专题02 恒定电流及闭合电路欧姆定律（期中复习讲义）高二物理上学期鲁科版

专题02 恒定电流及闭合电路欧姆定律（期中复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 电流 1.理解电流的定义、定义式、单位以及方向的规定。 2.通过建立“柱状模型”推导电流的微观表达式。 基础必考点，常出选择题 电阻 1.知道影响导体电阻的因素，掌握电阻定律。 2.知道导体的电阻率的概念，知道导体的电阻率与导体材料和温度有关。 基础必考点，常出选择题 电功与电热 1.理解电功、电功率和热功率的概念。 2.掌握焦耳定律的内容。 高频易错点，常出选择题和计算题 串并联电路 1.掌握串联和并联电路的特点，能够进行简单的计算。 2.掌握电压表和电流表的改装原理和方法。 基础必考点，常出选择题 闭合电路欧姆定律 1.掌握闭合电路的欧姆定律的内容、公式。 2.能够分析闭合电路的能量等问题。 高频必考点，常出选择题和计算题 测金属丝的电阻率 1.掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法，并能正确使用。 2.测定金属的电阻率 高频必考点，常出实验填空题 测电源的电动势和内阻 1.掌握伏安法测电源电动势和内电阻的原理、实验方法和实验操作。 2.能够运用图像分析和处理实验数据。 高频必考点，常出实验填空题 用多用电表测量电学量 掌握多用电表的使用方法 高频必考点，常出实验填空题 知识点01 电流 1.恒定电流 (1)定义：大小、方向都 的电流，叫作恒定电流。 (2)电流：表示电流的 。 ①表达式：I＝。 ②单位：国际单位制中的单位是 ，简称安，符号是A。常用的单位还有： (mA)、 (μA)。1 A＝ mA＝ μA。 ③方向：规定 定向移动的方向为电流的方向。 2.电流的微观表达式 设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则时间t内通过某 一横截面的自由电子数为 ；若电子的电荷量为e，那么在时间t内通过横截面的电荷量为q＝ 。根据电流的公式 ，就可以得到电流和自由电子定向移动平均速率的关系：I＝ 。 知识点02 电阻 1.电阻的电阻 (1)导体电阻的决定式R＝ l是导体的长度，S是导体的 ，ρ是比例系数，与导体 有关，叫作电阻率。 (2)适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 2.R＝与R＝ρ的区别与联系 两个公式 区别与联系　　　　 R＝ R＝ρ 区别 适用于纯电阻元件 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液 联系 R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 3.电阻率 (1)电阻率是反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小 。 (2)电阻率与温度的关系及应用 ①金属的电阻率随温度的升高而 ，可用于制作电阻温度计。 ②大部分半导体的电阻率随温度的升高而 ，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。 ③有些合金，电阻率几乎 温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 ④许多导体在温度特别低时电阻率可以降到 ，这个现象叫作超导现象。 知识点03 电功和电热 一、电功和电功率 1.电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的 和 三者的乘积。 (2)公式：W＝IUt (3)单位： ，符号为J。 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝ J。 2.电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝＝ 。 (3)单位： ，符号为 。 (4)意义：表示电流做功的 。 二、焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 及 成正比。 (2)表达式：Q＝ 。 2.热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)表达式：P＝ 。 (3)物理意义：表示电流 的物理量。 知识点04 串联电路和并联电路 1.串联电路：把几个导体或用电器依次首尾连接，接入电路的连接方式，如图甲所示。 2.并联电路：把几个导体或用电器的一端连在一起，另一端也连在一起，再将两端接入电路的连接方式，如图乙所示。 3.串联电路、并联电路的特点 串联电路 并联电路 电流关系 各处电流相等，即I＝I1＝I2＝…＝In 总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In 电压关系 总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un 各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻关系 总电阻等于各部分电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn 总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，即＝＋＋…＋ 知识点05 闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的欧姆定律 (1)内容：在外电路为 的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成 。 (2)表达式：I＝。 (3)适用条件： 为纯电阻电路。 2.路端电压与电流的关系 (1)公式：U＝ 。 (2)U－I图像：如图所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示 ，斜率的绝对值表示电源的 。 (3) 路端电压随外电阻的变化规律 ①当外电阻R增大时，由I＝可知电流 ，路端电压U＝E－Ir ，当R增大到无限大(断路)时，I＝ ， U＝E，即外电路断路时的 等于电源 。 ②当外电阻R减小时，由I＝可知电流I ，路端电压U＝E－Ir ，当R减小到零(短路)时， I＝，U＝ 。 题型一 电流的计算 解｜题｜技｜巧 1.电流的计算 公式 公式含义 定义式 I＝ 反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝ 微观式 I＝nqSv 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I＝ I由U、R决定，I∝U　I∝ 2.注意： 电解液导电 异种电荷反向通过某截面，q＝|q1|＋|q2| 电子绕核旋转等效电流 F v ，T为周期， 【典例1】（24-25高二上·江苏扬州·期中）一根长为L、横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的电荷量为e，棒内自由电子定向运动的平均速率为v，金属棒材料的电阻率是ρ，则在棒两端加上的电压是（　　） A． B． C． D． 【变式1】（23-24高二上·福建莆田·期中）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（　　） A．nvS△t B．nv△t C． D． 题型二 电阻和伏安特性曲线 解｜题｜技｜巧 1.电阻的计算公式 公式 决定式 定义式 R＝ρ R＝ 区别 指明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，电阻与U和I无关 适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质 适用于任何纯电阻导体 相同点 都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释) 2.伏安特性曲线 【典例2】（24-25高二上·河北·期中）将横截面积相同、材料不同的两段等长导体无缝连接为一段新导体，新导体总长度为1.00m，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滑动的距离x的变化关系如图乙，则导体的电阻率之比约为（　　） A．4∶5 B．5∶4 C．4：1 D．1∶4 【变式2】（24-25高二上·河南郑州·期中）如图所示，R1、R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，正方形的边长之比为2：1，通过这两个导体的电流方向如图所示，不考虑温度对电阻率的影响，则两个导体R1与R2（　　）    A．电阻之比为1:1 B．电阻率之比为2：1 C．串联在电路中，两端的电压之比为4：1 D．串联在电路中，自由电子定向移动的速率之比为2：1 题型三 电功与电热 解｜题｜技｜巧 1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等 工作中的电动机、电解槽、日光灯等 能量转化 电路中消耗的电能全部转化为内能W＝Q 电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能W>Q 电功的计算 W＝UIt＝I2Rt＝t W＝UIt 电热的计算 Q＝UIt＝I2Rt＝t Q＝I2Rt 电功率的计算 P＝UI＝I2R＝ P＝UI 电热功率的计算 P热＝UI＝I2R＝ P热＝I2R 注意：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，也不能表示电热功率。(因为欧姆定律不成立) 2．电动机(或电解槽)的功率关系 P入＝P出＋P热或IU＝P出 ＋I2r。[r为电动机线圈(或电解液)的电阻] 注意：电动机在通电但是卡住不转动时相当于纯电阻电路。 【典例3-1】（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）两盏电灯L1、L2分别标有“110V，100W”、“110V，40W”，若将两盏电灯接在电压为220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 【典例3-2】（24-25高二上·江西上饶·期中）如图所示，电源的电动势为15V，电源内阻为1Ω，定值电阻R=2Ω，M为直流电动机，其线圈电阻也为2Ω，电动机正常运转时，理想电压表读数为U=9V，则（　　） A．电动机M的输出功率为10W B．电阻R消耗的功率为4W C．电源的输出功率为30W D．电动机M的输入功率为26W 【变式3-1】（24-25高二上·江苏连云港·期中）如图所示，有四盏灯接入电路中，L1和L2都标有“220V  80W”，L3和L4都标有“220V  60W”。把电路接通后，功率最大的是（　　） A．L1 B．L2 C．L3 D．L4 【变式3-2】（24-25高二上·江苏无锡·期中）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。闭合开关S，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为和，则这台电动机正常运转时的效率为（　　） A． B． C． D． 题型四 串并联电路特点及电表改装 解｜题｜技｜巧 1.串、并联电路的四个有用的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻，串联电阻的个数增多时，总电阻增大。 (2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻，并联支路的条数增多时，总电阻减小。 (3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大，总电阻就增大，反之则减小。 (4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和。 2.电表改装原理： (1)电压表改装：将表头串联一个较大电阻，如图所示： (2)电流表改装：将表头并联一个较小电阻，如图所示： 【典例4-1】（24-25高二上·陕西宝鸡·期中）如图所示电路中，当ab两端接入100V电压时，用理想电压表测得cd两端为20V；当cd两端接入100V电压时，用理想电压表测得ab两端电压为50V，则下列说法正确的是（　　） A．R1∶R2= 1∶4 B．R1∶R2= 2∶1 C．R2∶R3= 1∶2 D．R2∶R3= 2∶5 【典例4-2】（24-25高二上·四川广元·期中）如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满电流为Ig=300mA，内阻为Rg=10Ω，变阻箱R接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是（　　） A．改装为15V量程的电压表，选择图甲，R0=20Ω B．改装为15V量程的电压表，选择图乙，R0=40Ω C．改装为0.6A量程的电流表，选择图甲，R0=20Ω D．改装为0.6A量程的电流表，选择图乙，R0=10Ω 【变式4-1】（24-25高二上·江苏无锡·期中）在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为U =10V，滑动变阻器的全值电阻，滑动触头P可在a、b两端点间滑动，定值电阻R=10Ω， 则（　　） A．电阻R两端的电压调节范围为0~7.5V B．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为5V C．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为 D．触头P位于a点时，变阻器消耗的功率为10W 【变式4-2】（24-25高二上·黑龙江伊春·期中）某同学将四个相同的小量程电流表（表头）分别正确改装成了量程为1A和3A两个电流表A1、A2，以及量程为3V和15V的两个电压表V1、V2。改装好后把它们按如图所示接法连入电路，则（　　） A．电流表A1的读数为0.5A时，A2的读数也为0.5A B．电流表A1满偏时，A2指针偏转到满刻度的 C．电压表V1半偏时，V2也半偏 D．电流表A1半偏时，电路中的总电流为1A 题型五 闭合电路的功率和效率 解｜题｜技｜巧 1．闭合电路的功率和效率 电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ 电源内部 消耗的功率 P内＝I2r＝P总－P出 电源的 输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻 R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% 2．输出功率与外电阻的关系 由P出与外电阻R的关系图像可知： (1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝。 (2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。 (3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。 (4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 【典例5】（24-25高二上·湖南永州·期中）如图所示，A、B分别为电源E和电阻R的图线，虚线C是过图线A、B交点的曲线B的切线。现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路，由图像可知，下列选项不正确的是（　　） A．R的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为 B．此时电源的总功率为 C．电源的电动势为，内阻为 D．若电源与2个题中完全相同的电阻R串联，电源的效率将增大 【变式5】（24-25高二上·辽宁锦州·期中）在图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻、阻值为。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该电源电动势为 B．该电源的内阻为 C．当时，电源输出功率最大 D．滑片从左往右移的过程中，电源的效率一直在增大 题型六 闭合电路的动态分析 解｜题｜技｜巧 1．程序法 2．结论法 用口诀表述为“串反并同”： (1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小，反之则增大。 (2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将增大，反之则减小。 【典例6】（24-25高二上·辽宁锦州·期中）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R为定值电阻，为负温度系数热敏电阻（其阻值随温度升高而减小），L为小灯泡，当温度升高时，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小 B．小灯泡的亮度变暗 C．流过热敏电阻的电流减小 D．电源的输出功率变大 【变式6】（24-25高二上·江苏扬州·期中）如图所示电路中电源电动势为、内阻为，为定值电阻（阻值均大于电源内阻），电压表和电流表可视为理想电表，电压表、电流表的示数变化量的绝对值分别为和。开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片向a端移动，下列说法正确的是（　　） A．变大 B．变小 C．流过滑动变阻器R的电流IR变大 D．电压表、电流表的示数均变大 题型七 含电容器电路 解｜题｜技｜巧 含容电路动态分析的三个步骤： 第一步 理清电路的串、并联关系 第二步 确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规律不适用，但对于充电或放电完毕的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两端，可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U 第三步 分析电容器所带的电荷量。针对某一状态，根据Q＝CU，由电容器两端的电压U求电容器所带的电荷量Q，由电路规律分析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电 【典例7】（24-25高二下·甘肃临夏·期末）如图所示的电路中，电流表的内阻和电源内阻不计，定值电阻，开始时只有闭合，当也闭合后，下列说法中正确的是（　　） A．电阻消耗的电功率变小 B．电阻消耗的电功率变大 C．电容器的电荷量增加 D．闭合瞬间通过电流表的电流方向为自左向右 【变式7】（23-24高二上·广东·期中）如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻可忽略不计，电阻的阻值分别为R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器的最大阻值R=50Ω，电容器MN的电容C=20μF，现将滑动触头P移于最左端a点，闭合开关S，过一段时间电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．此时电容器M板带正电，N板带负电 B．此时断开开关S，通过R1的电荷量为 C．当滑动触头P置于R的中点时，M 板带电量为 D．当滑动触头P从a端缓慢滑动到b端的过程中，电容器所带的电荷量先减少后增大，但N板一直带正电荷 题型八 故障分析 解｜题｜技｜巧 1．电路故障一般是短路或断路，其特点如下： (1)短路状态的特点：有电流通过电路而两端电压为零。 (2)断路状态的特点：电源路端电压不为零而电流为零。 2．利用电流表、电压表判断电路故障的方法 常见故障 故障解读 原因分析 正常 无示数 “电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表 故障原因可能是： a．电压表损坏； b．电压表接触不良； c．与电压表并联的用电器短路 正常 无示数 “电压表有示数”表明电压表有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表 故障原因可能是： a．电流表短路； b．和电压表并联的用电器断路 均无示数 “两表均无示数”表明无电流通过两表 除了两表同时被短路外，可能是干路断路导致无电流 【典例8】（24-25高二上·重庆·期中）如图所示电路中，当闭合开关时发现灯泡不发光。现用电压表对故障电路进行检测。测得，，。由此可判断电路的故障位置是（　　） A．BF间断路 B．DF间断路 C．CD间断路 D．AD间断路 【变式8】（24-25高二上·贵州六盘水·期中）如图所示的电路中，若电路无故障，则灯L能正常发光，可是闭合开关S后，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是（　　） A．电流表短路 B．电流表断路 C．灯L的灯丝断了 D．灯L灯丝短路 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高二上·广东深圳·期中）有两段电阻丝，材料相同，长度也相同，它们的横截面的直径之比为，把它们串联在电路中，则下列说法正确的是（　　） A．它们的电阻之比 B．通过它们的电流之比 C．电子在两段中定向移动速度之比 D．两段中的电场强度之比 2．（24-25高二上·安徽蚌埠·期中）如图所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是（　　） A．电动机的输出功率为14W B．电动机两端的电压为7.0V C．电动机产生的热功率为4.0W D．电源输出的功率为24W 3．（24-25高二上·河南驻马店·期中）如图乙所示，用一电源与电阻R组成闭合电路，图甲中A，B分别为电源的路端电压U与电流I关系的图像及电阻R的两端电压U与电流I的关系图像，则关于电路描述正确的是（    ） A．电阻 B．电源的电动势 C．电源内阻消耗的功率为2W D．电阻R消耗的电功率 4．（24-25高二上·山东菏泽·期中）如图所示电路中，为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），电容器的电容为，电源电动势为、内阻为。闭合开关S，照射光敏电阻的光强不断减弱，一段时间后，电压表示数的变化量为，电流表示数的变化量绝对值为，则（　　） A． B．电容器放出的电荷量为 C．电源内部损耗的功率一定减少 D．电源的输出功率一定增加 5．（24-25高二上·江西上饶·期中）如图所示电路中，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，电表均为理想电表。开关S闭合后，当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中，电压表V1、V2的示数变化为ΔU1、ΔU2，电流表的示数变化为ΔI，下列说法正确的是（　　） A．电容器C所带电荷量增多 B．两电压表的读数均增大 C．的绝对值不变 D．电流表示数变小 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 6．（多选）（24-25高二上·江西·期中）某同学玩电动玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动机正常工作，车轮正常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E = 10 V，内阻r = 2 Ω，车轮电动机的额定电压UM = 6 V，线圈电阻RM = 1 Ω，灯泡电阻R = 6 Ω（保持不变）。下列说法正确的是（　　） A．玩具汽车正常工作时，流过电动机的电流为2 A B．玩具汽车正常工作时，电动机的输出功率为5 W C．玩具汽车被卡住后，流过电动机的电流为3 A D．玩具汽车被卡住后，小灯泡的实际功率为3 W 7．（多选）（24-25高二上·广东佛山·期中）如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻，，，图甲a量程为2V，下列说法正确的是（　　） A．表头满偏电流 B．图甲a的量程大于b的量程 C．图甲b的量程为4V D．图乙c的量程大于d的量程 8．（多选）（25-26高二上·四川绵阳·开学考试）在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列判断正确的是（　　） A．， B．不变，变小 C．变小，不变 D．变小，变小 9．（多选）（24-25高二上·宁夏银川·期中）如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中， C．调整滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端，电源输出功率先增大后减小 D．调整滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 10．（多选）（24-25高二下·辽宁·期中）在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，电源电动势为、内阻为，闭合开关，平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态。当电路中某电学元件发生故障时，发现电容器中的液滴向上运动，且电流表和电压表示数均增大，其余电学元件均未损坏，下列说法正确的是（　　） A．断路 B．灯泡L断路 C．电源内阻消耗的功率变小 D．电容器带的电荷量变小 期中综合拓展练（测试时间：5分钟） 11．（2025·广西·高考真题）如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为、，长度分别为、。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为（    ） A． B． C． D． 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 恒定电流及闭合电路欧姆定律（期中复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 电流 1.理解电流的定义、定义式、单位以及方向的规定。 2.通过建立“柱状模型”推导电流的微观表达式。 基础必考点，常出选择题 电阻 1.知道影响导体电阻的因素，掌握电阻定律。 2.知道导体的电阻率的概念，知道导体的电阻率与导体材料和温度有关。 基础必考点，常出选择题 电功与电热 1.理解电功、电功率和热功率的概念。 2.掌握焦耳定律的内容。 高频易错点，常出选择题和计算题 串并联电路 1.掌握串联和并联电路的特点，能够进行简单的计算。 2.掌握电压表和电流表的改装原理和方法。 基础必考点，常出选择题 闭合电路欧姆定律 1.掌握闭合电路的欧姆定律的内容、公式。 2.能够分析闭合电路的能量等问题。 高频必考点，常出选择题和计算题 测金属丝的电阻率 1.掌握螺旋测微器、游标卡尺的原理及读数方法，并能正确使用。 2.测定金属的电阻率 高频必考点，常出实验填空题 测电源的电动势和内阻 1.掌握伏安法测电源电动势和内电阻的原理、实验方法和实验操作。 2.能够运用图像分析和处理实验数据。 高频必考点，常出实验填空题 用多用电表测量电学量 掌握多用电表的使用方法 高频必考点，常出实验填空题 知识点01 电流 1.恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流，叫作恒定电流。 (2)电流：表示电流的强弱程度。 ①表达式：I＝。 ②单位：国际单位制中的单位是安培，简称安，符号是A。常用的单位还有：毫安(mA)、微安(μA)。1 A＝103 mA＝106 μA。 ③方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 2.电流的微观表达式 设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的平均速率为v，则时间t内通过某 一横截面的自由电子数为nSvt；若电子的电荷量为e，那么在时间t内通过横截面的电荷量为q＝neSvt。根据电流的公式I＝，就可以得到电流和自由电子定向移动平均速率的关系：I＝neSv。 知识点02 电阻 1.电阻的电阻 (1)导体电阻的决定式R＝ρ l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电阻率。 (2)适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 2.R＝与R＝ρ的区别与联系 两个公式 区别与联系　　　　 R＝ R＝ρ 区别 适用于纯电阻元件 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液 联系 R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 3.电阻率 (1)电阻率是反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。 (2)电阻率与温度的关系及应用 ①金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计。 ②大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。 ③有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 ④许多导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象。 知识点03 电功和电热 一、电功和电功率 1.电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U、电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。 (2)公式：W＝IUt (3)单位：焦耳，符号为J。 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J。 2.电功率 (1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。 (2)公式：P＝＝UI。 (3)单位：瓦特，符号为W。 (4)意义：表示电流做功的快慢。 二、焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。 (2)表达式：Q＝I2Rt。 2.热功率 (1)定义：电流通过导体发热的功率。 (2)表达式：P＝I2R。 (3)物理意义：表示电流发热快慢的物理量。 知识点04 串联电路和并联电路 1.串联电路：把几个导体或用电器依次首尾连接，接入电路的连接方式，如图甲所示。 2.并联电路：把几个导体或用电器的一端连在一起，另一端也连在一起，再将两端接入电路的连接方式，如图乙所示。 3.串联电路、并联电路的特点 串联电路 并联电路 电流关系 各处电流相等，即I＝I1＝I2＝…＝In 总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In 电压关系 总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un 各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻关系 总电阻等于各部分电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn 总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，即＝＋＋…＋ 知识点05 闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的欧姆定律 (1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 (2)表达式：I＝。 (3)适用条件：外电路为纯电阻电路。 2.路端电压与电流的关系 (1)公式：U＝E－Ir。 (2)U－I图像：如图所示，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。 (3) 路端电压随外电阻的变化规律 ①当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大，当R增大到无限大(断路)时，I＝0， U＝E，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势。 ②当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小，当R减小到零(短路)时， I＝，U＝0。 题型一 电流的计算 解｜题｜技｜巧 1.电流的计算 公式 公式含义 定义式 I＝ 反映了I的大小，但不能说I∝q，I∝ 微观式 I＝nqSv 从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 决定式 I＝ I由U、R决定，I∝U　I∝ 2.注意： 电解液导电 异种电荷反向通过某截面，q＝|q1|＋|q2| 电子绕核旋转等效电流 F v ，T为周期， 【典例1】（24-25高二上·江苏扬州·期中）一根长为L、横截面积为S的金属棒，棒内单位体积自由电子数为n，电子的电荷量为e，棒内自由电子定向运动的平均速率为v，金属棒材料的电阻率是ρ，则在棒两端加上的电压是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由电流的微观表达式得，导体中的电流为由电阻定律得，导体的电阻为根据欧姆定律得联立解得故选C。 【变式1】（23-24高二上·福建莆田·期中）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（　　） A．nvS△t B．nv△t C． D． 【答案】A 【详解】根据电流的微观表达式I=nevS在Δt时间内通过导体横截面的自由电子的电量q=IΔt则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为故选A。 题型二 电阻和伏安特性曲线 解｜题｜技｜巧 1.电阻的计算公式 公式 决定式 定义式 R＝ρ R＝ 区别 指明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，电阻与U和I无关 适用于粗细均匀的金属导体和分布均匀的导电介质 适用于任何纯电阻导体 相同点 都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释) 2.伏安特性曲线 【典例2】（24-25高二上·河北·期中）将横截面积相同、材料不同的两段等长导体无缝连接为一段新导体，新导体总长度为1.00m，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滑动的距离x的变化关系如图乙，则导体的电阻率之比约为（　　） A．4∶5 B．5∶4 C．4：1 D．1∶4 【答案】C 【详解】根据电阻定律根据欧姆定律整理可得结合题图可知导体的电阻率之比故选C。 【变式2】（24-25高二上·河南郑州·期中）如图所示，R1、R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，正方形的边长之比为2：1，通过这两个导体的电流方向如图所示，不考虑温度对电阻率的影响，则两个导体R1与R2（　　）    A．电阻之比为1:1 B．电阻率之比为2：1 C．串联在电路中，两端的电压之比为4：1 D．串联在电路中，自由电子定向移动的速率之比为2：1 【答案】A 【详解】AB．因为这两个电阻是由相同材料制成的，所以二者电阻率相等，设金属导体的正方形边长为a，厚度为b，根据电阻定律得由于两金属导体材料相同、厚度相同，所以电阻相等，电阻之比为1:1，故A正确，B错误； C．两金属导体串联在电路中时，电流相等，因电阻也相等，所以两端的电压相等，两端的电压之比为1:1，故C错误； D．两金属导体的横截面积之比为串联在电路中时，电流相等，根据得故D错误。故选A。 题型三 电功与电热 解｜题｜技｜巧 1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 纯电阻电路 非纯电阻电路 实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等 工作中的电动机、电解槽、日光灯等 能量转化 电路中消耗的电能全部转化为内能W＝Q 电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能W>Q 电功的计算 W＝UIt＝I2Rt＝t W＝UIt 电热的计算 Q＝UIt＝I2Rt＝t Q＝I2Rt 电功率的计算 P＝UI＝I2R＝ P＝UI 电热功率的计算 P热＝UI＝I2R＝ P热＝I2R 注意：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，也不能表示电热功率。(因为欧姆定律不成立) 2．电动机(或电解槽)的功率关系 P入＝P出＋P热或IU＝P出 ＋I2r。[r为电动机线圈(或电解液)的电阻] 注意：电动机在通电但是卡住不转动时相当于纯电阻电路。 【典例3-1】（25-26高二上·湖北孝感·开学考试）两盏电灯L1、L2分别标有“110V，100W”、“110V，40W”，若将两盏电灯接在电压为220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据可得，两灯泡的电阻分别为， 所以R2＞R1。 A图中灯泡L1和灯泡L2串联，然后接到220V的电源上，根据串联电路的分压特点可知，灯泡L2两端的电压大于110V，所以都不能正常发光； B图中灯泡L1和可变电阻R并联后又和灯泡L2串联，要使灯泡正常发光，必须满足灯泡与L1可变电阻R并联后和灯泡L2的电阻相等；但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以灯泡L1与可变电阻R并联后的电阻小于灯泡L2的电阻，此电路中灯泡L1和灯泡L2也不能正常发光； C图中灯泡L2和可变电阻R并联后又和灯泡L1串联，要使灯泡正常发光，必须满足灯泡L2与可变电阻R并联后和灯泡L1的电阻相等；并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以灯泡L2与可变电阻R并联后的电阻可以等于灯泡的L1电阻，可以使灯泡L1和灯泡L2正常发光；此时灯泡L2与可变电阻R消耗的总功率等于灯泡L1的功率，则电路消耗的总功率为2×100W=200W。 D图中灯泡L1和灯泡L2并联后又与可变电阻R串联，要使两灯泡正常发光，必须满足灯泡L1和灯泡L2并联后和可变电阻R的阻值相等，通过调节变阻器的阻值可以做到，即两灯泡可以正常发光；整个电路消耗的电功率为2×（100W+40W）=280W；综上所述，C图既能使两灯泡正常发光且消耗的总功率最小。故选C。 【典例3-2】（24-25高二上·江西上饶·期中）如图所示，电源的电动势为15V，电源内阻为1Ω，定值电阻R=2Ω，M为直流电动机，其线圈电阻也为2Ω，电动机正常运转时，理想电压表读数为U=9V，则（　　） A．电动机M的输出功率为10W B．电阻R消耗的功率为4W C．电源的输出功率为30W D．电动机M的输入功率为26W 【答案】A 【详解】A．由题意可知电路电流则电动机M的输出功率为，故A正确； B．电阻R消耗的功率为，故B错误； C．电源的输出功率为，故C错误； D．电动机M的输入功率为，故D错误。故选A。 【变式3-1】（24-25高二上·江苏连云港·期中）如图所示，有四盏灯接入电路中，L1和L2都标有“220V  80W”，L3和L4都标有“220V  60W”。把电路接通后，功率最大的是（　　） A．L1 B．L2 C．L3 D．L4 【答案】D 【详解】根据可知L1、L2电阻相同，L3、L4电阻相同，且由于L2、L3并联再与L1、L4串联，所以，，所以故选D。 【变式3-2】（24-25高二上·江苏无锡·期中）在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路。闭合开关S，当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为和。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为和，则这台电动机正常运转时的效率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电动机停止转动时，电能完全装化为电热，电动机为一电阻，根据欧姆定律得 正常运转后，其总功率为 输出功率为 则电动机正常运转时的效率为 故选A。 题型四 串并联电路特点及电表改装 解｜题｜技｜巧 1.串、并联电路的四个有用的结论 (1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻，串联电阻的个数增多时，总电阻增大。 (2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻，并联支路的条数增多时，总电阻减小。 (3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大，总电阻就增大，反之则减小。 (4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和。 2.电表改装原理： (1)电压表改装：将表头串联一个较大电阻，如图所示： (2)电流表改装：将表头并联一个较小电阻，如图所示： 【典例4-1】（24-25高二上·陕西宝鸡·期中）如图所示电路中，当ab两端接入100V电压时，用理想电压表测得cd两端为20V；当cd两端接入100V电压时，用理想电压表测得ab两端电压为50V，则下列说法正确的是（　　） A．R1∶R2= 1∶4 B．R1∶R2= 2∶1 C．R2∶R3= 1∶2 D．R2∶R3= 2∶5 【答案】B 【详解】AB．当ab两端接入100V电压时，用理想电压表测得cd两端为20V，可得 即整理得故A错误，B正确； CD．当cd两端接入100V电压时，用理想电压表测得ab两端电压为50V，可得 即整理得故CD错误。故选B。 【典例4-2】（24-25高二上·四川广元·期中）如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成。已知灵敏电流表G的满电流为Ig=300mA，内阻为Rg=10Ω，变阻箱R接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是（　　） A．改装为15V量程的电压表，选择图甲，R0=20Ω B．改装为15V量程的电压表，选择图乙，R0=40Ω C．改装为0.6A量程的电流表，选择图甲，R0=20Ω D．改装为0.6A量程的电流表，选择图乙，R0=10Ω 【答案】B 【详解】AB．改装为15V量程的电压表，需串联一个电阻，选择图乙，根据欧姆定律有 解得故A错误，B正确； CD．改装为0.6A量程的电流表，需要并联一个电阻，选择图甲，根据欧姆定律有解得故CD错误。故选B。 【变式4-1】（24-25高二上·江苏无锡·期中）在如图所示的分压电路中，c、d间的电压恒为U =10V，滑动变阻器的全值电阻，滑动触头P可在a、b两端点间滑动，定值电阻R=10Ω， 则（　　） A．电阻R两端的电压调节范围为0~7.5V B．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为5V C．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R两端的电压为 D．触头P位于a点时，变阻器消耗的功率为10W 【答案】C 【详解】A．c、d间的电压恒为，所以电阻R两端的电压调节范围为0~10V，故A错误； BC．触头P位于a、b连线的中点时，电阻R与的并联，电阻值为并联后R两端的电压为故B错误，C正确； D．触头P位于a点时，变阻器消耗的功率为故D错误。故选C。 【变式4-2】（24-25高二上·黑龙江伊春·期中）某同学将四个相同的小量程电流表（表头）分别正确改装成了量程为1A和3A两个电流表A1、A2，以及量程为3V和15V的两个电压表V1、V2。改装好后把它们按如图所示接法连入电路，则（　　） A．电流表A1的读数为0.5A时，A2的读数也为0.5A B．电流表A1满偏时，A2指针偏转到满刻度的 C．电压表V1半偏时，V2也半偏 D．电流表A1半偏时，电路中的总电流为1A 【答案】C 【详解】AB．根据电路图可知，电流表A1、A2的两个表头并联，因此其两端的电压相等，又两个表头相同，则流过两个表头的电流相同，指针偏转角相同，而两个电流表的量程不同，则示数不同；所以电流表A1的读数为0.5A时，A2的读数不是0.5A；电流表A1满偏时，电流表A2也满偏，故AB错误； C．电压表V1、V2的两个表头串联，因此流过两个表头的电流相同，指针偏转角相同；所以电压表 V1半偏时，V2也半偏，故C正确。 D．电流表A1半偏时，流过A1电流为0.5A，根据以上分析可知，两个表头指针偏转角相同，流过A2的电流为1.5A，所以电路中的总电流为2.0A，故D错误。 故选C。 题型五 闭合电路的功率和效率 解｜题｜技｜巧 1．闭合电路的功率和效率 电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝ 电源内部 消耗的功率 P内＝I2r＝P总－P出 电源的 输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻 R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% 2．输出功率与外电阻的关系 由P出与外电阻R的关系图像可知： (1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝。 (2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。 (3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。 (4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 【典例5】（24-25高二上·湖南永州·期中）如图所示，A、B分别为电源E和电阻R的图线，虚线C是过图线A、B交点的曲线B的切线。现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路，由图像可知，下列选项不正确的是（　　） A．R的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为 B．此时电源的总功率为 C．电源的电动势为，内阻为 D．若电源与2个题中完全相同的电阻R串联，电源的效率将增大 【答案】A 【详解】A．根据图线上的点与原点连线的斜率表示电阻，由图线B可知，R的阻值随电压升高而增大，且此时的阻值为，故A错误； BC．由题意，根据图线A的纵截距可知电源电动势为，图线斜率的绝对值表示电源内阻，可得根据A与B的交点坐标，可知此时流经电源的电流为2A，可得此时电源的总功率为，故BC正确； D．电源的效率可知，若电源与2个题中完全相同的电阻R串联，增大，将增大，故D正确。由于本题选择错误的，故选A。 【变式5】（24-25高二上·辽宁锦州·期中）在图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻、阻值为。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该电源电动势为 B．该电源的内阻为 C．当时，电源输出功率最大 D．滑片从左往右移的过程中，电源的效率一直在增大 【答案】C 【详解】A．由闭合电路的欧姆定律结合图像可知，解得，故A错误； B．同理可知内阻为，故B错误； C．当外电阻等于内阻时电源输出功率最大，则当时，电源输出功率最大，故C正确； D．滑片从左往右移的过程中，减小，外电路总电阻减小，根据可知，电源的效率一直在减小，故D错误。故选C。 题型六 闭合电路的动态分析 解｜题｜技｜巧 1．程序法 2．结论法 用口诀表述为“串反并同”： (1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小，反之则增大。 (2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将增大，反之则减小。 【典例6】（24-25高二上·辽宁锦州·期中）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R为定值电阻，为负温度系数热敏电阻（其阻值随温度升高而减小），L为小灯泡，当温度升高时，下列说法正确的是（　　） A．电流表示数变小 B．小灯泡的亮度变暗 C．流过热敏电阻的电流减小 D．电源的输出功率变大 【答案】B 【详解】A．当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，则并联总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，可知干路电流增大，则电流表示数增大，故A错误； BC．并联部分电压减小，则小灯泡的电流减小，亮度变暗，热敏电阻自身的电流增大，故B正确，C错误； D．因电源内阻和外电阻大小关系未知，故无法判断电源输出功率的变化情况，故D错误。故选B。 【变式6】（24-25高二上·江苏扬州·期中）如图所示电路中电源电动势为、内阻为，为定值电阻（阻值均大于电源内阻），电压表和电流表可视为理想电表，电压表、电流表的示数变化量的绝对值分别为和。开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片向a端移动，下列说法正确的是（　　） A．变大 B．变小 C．流过滑动变阻器R的电流IR变大 D．电压表、电流表的示数均变大 【答案】A 【详解】ACD．由题意知滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串反并同规律可知，电压表示数变大，电流表示数变小，变大，流过滑动变阻器R的电流IR变小，故A正确，CD错误； B．根据闭合电路欧姆定律有即故即不变，故B错误。故选A。 题型七 含电容器电路 解｜题｜技｜巧 含容电路动态分析的三个步骤： 第一步 理清电路的串、并联关系 第二步 确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规律不适用，但对于充电或放电完毕的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两端，可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U 第三步 分析电容器所带的电荷量。针对某一状态，根据Q＝CU，由电容器两端的电压U求电容器所带的电荷量Q，由电路规律分析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电 【典例7】（24-25高二下·甘肃临夏·期末）如图所示的电路中，电流表的内阻和电源内阻不计，定值电阻，开始时只有闭合，当也闭合后，下列说法中正确的是（　　） A．电阻消耗的电功率变小 B．电阻消耗的电功率变大 C．电容器的电荷量增加 D．闭合瞬间通过电流表的电流方向为自左向右 【答案】D 【详解】AB．根据题意可知，开关闭合后，回路中总电阻减小，总电流增大，由公式可知，电阻消耗的电功率变大，由公式可知，两端电压变大，则两端电压减小，电阻消耗的电功率变小，故AB错误； CD．开始时电容器两端电压等于电源两端电压，闭合后，等于两端电压，即电压变小，根据电容器的定义式可知电容器C的电荷量减少，电容器将放电，由于电容器右极板带正电，所以闭合瞬间流过电流表的电流方向自左向右，故C错误，D正确。 故选D。 【变式7】（23-24高二上·广东·期中）如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻可忽略不计，电阻的阻值分别为R1=10Ω，R2=20Ω，滑动变阻器的最大阻值R=50Ω，电容器MN的电容C=20μF，现将滑动触头P移于最左端a点，闭合开关S，过一段时间电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．此时电容器M板带正电，N板带负电 B．此时断开开关S，通过R1的电荷量为 C．当滑动触头P置于R的中点时，M 板带电量为 D．当滑动触头P从a端缓慢滑动到b端的过程中，电容器所带的电荷量先减少后增大，但N板一直带正电荷 【答案】C 【详解】A．滑动触头P移于最左端a点，此时N板与电源正极连接，因此，此时电容器M板带负电，N板带正电，故A错误； B．将滑动触头P移于最左端a点，闭合开关S，此时，R1两端电压此时，电容器所带电荷量断开开关S，电容器等效为一个电源放电，此时R2与R串联后再与R1并联，则通过R1的电荷量为解得故B错误； C．当滑动触头P置于R的中点时，令D点电势为0，则A点电势为12V，令电容器N极板电势为，则有解得令电容器M极板电势为，则有解得则有则M 板带电量为故C正确； D．令D点电势为0，根据上述可知，电容器M极板电势始终为8V，当滑动触头P从a端缓慢滑动到b端的过程中，电容器N极板的电势由12V逐渐减小为0，两极板之间的电势差先减小后增大，则电容器所带的电荷量先减少后增大，但是N极板电势先高于M极板，后低于M极板，可知N极板先带正电，后带负电，故D错误。故选C。 题型八 故障分析 解｜题｜技｜巧 1．电路故障一般是短路或断路，其特点如下： (1)短路状态的特点：有电流通过电路而两端电压为零。 (2)断路状态的特点：电源路端电压不为零而电流为零。 2．利用电流表、电压表判断电路故障的方法 常见故障 故障解读 原因分析 正常 无示数 “电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表 故障原因可能是： a．电压表损坏； b．电压表接触不良； c．与电压表并联的用电器短路 正常 无示数 “电压表有示数”表明电压表有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表 故障原因可能是： a．电流表短路； b．和电压表并联的用电器断路 均无示数 “两表均无示数”表明无电流通过两表 除了两表同时被短路外，可能是干路断路导致无电流 【典例8】（24-25高二上·重庆·期中）如图所示电路中，当闭合开关时发现灯泡不发光。现用电压表对故障电路进行检测。测得，，。由此可判断电路的故障位置是（　　） A．BF间断路 B．DF间断路 C．CD间断路 D．AD间断路 【答案】B 【详解】当闭合开关时发现灯泡不发光，可知电路中有断路的地方；现用电压表对故障电路进行检测。测得，可知C与电源正极A、F与电源负极B连通；测得，可知D与电源正极A、F与电源负极B连通；测得，可知E与电源负极B没有连通，则DF间断路。 故选B。 【变式8】（24-25高二上·贵州六盘水·期中）如图所示的电路中，若电路无故障，则灯L能正常发光，可是闭合开关S后，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是（　　） A．电流表短路 B．电流表断路 C．灯L的灯丝断了 D．灯L灯丝短路 【答案】C 【详解】A．如果电流表短路，则电压表和灯泡并联后接在电源两端，应灯泡亮，电压表有示数，故A错误； B. 如果电流表断路，则电路中无电流灯泡和电压表都不能与电源构成回路，应灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，不符合题干中描述，故B错误； C．如果灯L的灯丝断了，则电流表和电压表串联后接在电源两端，由于电压表内阻非常大，所以电流表指针几乎不动，而电压表相当于接在电源两端，电压表指针有明显偏转，与题中描述相符，故C正确； D. 灯L灯丝短路，则电压表也被短路，即电压表示数为零，电流表有示数，故D错误。故选C。 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（24-25高二上·广东深圳·期中）有两段电阻丝，材料相同，长度也相同，它们的横截面的直径之比为，把它们串联在电路中，则下列说法正确的是（　　） A．它们的电阻之比 B．通过它们的电流之比 C．电子在两段中定向移动速度之比 D．两段中的电场强度之比 【答案】C 【详解】A．长度、材料均相同，它们的横截面的直径之比为则横截面积之比为根据可知，故A错误; B．因两者是串联，它们的电流总相等，故B错误； C．根据电流的微观表达式 有定向移动速率与横截面面积成反比，因此，故C正确； D．串联电路，电流相等，则两段中的电场强度因此电场强度与电压成正比，则，故D错误；故选C。 2．（24-25高二上·安徽蚌埠·期中）如图所示，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。则以下判断中正确的是（　　） A．电动机的输出功率为14W B．电动机两端的电压为7.0V C．电动机产生的热功率为4.0W D．电源输出的功率为24W 【答案】B 【详解】B．根据闭合电路欧姆定律可得所以故B正确； C．电动机产生的热功率为故C错误； A．电动机的输出功率为故A错误； D．电源的输出的功率为故D错误。故选B。 3．（24-25高二上·河南驻马店·期中）如图乙所示，用一电源与电阻R组成闭合电路，图甲中A，B分别为电源的路端电压U与电流I关系的图像及电阻R的两端电压U与电流I的关系图像，则关于电路描述正确的是（    ） A．电阻 B．电源的电动势 C．电源内阻消耗的功率为2W D．电阻R消耗的电功率 【答案】C 【详解】A．根据题意，由图甲可知故A错误； B．由闭合回路欧姆定律有结合图甲可得，故B错误； C．电源内阻消耗的功率为故C正确； D．现用该电源与电阻R组成闭合电路，通过电阻的电流为2A，电阻两端的电压为2V，则电阻R消耗的电功率为故D错误。故选C。 4．（24-25高二上·山东菏泽·期中）如图所示电路中，为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），电容器的电容为，电源电动势为、内阻为。闭合开关S，照射光敏电阻的光强不断减弱，一段时间后，电压表示数的变化量为，电流表示数的变化量绝对值为，则（　　） A． B．电容器放出的电荷量为 C．电源内部损耗的功率一定减少 D．电源的输出功率一定增加 【答案】C 【详解】A．根据可知选项A错误； B．照射光敏电阻的光强不断减弱，则R变大，总电阻变大，总电流减小，电压表读数变大，电容器两端电压变大，可知电容器充电，即充入电容器的电荷量为，选项B错误； C．总电流减小，根据可知，电源内部损耗的功率一定减少，选项C正确；     D．因外电阻与电源内阻的关系不能确定，可知不能确定电源的输出功率增减情况，选项D错误。 故选C。 5．（24-25高二上·江西上饶·期中）如图所示电路中，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，电表均为理想电表。开关S闭合后，当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中，电压表V1、V2的示数变化为ΔU1、ΔU2，电流表的示数变化为ΔI，下列说法正确的是（　　） A．电容器C所带电荷量增多 B．两电压表的读数均增大 C．的绝对值不变 D．电流表示数变小 【答案】C 【详解】A．当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中，接入电路的滑动变阻器阻值减小，根据串反并同，可知电容器两端电压减小，根据可知电容器C所带电荷量减少，故A错误； B．根据串反并同，可知减小，增大，故B错误； C．根据可知的绝对值表示，即不变，故C正确； D．根据串反并同，可知电流表示数增大，故D错误。故选C。 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 6．（多选）（24-25高二上·江西·期中）某同学玩电动玩具汽车时，发现了一个现象：启动电源，电动机正常工作，车轮正常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示，电源电动势E = 10 V，内阻r = 2 Ω，车轮电动机的额定电压UM = 6 V，线圈电阻RM = 1 Ω，灯泡电阻R = 6 Ω（保持不变）。下列说法正确的是（　　） A．玩具汽车正常工作时，流过电动机的电流为2 A B．玩具汽车正常工作时，电动机的输出功率为5 W C．玩具汽车被卡住后，流过电动机的电流为3 A D．玩具汽车被卡住后，小灯泡的实际功率为3 W 【答案】BC 【详解】A．玩具汽车正常工作时，流过小灯泡的电流为根据闭合电路的欧姆定律解得玩具汽车正常工作时，流过电动机的电流为故A错误； B．玩具汽车正常工作时，电动机的输出功率为故B正确； C．玩具汽车被卡住后，电动机当做纯电阻，电动机和灯泡并联后的总电阻回路中的电流为玩具汽车被卡住后，电动机两端的电压为玩具汽车被卡住后，流过电动机的电流为故C正确； D．玩具汽车被卡住后，小灯泡的实际功率为故D错误。故选BC。 7．（多选）（24-25高二上·广东佛山·期中）如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻，，，图甲a量程为2V，下列说法正确的是（　　） A．表头满偏电流 B．图甲a的量程大于b的量程 C．图甲b的量程为4V D．图乙c的量程大于d的量程 【答案】AD 【详解】ABC．图甲a量程为2V，则有解得表头满偏电流为图甲b的量程为可知图甲a的量程小于b的量程，故A正确，BC错误； D．图乙c的量程为图乙d的量程为可得则图乙c的量程大于d的量程，故D正确。故选AD。 8．（多选）（25-26高二上·四川绵阳·开学考试）在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列判断正确的是（　　） A．， B．不变，变小 C．变小，不变 D．变小，变小 【答案】AC 【详解】B．根据欧姆定律得，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1不变，不变，不变，B错误； C．根据欧姆定律得根据闭合电路欧姆定律得解得当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R2变小，r+R1不变，所以变小，不变，C正确； D．根据欧姆定律得根据闭合电路欧姆定律得解得当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R2变小，r不变，R1不变，所以变小，不变，D错误； A．根据，，解得，，A正确。故选AC。 9．（多选）（24-25高二上·宁夏银川·期中）如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中， C．调整滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端，电源输出功率先增大后减小 D．调整滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 【答案】ABD 【详解】AB．将R看成电源内阻的一部分，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为即图中又求得故AB正确； CD．的滑片从最右端滑到最左端，接入电路的阻值增大，外电阻增大，因所以，外电阻大于电源内阻，则电源的输出功率减小；电源的效率为即随着的增大，增大，故C错误，D正确。故选ABD。 10．（多选）（24-25高二下·辽宁·期中）在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，电源电动势为、内阻为，闭合开关，平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态。当电路中某电学元件发生故障时，发现电容器中的液滴向上运动，且电流表和电压表示数均增大，其余电学元件均未损坏，下列说法正确的是（　　） A．断路 B．灯泡L断路 C．电源内阻消耗的功率变小 D．电容器带的电荷量变小 【答案】BC 【详解】A．据电路可知，平行金属板上极板带正电，电场方向向下，液滴受到重力与电场力，液滴向上运动，平行金属板间电场强度增大，极板之间电压增大，根，可知，干路电流减小，则电路总电阻增大，有可能是电路中并联部分电路中的某器件断路，若断路，则电流表示数为0，可知，不可能是断路，故A错误； B．若灯泡L断路，根据，，结合上述，可知，电压表与电流表的示数均增大，故B正确； C．由题可知，干路电流减小，电源内阻消耗的功率，故电源内阻消耗的功率变小，故C正确； D．由于电容器两极板间电压增大，电容器带的电荷量增大，故D错误。故选BC。 期中综合拓展练（测试时间：5分钟） 11．（2025·广西·高考真题）如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为、，长度分别为、。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据电阻定律可得，；两支路并联有，结合电流的微观表达式；对于同种材料n、q相同；联立可得；即故选B。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $