第十章 第50课时 电路的基本概念及电路分析 课件 -2026届高考物理一轮复习人教版

该高中物理高考复习课件聚焦“恒定电流”专题，覆盖电流概念及表达式、电阻定律、部分电路欧姆定律、串并联电路特点、电功与电热等高考核心考点，依据高考评价体系分析各考点权重，如电阻定律应用占比达30%、非纯电阻电路分析占25%，并结合2024年广西卷、2022年江苏卷等真题归纳常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题实战+素养导向”，通过推导电流微观表达式培养科学思维中的模型建构能力，以2025年天津期中题强化电阻定律科学推理，针对非纯电阻电路设置“电动机卡住时纯电阻转化”易错点分析，帮助学生掌握功率计算技巧。教师可依托此课件精准定位学情，助力学生高效突破高考高频考点。

第十章 恒定电流 第50课时 电路的基本概念及电路分析 目标 要求 1.知道电流的概念、表达式及微观表达式，理解电阻定律。 2.理解部分电路欧姆定律及伏安特性曲线。 3.会进行串、并联电路分析，理解电表改装的原理。 4.理解焦耳定律并能区分纯电阻电路和非纯电阻电路。 内容索引 考点一　电流的概念及表达式　电阻定律 考点二　部分电路欧姆定律　串、并联电路的特点 课时精练 考点三　电功　电功率　电热　热功率 3 1.电流 电荷的 形成电流，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。 电流的概念及表达式　电阻定律 考点一 定向移动 自由电荷 电压 正电荷 4.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 ，与它的横截面积S成 ；导体电阻还与构成它的 有关。 (2)公式：R＝_____。 其中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的 ，其国际单位是 ，符号为 。 正比 反比 材料 ρ 电阻率 欧·米 Ω·m (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：电阻率随温度升高而 ； 负温度系数半导体：电阻率随温度升高而 ； 超导体：一些金属和合金在温度低到临界温度时，电阻可以降到0。 导电性能 增大 减小 判断正误 1.由I=可知，I与q成正比，与t成反比。(　　) 2.电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。(　　) 3.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。(　　) 4.电阻率越大，导体对电流的阻碍作用就越大。(　　) × √ × × 1.如图所示，设金属导体的横截面积为S，导体中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，自由电荷定向移动的速率为v，试推导电流的微观表达式。 讨论交流 答案　推导：t时间内电荷定向移动的距离L＝vt，t时间内通过导体某一横截面的电荷数N＝nvtS，t时间内通过导体某一横截面的电荷量Q＝Nq＝nvtSq，电流I＝＝nqvS。 2.在导体导电时，电流的电场建立速度与电荷定向移动的平均速率相同吗？ 讨论交流 答案　不同，电流以光速传输，电荷定向移动的平均速率远小于光速。 (2024·广西卷·6)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 例1 √ 根据电阻定律R＝ρ，得ΔR＝ρ，根据欧姆定律ΔU＝I·ΔR，整理可得ρ＝·，结合题图可知导体L1、L2的电阻率之比，故选B。 (2025·天津市耀华中学期中)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. 例2 √ 由电流的定义式可知，I＝＝neSv，由欧姆定律可得，U＝IR＝neSv·ρ＝ρneLv，又电场强度大小为E＝，故E＝ρnev，选项C正确。 公式 适用范围 公式含义 I＝ 一切电路 反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝ I＝nqSv 一切电路 从微观上看，n、q、S、v决定了I的大小 I＝ 金属、电解质溶液 I由U、R决定，I∝U、I∝ 电流的三种表达式及其比较 总结提升 返回 部分电路欧姆定律　串、并联电路的特点 考点二 1.部分电路欧姆定律 (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： 导电和 导电，不适用于气态导体或半导体元件。 电压 电阻 金属 电解质溶液 (1)图中Ra Rc，Rd Rf(均选填“>”“<”或“＝”)。 (2)图线b上的点与O点连线的斜率不断变小，电阻不断变小；图线e上的点与O点连线的斜率不断变大，电阻不断变小。 注意：b、e表示非线性元件，应根据R＝计算某点的电阻，而不是根据该点切线的斜率(或斜率的倒数)计算电阻。 2.对U－I图像和I－U图像的理解(如图甲、乙所示) > <   串联电路 并联电路 电流 I＝_______________ I＝_______________ 电压 U＝________________ U＝________________ 电阻 R＝_______________ ＋…＋ 功率分配 ＝…＝ P1R1＝P2R2＝…＝PnRn P总＝P1＋P2＋…＋Pn 3.串、并联电路的特点 I1＝I2＝…＝In I1＋I2＋…＋In U1＋U2＋…＋Un U1＝U2＝…＝Un R1＋R2＋…＋Rn   改装成大量程电压表 改装成大量程电流表 内部电路     改装原理 串联分压 并联分流 所需电阻阻值 R＝－Rg R＝ 4.电表的两种改装的比较   改装成大量程电压表 改装成大量程电流表 改装后的量程 U＝Ig(Rg＋R) I＝Ig 校准电路     (2025·河南省信阳高级中学月考)如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线，图中α＝45°，关于两电阻的描述正确的是 A.电阻a的阻值随电流的增大而增大 B.因I－U图像的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的阻 值R＝ Ω＝1 Ω C.在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值 D.在两图线交点处电阻a的阻值是电阻b的阻值的2倍 例3 √ I－U图像上的点的横坐标与纵坐标之比表示在该点时的电阻，由题图可知，电阻a的阻值随电流的增大而减小，选项A错误； 在I－U图像上，由于横、纵坐标轴的长度单位不同， 则不能由R＝ Ω＝1 Ω求解电阻b的阻值，只能通过R＝ Ω＝2 Ω求解，选项B错误； 根据R＝可知在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值，选项C正确，D错误。 (2024·重庆市模拟)如图所示，某学习小组进行电表改装的实验，已知表头内阻为100 Ω，满偏电流为300 mA，使用OA接线柱时它是量程为0~3 A的电流表，使用OB接线柱时它是量程为0~0.6 A的电流表，使用OC接线柱时它是量程为0~60 V的电压表，则图中的R1＝　　 Ω，R2＝　　 Ω， R3＝　　 Ω。 例4 20 80 50 使用OA接线柱时，量程为0~3 A， 则有IOA＝3 A＝Ig＋ 使用OB接线柱时，量程为0~0.6 A， 则有IOB＝0.6 A＝Ig＋ 其中Ig＝0.3 A，Rg＝100 Ω 联立解得R1＝20 Ω，R2＝80 Ω 使用OC接线柱时，量程为0~60 V， 则有UOC＝60 V＝IOB＋IOBR3， 解得R3＝50 Ω。 返回   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＝_____ 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＝____ 电功　电功率　电热　热功率 考点三 UIt I2Rt UI I2R (2022·江苏卷·2)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 例5 √ 由电路图可知，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， 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＝I＝I＝2 A，I3＝I4＝I＝I＝1 A，四个灯泡的实际功率分别为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A正确，B、C、D错误。 (2025·江西南昌市期中)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m受到重力为20 N。不计摩擦力和空气阻力，求： (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？ 例6 答案　5 W　1 W 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 (2)电动机的输出功率和效率各是多少？ 答案　4 W　80% 电动机的输出功率P出＝P－P热＝4 W 效率η＝×100%＝80% (3)电动机可以把重物以多大的速度竖直向上提升？ 答案　0.2 m/s 根据P出＝Gv可得v＝0.2 m/s。 关于非纯电阻电路的两点注意 (1)Q≠t：在非纯电阻电路中，要注意t既不能表示电功，也不能表示电 热，因为欧姆定律不再成立。 (2)电动机电路不一定是非纯电阻电路 ①当电动机转动时：电动机电路为非纯电阻电路，此时U>IR，欧姆定律不适用，大部分电能转化为机械能。 ②当电动机通电但卡住不转动时：电动机电路可以看成纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能。 总结提升 返回 课时精练 对一对 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B A B C D AD B 题号 8 9 10 11 答案 C B BC (1)12 Ω≤R≤22 Ω　(2)16.7 W 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 基础落实练 答案 √ 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 2.如图所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系U1∶U2∶U3＝1∶1∶2。关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc，下列说法中正确的是 A.ρb是ρc的2倍 B.ρa是ρc的2倍 C.ρa是ρb的2倍 D.ρc是ρa的2倍 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 串联电路电流相等，由欧姆定律可得R＝，可知电阻与电压成正比，故Ra∶Rb∶Rc＝1∶1∶2，由电阻定律R＝可得电阻率ρ＝，b与a的长度相 等，横截面积是a的两倍，可得ρa∶ρb＝1∶2；c与a的横截面积相等，长度是a的两倍，可得ρa∶ρc＝1∶1，故ρa∶ρb∶ρc＝1∶2∶1，故选项B、C、D错误，A正确。 根据电流定义式可得I＝，可得电子绕氢原子核一周的时间为T＝ ≈3.7，故选B。 3.(2024·山东淄博市一模)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1 as＝10－18 s，电子所带电荷量为1.6×10－19 C，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动的等效电流约为1×10－3 A。目前阿秒光脉冲的最短时间为43 as，电子绕氢原子核一周的时间约为该光脉冲时间的 A.2.8倍 B.3.7倍 C.4.2倍 D.5.5倍 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 4.(2025·海南省期末)有一用同种材料制作的粗细均匀的金属丝电阻，阻值为R，现将该金属丝切成等长的三段，取其中两段并联再与第三段串联后，下列说法正确的是 A.金属丝的电阻率变小 B.改变金属丝的温度，电阻率不变 C.金属丝的电阻变为 D.金属丝的电阻变为 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 金属丝的电阻率只由温度和材料决定，与金属丝的长度无关；改变金属丝的温度，电阻率发生变化，故A、B错误； 将该金属丝切成等长的三段，则每一段的电阻为，取其中两段并联再 与第三段串联后，则金属丝的电阻变为R'＝，故C正确，D 错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 5.(2024·河北省模拟)某节磷酸铁锂电池放电电压为2.5 V，容量为200 A·h，该节电池储存的电能约为 A.250 kW·h B.25 kW·h C.5.0 kW·h D.0.5 kW·h √ 该节电池储存的电能为W＝UIt＝2.5×200×3 600 J＝1.8×106 J＝0.5 kW·h， 故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 6.(多选)(2024·浙江绍兴市模拟)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示连接法连入电路，则 A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数 B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角 C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 电流表A1与电流表A2由相同表头与不同电阻并联改装而成，并联在电路中，电流表A1与电流表A2的指针偏转角相同，电流表A1的量程较大，则电流表A1的读数较大，A正确，B错误； 电压表V1与电压表V2由相同表头与不同电阻串联改装而成，串联在电路中，通过表头的电流相同，故指针的偏转角相同，因V1量程较大，所以电压表V1的读数大于电压表V2的读数，C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 7.(2024·重庆市第八中学一诊)如图甲是我国自行研制的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 √ 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 设电阻的厚度为d，其正方形表面的边长为a，根据电阻定律可得R＝ρ 由于材料相同，电阻率相同，且厚度相同，则电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，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。 8.(2025·甘肃天水市检测)一块均匀的长方体金属样品如图所示，长为a，宽为b，厚为c，金属样品的电阻率为ρ，金属样品中自由电子的电荷量为e，在样品的C、D两端加上电压后样品中自由电子定向移动的平均速率为v，测得通过样品的电流为I，则 A.此时样品的电阻为ρ B.该金属样品中单位体积内的自由电子个数为 C.该金属样品中单位体积内的自由电子个数为 D.该金属样品中自由电子的总个数为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 在样品的C、D两端加上电压后，根据电阻定律可得样品的电阻R＝ρ＝ρ，故A错误； 设该金属样品中单位体积内的自由电子个数为n，则单位时间内有I＝nacv·e，解得n＝，故B错误，C正确； 该金属样品中自由电子的总个数N＝nacb＝，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 9.(2024·浙江湖州市期末)某电吹风机简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如表，电吹风机在220 V电压下工作。下列说法正确的是 额定电压 220 V 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W A.开关S1、S2都闭合时电吹风机吹冷风 B.吹热风时通过电热丝的电流为4 A C.吹热风时电热丝的功率为990 W D.该电吹风机中电动机的内电阻为440 Ω √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 由电路图可知，开关S1、S2都闭合时电动机M和电热丝同时接入电路，电吹风机吹热风，故A错误； 吹热风时电热丝的功率为P＝P2－P1＝990 W－110 W＝880 W，电流为I＝ A＝4 A，故B正确，C错误； 额定电压 220 V 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 只闭合开关S2时，仅电动机接入电路，若电动机为纯电阻元件，其电阻为r＝＝440 Ω，由于电动机正常工作时为非纯电阻元件，则电阻不为440 Ω，故D错误。 额定电压 220 V 额定功率 热风时：990 W 冷风时：110 W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 10.(多选)(2024·安徽安庆市期末)如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻为100 Ω，下列说法正确的是 A.由甲图可知，该表头满偏电流Ig＝2 mA B.甲图是改装成的双量程电压表， 接b时量程为9 V C.乙图中R1＝ Ω，R2＝10 Ω D.乙图中R1＝5 Ω，R2＝45 Ω √ √ 由题图甲可知Ig＝ A＝0.001 A＝1 mA，接b时量程为U'＝Ig(Rg＋R＋R')＝0.001×(100＋2.9×103＋6×103) V＝9 V，故A错误，B正确； 在题图乙中，改装为I1＝10 mA＝0.01 A电流表时，并联电阻的分流电流为I'＝ I1－Ig＝10 mA－1 mA＝9 mA＝0.009 A，分流电阻的阻值为R1＋R2＝ Ω＝ Ω，改装为I2＝100 mA＝0.1 A电流表时，可得分流电阻的阻值R1＝，联立解得R1＝ Ω，R2＝10 Ω，故C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 11.(2024·海南卷·17)虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻 0~240 Ω之间不稳定变化，可等效为电阻RC，已知MN两端电压U＝220 V，A与B的电阻RA＝RB＝24 Ω，求： (1)MN间电阻R的变化范围； 答案　12 Ω≤R≤22 Ω 52 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 根据电路可知当RC＝0时MN间电阻R的阻值最小，为Rmin＝＝12 Ω 当RC＝240 Ω时MN间电阻R的阻值最大， 为Rmax＝＝22 Ω 故MN间电阻R的变化范围为12 Ω≤R≤22 Ω 当RC＝240 Ω， 通过电热器B的电流为I＝ 此时电热器B消耗的功率为PB＝I2RB 解得PB≈16.7 W (2)当RC＝240 Ω，电热器B消耗的功率(保留3位有效数字)。 答案　16.7 W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 返回 54 $