电路。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的变化关系如图乙,则导体L1、L2的电阻率之比约为(　　)   A.2∶3　　B.2∶1　　C.5∶3　　D.1∶3 提升 关键能力 B [解析]　两段导体与R0串联,则回路中的电流I=不变,由题图乙知, x≤0.25 m时,U=I·ρ1,0.25 m<x≤1.00 m时,U=I·(ρ1+ρ2),则导体L1、L2的电阻率之比等于两段图线斜率之比,即ρ1∶ρ2=∶=2∶1,B正确,A、C、D错误。 考向2　伏安特性曲线的理解和应用 [典例6]　(多选)(2025·辽宁锦州高三阶段检测)如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线,两图线交于A点,A点坐标为(12 V,1.5 A),甲的图线(直线)与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是(　　) A.甲元件的电阻为R== Ω B.在A点,甲的电阻等于乙的电阻 C.由图可知乙元件电阻随电压增大而减小 D.若将甲、乙元件串联,电流为1 A时,甲、乙元件的总电压为13 V BD [解析]　根据I-U图像可知,甲元件的电阻R甲== Ω= 8 Ω,故A错误;在A点,甲、乙两元件的电压、电流均相同, 由欧姆定律可知,甲的电阻等于乙的电阻,故B正确;随电 压的增大,元件乙的图线上的点与原点连线的斜率越来 越小,根据欧姆定律可知,其电阻随电压的增大而增大,故C错误;若将甲、乙元件串联,电流为1 A时,此时甲元件的电压为U甲=IR甲=8 V,由I-U图像可知,乙元件的电压为5 V,则甲、乙元件的总电压为U总=8 V+5 V=13 V,故D正确。 四 考点四　电功与电热、电功率与电热功率 33 1.电功和电热、电功率和热功率的区别和联系 盘点 核心知识 名称 意义 公式 联系 电功 电流在一段电路中所做的功 W=　   对纯电阻电路,电功等于电热:W=Q=UIt=I2Rt; 对非纯电阻电路,电功大于电热: W>Q 电热 电流通过导体产生的热量 Q=　   UIt　 I2Rt　 名称 意义 公式 联系 电功率 单位时间内电流所做的功 P=　　  对纯电阻电路,电功率等于热功率:P=P热=UI=I2R; 对非纯电阻电路,电功率大于热功率:P>P热 热功率 单位时间内导体产生的热量 P热=　　  UI I2R 2.纯电阻用电器与非纯电阻用电器的比较 特别提醒:(1)在非纯电阻电路中,t既不能表示电功,也不能表示电热;既不能表示电功率,也不能表示热功率。(因为欧姆定律不成立) (2)电动机在通电但是卡住不转动时相当于纯电阻电路。 [判断正误] 1.公式W=UIt=t=I2Rt适用于所有电路。(　　) 2.在非纯电阻电路中,P=UI=I2R+P其他。 (　　) 3.焦耳定律只适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路。 (　　) 4.电动机消耗的电能,一部分转化为机械能,一部分转化为线圈内阻上的电热。(　　) × √ × √ 考向1　纯电阻电路中的功率 [典例7]　(多选)(2025·海南直辖县级单位模拟)将两只规格分别为“220 V　40 W”和“220 V　60 W”的灯泡连接起来,再接到220 V的电压上,则(　　) A.两灯泡串联时,40 W的灯泡较亮 B.两灯泡串联时,60 W的灯泡较亮 C.两灯泡并联时,40 W的灯泡较亮 D.两灯泡并联时,60 W的灯泡较亮 提升 关键能力 AD [解析]　“220 V　40 W” 的灯泡电阻为 R1== Ω=1 210 Ω,“220 V　60 W”的灯泡电阻为 R2== Ω≈806.7 Ω。两灯泡串联时,通过两灯泡的电流相等,根据P=I2R可知40 W的灯泡的电功率较大,所以40 W的灯泡较亮,故A正确,B错误;两灯泡并联时,灯泡两端的电压都是220 V,功率分别是40 W和60 W,所以60 W的灯泡较亮,故C错误,D正确。 考向2　非纯电阻电路中的功和功率 [典例8]　(2025·安徽滁州模拟)如图,在蚌埠港码头,吊车正以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103 kg的集装箱。已知吊车的电动机工作电压为380 V,电流为20 A,重力加速度取10 m/s2,则(　　) A.电动机的内阻为19 Ω B.电动机的发热功率为5.7×103 W C.电动机的输出功率为7.6×103 W D.电动机的工作效率为75% D [解析]　电动机的输入功率为P入=UI=380×20 W=7 600 W,电动机的输出功率为P出=P机=mgv=5 700 W,电动机发热功率为P热=P入-P出=1 900 W,故B、C错误;电动机发热功率为P热=I2r,解得r=4.75 Ω,故A错误;电动机的工作效率为η=×100%=75%,故D正确。 五 课时作业 巩固提高训练 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1.(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法正确的是(　 　) A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多 B.W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt=t只适用于纯电阻电路 C.在非纯电阻电路中,UIt>I2Rt D.焦耳热公式Q=I2Rt适用于任何电路 BCD A 夯实基础 解析:电功率越大,电流做功越快,但电路中产生的热量不一定越多,故A错误;W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt=t只适用于纯电阻电路,故B正确;在非纯电阻电路中,电功大于电热,即UIt>I2Rt,故C正确;求焦耳热时公式Q=I2Rt适用于任何电路,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷为e,以下说法中正确的是(　　) A.当n1=n2时电流大小为零 B.当n1<n2时,电流方向从B→A,电流大小为I= C.当n1>n2时,电流方向从A→B,电流大小为I= D.溶液内电流方向从A→B,电流大小为I= 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 解析:电流的方向与正离子定向移动的方向相同,则溶液内电流方向从A到B,t时间内通过面积为S的截面的电荷量为q=n1e+n2e,则根据电流的定义式可得I===,A、B、C错误,D正确。 3.如图所示,一根均匀带负电的长直橡胶棒沿水平方向向右做速度为v的匀速直线运动。若棒的横截面积为S,单位长度所带的电荷量为-q(q >0),由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向分别是(　　)   A.qv,向左　　　　　　　 B.qvS,向左 C.qv,向右 D.qvS,向右 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 解析:电荷的定向移动形成电流,正电荷定向移动的方向为电流的方向,故均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动,形成等效电流,电流的方向与v反向,即电流方向向左。设橡胶棒的长度为l,根据电流的定义得I=,根据题意得Q=lq,l=vt,解得 I=qv,故A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4.如图所示为某晶体二极管的伏安特性曲线。 下列说法正确的是(　　)  A.加正向电压时,二极管电阻较小,且随着电 压的增大而增大 B.加反向电压时,二极管电阻较大,无论加多 大电压,电流都很小 C.无论是加正向电压还是加反向电压,电压和电流都不成正比,所以二极管是非线性元件 D.二极管加正向电压时,电阻不变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 解析:由题图可知,无论是加正向电压还是加反向电压,通过二极管的电流与电压都不是线性关系,故电流和电压不成正比,二极管是非线性元件,故C正确;当二极管加正向电压时,由题图可知,开始电流较小,随电压的增大,电流变化较快,所以二极管的电阻随着电压的增大而减小,故A、D错误;当加反向电压时,开始电流很小,但当反向电压很大时,二极管被击穿,电流剧增,故B错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5.在我国偏远乡村的电路上常用熔断保险丝。当电路中有较大电流通过时,保险丝会快速熔断,及时切断电源,保障用电设备和人身安全。经测量,有一段电阻为R、熔断电流为2 A的保险丝,若将这段保险丝对折后绞成一根,那么保险丝的电阻和熔断电流将变为(　　) A.R,4 A B.R,4 A C.R,0.5 A D.R,1 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 解析:根据R=ρ可知,对折后电阻为R'=ρ=R,而两段最大电流为2 A的保险丝并联,其允许通过的最大电流I'=2Imax=4 A,故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 6.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab=10 cm,bc=5 cm,当将C与D接入电压恒为U的电路时,电流为2 A;若将A与B接入电压恒为U的电路中,则电流为(　　) A.0.5 A B.1 A C.2 A D.4 A 解析:由电阻定律R=ρ=()2=4,当接入电压相同时,由欧姆定律得==,则IAB=ICD=0.5 A,A正确。 7.(多选)离地面高度5.0×104 m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5.0×104 m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。已知雷暴每秒给地球充电的电荷量约为1.8×103 C,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600 Ω 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1.7×1012 Ω·m D.该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 BC 解析:该大气层的平均漏电电流约为I== A=1.8×103 A,该大气层的等效电阻为R== Ω≈167 Ω,故A错误,B正确;根据R=ρ可得,该大气层的平均电阻率为ρ== Ω·m≈1.7×1012 Ω·m,故C正确,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8.(2025·江苏南京高三开学考试)如图所示是某白炽灯的伏安特性曲线,图中OA连线与横轴的夹角为α,A点的坐标为(U0,I0),其切线与纵轴交点的纵坐标为I1,则(　　) A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.对应A点,白炽灯的电阻可表示为tan α C.对应A点,白炽灯的电阻可表示为 D.对应A点,白炽灯的电阻可表示为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 解析:I-U图像中图线上的点与坐标原点的连线的斜率的倒数表示电阻,由题图可知,随着电压的增大,白炽灯电阻增大,故A错误;对应A点,白炽灯的电阻可表示为,不能根据求电阻,故B、D错误,C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9.(多选)如图甲所示,用内阻为r1的充电宝为一手机充电,其等效电路如图乙所示,在充电开始后的一段时间t内,充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的,设手机电池的内阻为r2,则时间t内(　　) A.充电宝输出的电功率为UI-I2r1 B.手机电池的热功率为I2r2 C.手机电池产生的焦耳热为t D.手机电池增加的化学能为UIt-I2r2t 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 BD B 能力提升 解析:充电宝输出的电功率为P=UI,故A错误;时间t内,手机电池的热功率为=I2r2,故B正确;因为手机电池不能看成纯电阻,所以I≠,所以时间t内手机电池产生的焦耳热为=I2r2t≠t,故C错误;根据能量守恒定律可知,充电宝输出的电功等于手机电池增加的化学能ΔE与手机电池内阻产生的焦耳热之和,即Pt=ΔE+,解得ΔE=UIt-I2r2t,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示。以下关于导体的电阻说法正确的是(　　) A.B点对应的电阻为12 Ω B.B点对应的电阻为40 Ω C.工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D.工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 解析:B点时导体电阻为RB== Ω=40 Ω,故A错误,B正确;A点时导体电阻为RA== Ω=30 Ω,工作状态从A变化到B时,导体的电阻因温度的影响改变ΔR=RB-RA=10 Ω,故C、D错误。 11.a、b的伏安特性曲线如图所示,导体a的电阻为R1, 导体b的电阻为R2,则下列说法正确的是(　　) A.R1∶R2=3∶1 B.把a拉长到原来的3倍后电阻等于R2 C.将a与b串联后接于电源上,它们消耗的功率之比P1∶P2=1∶3 D.将a与b并联后接于电源上,通过它们的电流之比I1∶I2=1∶3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 解析:伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数,由图像 可知a、b的斜率之比为3∶1,因此a、b的电阻之比 为R1∶R2=1∶3,A错误;设a的电阻率为ρ,长度为l,横 截面积为S,则R1=ρ,把a拉长到原来的3倍后,因体积不变,其横截面积变为原来的,由电阻定律得R1'=ρ=9ρ=9R1=3R2,B错误;由P=I2R可知,将a与b串联后接于电源上,它们消耗的功率之比P1∶P2=R1∶R2=1∶3,C正确;由I=可知,将a与b并联后接于电源上,通过它们的电流之比I1∶I2=R2∶R1=3∶1,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12.(10分)如图所示为电动机提升重物的装置,电动机线圈电阻r=1 Ω,电动机两端电压为5 V,电路中的电流为1 A,重物受到的重力为20 N。不计摩擦力,则: 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (1)电动机的输入功率和线圈电阻上消耗的热功率各是多少? 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:电动机的输入功率 P=IU=5 W 线圈电阻上消耗的热功率 P热=I2r=12×1 W=1 W。 答案:5 W　1 W　 (2)电动机的输出功率和效率各是多少? 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:电动机的输出功率 P出=P-P热=4 W 效率η=×100%=80%。 答案:4 W　80% (3)电动机可以把重物以多大的速度竖直向上提升? 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:根据P出=mgv可得v=0.2 m/s。 答案:0.2 m/s $$