第10章 第1讲 电路的基本概念与规律（教师用书word）-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（广东专版）

该高中物理高考复习讲义聚焦电路板块核心考点，涵盖电路基本概念与规律、闭合电路欧姆定律、电阻测量、电源电动势与内阻测定、电表改装等高考高频内容，按“概念理解-规律应用-实验探究”逻辑层次构建知识体系。通过考点梳理明确命题方向，方法指导提炼解题技巧，真题训练强化实战能力，助力学生系统突破电路难点。 资料特色在于结合三年考情精准定位考点，采用分层练习设计（自主练夯实基础、针对练突破易错点、课时测评模拟高考），注重科学思维培养，如通过伏安特性曲线分析强化模型建构能力，结合实验题（如电阻率测量）渗透科学探究方法。能有效提升学生解题效率，为教师提供清晰复习路径，保障复习效果最大化。

年份 2022 2023 2024 三年考情 电路的基本概念和规律、闭合电路欧姆定律 北京卷·T13 江苏卷·T2 海南卷·T7　 全国乙卷·T20 广西卷·T6　 海南卷·T17 广东卷·T12 导体电阻率的测量、测量电阻类实验 全国甲卷·T22 全国乙卷·T23 广东卷·T12 山东卷·T14 江苏卷·T12　 辽宁卷·T12 浙江1月·T16　 天津卷·T10 海南卷·T15　 全国乙卷·T23 广东卷·T12 湖南卷·T11　 全国甲卷·T23 浙江1月·T16　 山东卷·T14 江西卷·T12 测量电源的电动势和内阻 湖北卷·T13 浙江6月·T16　 湖北卷·T12 黑吉辽卷·T11 电表改装、多用电表的使用 辽宁卷·T11 河北卷·T12 湖南卷·T12 湖南卷·T12 安徽卷·T12　 新课标卷·T23 命题规律 本章主要考查电路的基本概念与规律、闭合电路欧姆定律的理解及其应用，命题常结合交流电与实验进行考查。实验主要考查与测电阻有关的实验、测量电动势与内阻的实验、多用电表的使用以及一些创新实验。2023年广东卷考查测盐水电导率，2024年广东卷为一道电路基本规律的创新试题。 第1讲　电路的基本概念与规律 【学习目标】　1.了解电流的定义及公式I＝，会推导电流的微观表达式。2.理解部分电路欧姆定律及电阻定律。3.掌握串、并联电路的特点，理解电表改装的原理。4.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。 考点一　电流的理解与计算 1.电流：电荷的定向移动形成电流，I＝。 2.电流的形成条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。 3.电流的标矢性：电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 自主练.有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流。若将该细胞膜视为电容为1×10－8 F的电容器，在4 ms内细胞膜两侧的电势差从－70 mV变为30 mV，则该过程中跨膜电流的平均值为(　　) A.1.5×10－7 A B.2×10－7 A C.2.5×10－7 A D.5×10－7 A 答案：C 解析：电势差为－70 mV时，电荷量为Q1＝CU1＝7×10－10C，电势差为30 mV时，电荷量为Q2＝CU2＝3×10－10 C，由于电势差从－70 mV变为30 mV，则电容器先放电后反向充电，移动的电荷量为Q＝Q1＋Q2＝1.0×10－9 C，则该过程中跨膜电流的平均值为＝＝2.5×10－7 A，故选C。 电流的三种表达式的比较 公式 适用范围 各量的含义 意义 定义式： I＝ 所有电路 q为时间t内通过导体横截面的电荷量 反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝ 微观式： I＝neSv 所有电路 n：导体单位体积内的自由电子数 e：每个自由电子的电荷量 S：导体的横截面积 v：自由电子定向移动的平均速率 n、e、S、v决定了I的大小 计算式： I＝ 金属、电解质溶液 U：导体两端的电压 R：导体本身的电阻 I由U、R决定，I∝U、I∝ 学生用书⬇第190页 考点二　电阻定律与欧姆定律的理解及计算 1.电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 (2)表达式：R＝ρ。 2.电阻率 (1)物理意义：反映导体材料的导电性能，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的升高而增大，部分半导体的电阻率随温度的升高而减小。 3.欧姆定律 (1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 (2)表达式：I＝。 (3)适用范围：适用于金属和电解质溶液等纯电阻电路。 自主练1.(多选)近几年世界上对新材料的研究和发现有很多，新材料可以帮助科技发展和提高人们的生活水平。某科研小组研究一块均匀的长方体新材料，长为a，宽为b，厚为c。电流沿CD方向时测得样品的电阻为R，则下列说法正确的是(　　) A.样品的电阻率为 B.样品的电阻率为 C.电流沿AB方向时样品的电阻为 D.电流沿AB方向时样品的电阻为 答案：AD 解析：沿CD方向测得的电阻为R，根据电阻定律R＝ρ可得R＝ρ，解得电阻率为ρ＝，故A正确，B错误；同理可得沿AB方向的电阻R'＝ρ＝，故C错误，D正确。 自主练2.有两根材料相同的均匀导线x和y，其中，x长为l，y长为2l，串联在电路上时沿长度方向的电势φ随位置的变化如图所示，则x和y两导线的电阻和横截面积之比分别为(　　) A. 3∶1　1∶6 B. 2∶3　1∶6 C. 3∶2　1∶5 D. 3∶1　5∶1 答案：A 解析：由题图可知导线x两端的电压U1＝6 V，导线y两端的电压U2＝2 V，由串联特点可知x和y两导线的电阻之比为R1∶R2＝U1∶U2＝3∶1，故B、C错误；由 R＝ρ可知x和y两导线的横截面积之比S1∶S2＝1∶6，故A正确，D错误。故选A。 1.电阻与电阻率的区别 (1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，而电阻率则反映了制作导体的材料导电性能的好坏。 (2)导体的电阻大，电阻率不一定大，即它的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即它对电流的阻碍作用不一定小。 (3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。 2.电阻的两个公式的比较 公式 决定式：R＝ρ 定义式：R＝ 区别 说明了导体的电阻R由ρ、l、S共同决定 提供了一种测电阻的方法——伏安法，R与U、I均无关 适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液 适用于纯电阻电路 学生用书⬇第191页 考点三　导体的伏安特性曲线 1.伏安特性曲线(I-U图像) (1)坐标轴：横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I。 (2)意义：表示通过导体的电流I随其两端电压U变化的关系。 2.伏安特性曲线的特点 (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。 (3)两类元件的伏安特性曲线 ①线性元件：伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件，适用欧姆定律； ②非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用欧姆定律。 (鲁科版必修第三册·P77·物理聊吧)如图是某次实验得到的小灯泡的伏安特性曲线。 判断下列说法的正误： (1)I-U图线某点切线的斜率表示该点对应的小灯泡的电阻。(×) (2)I-U图线某点切线的斜率表示该点对应的小灯泡电阻的倒数。(×) (3)I-U图线某点与坐标原点连线的斜率表示该点对应的小灯泡的电阻的倒数。(√) (4)小灯泡的电阻随温度的升高而增大。(√) 对U-I、I-U图像的理解(如图甲、乙所示) 1.图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件。 2.在图甲中，图线上的点与O点连线的斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，Ra＞Re；在图乙中，图线上的点与O点连线的斜率表示电阻倒数的大小，斜率越大，电阻越小，Rd＜Rf。 3.随着I的增大，图线b上对应的点与O点连线的斜率变小，电阻变小；随着U的增大，图线c上对应的点与O点连线的斜率变大，电阻变小。 注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数。根据R＝，电阻为图线上的点和原点连线的斜率或斜率的倒数。 (多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是(　　) A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B.对应P点，小灯泡的电阻为R＝ C.对应P点，小灯泡的电阻为R＝ D.对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM的面积 答案：ABD 解析：由题图可知，U越大，小灯泡的电阻越大，故A正确；R＝中的U、I与小灯泡所处状态下的电压与电流相对应，故B正确，C错误；对应P点，小灯泡的功率P＝U1I2，与题图中矩形PQOM的面积相等，故D正确。 本题容易错选C项，原因是误认为P点切线的斜率等于电阻的倒数，从而得到R＝，导致误选C项。 学生用书⬇第192页 针对练.(多选)如图所示，图线a表示的导体的电阻为R1，图线b表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是(　　) A.R1∶R2＝1∶3 B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2 C.将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1∶P2＝1∶3 D.将R1与R2并联后接于电源上，则电流之比I1∶I2＝1∶3 答案：AC 解析：I-U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，所以R1∶R2＝1∶3，A正确；把R1拉长到原来的3倍长后，横截面积减小为原来的，根据公式R＝ρ可得，电阻变为原来的9倍，B错误；串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，根据公式P＝I2R可得，功率之比P1∶P2＝1∶3，C正确；并联电路电压相等，电流比等于电阻的反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流之比I1∶I2＝3∶1，D错误。 考点四　串联电路和并联电路、电表的改装 1.电阻的串、并联 — 串联电路 并联电路 电路图 基 本 特 点 电压 U＝U1＋U2＋U3＋…＋Un U＝U1＝U2＝U3＝…＝Un 电流 I＝I1＝I2＝I3＝…＝In I＝I1＋I2＋I3＋…＋In 总电阻 R总＝R1＋R2＋R3＋…＋Rn ＝＋…＋ 功率 分配 ＝＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn 2.电表的改装 (1)小量程电流表(表头)的三个参量：内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug，Ug＝IgRg。 (2)表头改装成电压表：串联一个大电阻。 (3)表头改装成电流表：并联一个小电阻。 (2024·广西卷·T6·改编)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。 判断下列说法的正误： (1)通过导体L1、L2的电流相等。(√) (2)导体L1、L2的电压之比为2∶5。(×) (3)导体L1、L2的功率之比为2∶3。(√) (4)导体L1、L2的电阻率之比为2∶1。(√) (5)若将导体L1、L2并联，通过导体L1、L2的电流比为3∶2。(√) (6)若将导体L1、L2并联，将导体L1的电阻增大、L2的电阻不变，则并联电阻减小。(×) 1.关于电阻串联、并联的几个重要结论 (1)电阻串联 ①串联电路的总电阻大于其中任何一部分电路的电阻。 ②串联电阻个数增加时，总电阻增大。 特例：n个相同的电阻R串联，总电阻R总＝nR。 (2)电阻并联 ①并联电路的总电阻小于其中任何一支路的电阻，即小于其中最小的支路电阻。 学生用书⬇第193页 ②并联支路条数增多时，总电阻减小。 特例：n个相同的电阻R并联，总电阻等于其中一个电阻的，即R总＝R。 (3)电阻无论是串联、并联还是混联，其中任何一个电阻增大(或减小)，总电阻也一定增大(或减小)。 (4)无论是串联、并联还是混联电路，电路消耗的总功率都等于各电阻消耗的电功率之和。 2.电压表、电流表的改装 改装为大量 程电压表 改装为大量 程电流表 原理 串联大电阻分压 并联小电阻分流 改装原 理图 分压电阻 或分流 电阻 U＝IgR＋IgRg， 所以R＝－Rg IgRg＝(I－Ig)R， 所以R＝ 改装后的 电表内阻 RV＝R＋Rg＞Rg RA＝＜Rg 串、并联电路的分析与计算 如图是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是电阻，电源电压为U保持恒定。如果滑动片P位于变阻器的中央，下列判断正确的是(　　) A.输出端的电压大于 B.输出端的电压等于 C.滑动片P向上移动，输出电压增大 D.负载电阻R的阻值越大，输出电压越小 答案：C 解析：由电路可知，电阻R与滑动变阻器的下半部分并联，然后再与上半部分串联，由并联电路特点可知，并联部分的电阻小于滑动变阻器电阻的一半，再由串联电路特点可知，输出端的电压即并联部分的电压小于，故A、B错误；滑动片P向上移动，并联部分的电阻变大，由串联电路特点可知，输出电压增大，故C正确；负载电阻R的阻值越大，并联部分的电阻越大，由串联电路特点可知，输出电压越大，故D错误。故选C。 针对练.如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则(　　) A.S断开时，R1与R2的两端电压之比为5∶1 B.S闭合时，R1与R2两端的电压之比为2∶5 C.S闭合时，通过R2与R3的电流之比为2∶1 D.S闭合时，R1与R2的功率之比为2∶5 答案：B 解析：S断开时，R1与R2串联，两端电压之比为U1∶U2＝R1∶R2＝1∶5，A错误；S闭合时，R1与R2两端的电压之比为U1'∶U2'＝R1∶＝2∶5，B正确；S闭合时，通过R2与R3的电流之比为1∶1，C错误；S闭合时，R1与R2的功率分别为P1＝I2R1＝2I2，P2＝R2＝I2，则P1∶P2＝4∶5，D错误。 电表的改装 如图是三量程直流电表的原理图，三个量程分别是1 A、10 mA、10 V。已知表头G的满偏电流Ig＝5 mA，内阻Rg＝10 Ω，则定值电阻R1、R2、R3的阻值为(　　) A.0.05 Ω、9.95 Ω、995 Ω B.0.1 Ω、9.9 Ω、995 Ω C.1 Ω、99 Ω、1 000 Ω D.10 Ω、990 Ω、995 Ω 答案：B 解析：由题意可知，接线柱1、2分别对应量程I1＝1 A，I2＝10 mA，根据并联电路电压规律有IgRg＝(I2－Ig)(R1＋R2)，Ig(R2＋Rg)＝(I1－Ig)R1，联立解得R1＝0.1 Ω、R2＝9.9 Ω，接线柱3对应的量程U＝10 V，因为10 mA挡电流表的内阻R＝＝5 Ω，U＝I2(R＋R3)，解得R3＝995 Ω，故B正确。 针对练.如图所示，灵敏电流表的内阻Rg＝500 Ω，满偏电流Ig＝1 mA。当使用a、b两个端点时是量程为201 mA的电流表，当使用a、c两个端点时是量程为U的电压表。已知R1＝100 Ω，则R2与U的值分别为(　　) A.R2＝2.5 Ω，U＝20.6 V B.R2＝2 Ω，U＝20.6 V C.R2＝2.5 Ω，U＝0.6 V D.R2＝2 Ω，U＝0.6 V 答案：A 解析：根据串、并联规律及欧姆定律得R2＝＝2.5 Ω，U＝RgIg＋IabR1＝20.6 V，故A正确。 学生用书⬇第194页 考点五　电功、电功率、电热与热功率 1.电功 (1)定义：电路中静电力对定向移动的电荷所做的功。 (2)公式：W＝Uq＝UIt (适用于任何电路)。 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 (适用于任何电路)。 3.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)公式：Q＝I2Rt (适用于任何电路)。 4.电动机电路中的能量转化 (1)能量转化：电动机消耗的电能，一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。 (2)关系式：P电＝P机＋P损，其中P电＝UI，P损＝I2R。 2024年8月浙江等地气温连续多天达到40°以上，多个国家气象站打破或持平历史记录，给人们的生活和工作带来困难，空调和电风扇成了人们必要的生活电器。某电风扇额定电压和额定功率分别为220 V、50 W。判断下列说法的正误： (1)电风扇的额定电流约为0.23 A。(√) (2)可以用P＝计算电风扇线圈的电阻。(×) (3)如果知道线圈电阻R，可用P＝I2R＋P机计算电风扇的输出功率。(√) (4)电动机通电但卡住不转动时可以看成纯电阻元件。(√) 1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 2.电动机的三个功率及其关系 输入功率 电动机的总功率，由电动机电路中的电流和电压决定，即P总＝P入＝UI 输出功率 电动机做有用功的功率，也叫作机械功率 热功率 电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率P热＝I2R 三者关系 P总＝P出＋P热 效率 η＝×100％＝×100％ 特别说明 (1)正常工作的电动机是非纯电阻元件 (2)电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件 纯电阻电路的功率 额定电压都是110 V、额定功率PA＝110 W和PB＝40 W的两盏电灯，若接在电压是220 V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(　　) 答案：C 解析：由P＝和已知条件可知RA＜RB。对于A电路，由于RA＜RB，所以UB＞110 V，B灯烧毁，两灯不能正常发光；对于B电路，由于RA＜RB，A灯并联变阻器，并联电阻也小于RB，所以UB＞110 V，B灯烧毁；对于C电路，B灯与变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能有UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光；对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UA＝UB＝110 V，两灯可以正常发光；比较C、D两个电路，由于C电路中滑动变阻器的功率为(IA－IB)×110 V，而D电路中滑动变阻器的功率为(IA＋IB)×110 V，所以C电路消耗的电功率小于D电路，故选C。 学生用书⬇第195页 针对练.如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是(　　) A.R1 B.R2 C.R3 D.R4 答案：A 解析：由题图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为R并＝＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过R1的电流为I1＝I＝＝3 A，并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则I2＝＝2 A，I3＝I4＝＝1 A，四个灯泡消耗的功率分别为P1＝R1＝18 W，P2＝R2＝12 W，P3＝R3＝2 W，P4＝R4＝4 W，故四个灯泡中消耗功率最大的是R1。故选A。 非纯电阻电路的功率 某节水喷灌系统如图所示，水以v0＝15 m/s的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0 kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H＝3.75 m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220 V，输入电流为2.0 A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75％，忽略水在管道中运动的机械能损失，g取10 m/s2，则(　　) A.每秒水泵对水做功为75 J B.每秒水泵对水做功为225 J C.水泵输入功率为440 W D.电动机线圈的电阻为10 Ω 答案：D 解析：每秒水泵对水做的功等于水的机械能增加量，即W＝ΔE＝m＋mgH＝300 J，故选项A、B均错误；水泵输入功率(即电动机输出功率)为P泵入＝＝ W＝400 W，故选项C错误；电动机的输入功率为P电＝UI＝440 W，根据能量守恒可得P电＝P泵入 ＋PR＝P泵入＋I2R，代入数据可得电动机线圈的电阻为R＝10 Ω，故选项D正确。 针对练.如图甲所示，用充电宝为一手机电池充电，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R，则时间t内(　　) A.充电宝输出的电功率为UI＋I2R B.充电宝产生的热功率为I2R C.手机电池产生的焦耳热为t D.手机电池储存的化学能为UIt－I2Rt 答案：D 解析：充电宝输出的电功率为P＝UI，A错误；充电宝的热功率应为充电宝的总功率减去输出功率，根据题目信息无法求解，B错误；由于手机电池是非纯电阻元件，所以不能用t计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热为I2Rt，C错误；充电宝输出的电能一部分转化为手机电池的化学能，一部分转化为手机电池的内能，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为W＝UIt－I2Rt，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $