第10章 恒定电流 第1节 电路的基本概念及规律——2027届高三物理一轮复习课件

该高中物理高考复习课件聚焦“恒定电流”专题，依据高考评价体系梳理了电流概念、欧姆定律、电阻定律、串并联电路、电功电功率及伏安特性曲线、电阻测量等核心考点，通过三年考情分析明确电阻定律、实验题等高频考点权重，归纳电流微观计算、电路动态分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题实战与科学思维培养，如结合2024广西卷电阻定律题，运用电阻定律和欧姆定律推导电阻率比值，通过伏安特性曲线实验题强化分压接法应用，帮助学生掌握非纯电阻电路能量分析技巧，助力教师精准指导学生高效冲刺。

考点 三年考情 命题趋势 电路定律 2025广西卷； 2024广西卷；2024甘肃卷；2024北京卷； 2023上海卷；2023全国乙卷； 1.恒定电流部分考查频率较高的知识主要有:电阻定律、焦耳定律、欧姆定律、闭合电路欧姆定律、串并联电路规律等。 2.恒定电流部分考查的电路主要有:电阻电路、含电动机电路、含电容电路等。 电功、电功率、能量守恒定律 2024江西卷； 1 续表 考点 三年考情 命题趋势 描绘小灯泡的伏安特性曲线 2025全国新课标卷；2025黑吉辽蒙卷； 2024浙江卷6月； 2023全国甲卷； 描绘小灯泡的伏安特性曲线电路是滑动变阻器分压接法；考查要点主要有:电路连接、元件选用、伏安特性曲线的分析、电功率计算及其相关知识点。 2 续表 考点 三年考情 命题趋势 导体电阻率的测量实验 2025甘肃卷；2025四川卷； 2024江苏卷；2024天津卷；2024山东卷；2024江西卷； 2023辽宁卷； 1.电阻和电阻率的测量是考查频率较高的实验，测量电阻的原理是伏安法，测量导体电阻丝的直径一般使用螺旋测微器，计算电阻率需要运用电阻定律。 2.测量电表内阻的方法主要有:半偏法、伏安法和等效法。对电表内阻测量的考查一般与电表改装、扩大量程、校对等有机结合。 3 第10章 恒定电流 第1节 电路的基本概念及规律 4 考点一 电流的概念及表达式 考点二 欧姆定律及电阻定律 考点三 串、并联电路的特点 电表的改装 考点四 电功、电功率 电热、热功率 5 考点一 电流的概念及表达式 6 1.电流 电荷的__________形成电流， 。 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 7 4.电流的三种表达式及其比较 公式 适用范围 字母含义 公式含义 一切电路 为时间 内通过导体横截 面的电荷量 反映了 的大小，但不 能说、 8 公式 适用范围 字母含义 公式含义 一切电路 导体单位体积内的自由 电荷数 每个自由电荷的电荷量 导体横截面积 电荷定向移动速率 从微观上看，、 、 、决定了 的大小 金属、电解液 导体两端的电压 导体本身的电阻 I由、决定， 、 续表 9 【视角1】 电流定义式 例1 地球表面附近存在一竖直向下电场，晴天时在电场作用下，大气中的正离子向下运动、负离子向上运动，由此形成的微弱电流称为地空电流。这电流是稳恒的，不随高度变化而变化，全球地空电流的总电流强度为1 800 A。假设正、负离子带电量均为1.6×10−19 C，则1 s时间内穿过以地心为球心半径略大于地球半径的球壳的电荷个数约为( ) C A.2.0×1018个 B.1.8×1020个 C.1.1×1022个 D.1.6×1023个 解析] 1 s时间内，通过球壳的电荷量为q = It = 1 800 C，电荷个数约为n = = 1.1×1022个。 10 【视角2】 电流的微观表达式 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的大小为( ) C A. B. C.ρnev D. [解析]由电流的定义式可知I = = neSv。由欧姆定律可得U = IR = neSv·ρ = ρneLv，又E = ，联立解得E = ρnev，选项C正确。 11 【视角3】 等效电流 例3 如图所示，一段截面积为S、长度为l的圆弧形橡胶棒，均匀带有负电荷，圆弧的半径为R，橡胶棒单位长度所带的电荷量为q，当此棒绕垂直于圆弧平面过圆心的轴、沿顺时针方向以角速度ω匀速转动时，由于棒的运动而形成的环形等效电流的大小和方向为 ( ) B A.大小为，方向为顺时针 B.大小为，方向为逆时针 C.大小为，方向为顺时针 D.大小为，方向为逆时针 12 [解析] 棒沿顺时针方向转动时，每转一圈通过横截面的电荷量为Q = ql，所用的时间为t = ，根据电流的定义式I = 可得到等效电流为I = ；由于橡胶棒带负电，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，可知电流方向为逆时针，B正确。 13 考点二 欧姆定律及电阻定律 14 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： 。 （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 15 2.对<m></m>图像和<m></m>图像的理解（如图甲、乙所示） （1）图线、、、表示线性元件，、 表示非线性元件。 （2）图线的斜率不断变小，电阻不断变小；图线 的斜率不断变大，电阻不断变小。 （3）图中___，___。（选填“ ”“ ”或“ ”） （4）对于非线性元件，应根据 计算某点的电阻，而不是该点切线的斜率 （或斜率的倒数）。 16 3.电阻定律 （1）内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成______，与它的横截面积 成 ______；导体电阻还与构成它的______有关。 （2）公式： 。 其中是导体的长度，是导体的横截面积。 是导体的________，其国际单位是 _______，符号为______。 正比 反比 材料 电阻率 欧·米 17 （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 18 4.电阻的决定式和定义式的区别 公式 决定式 定义式 区别 电阻的决定式 电阻的定义式 指明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法，电 阻与和 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） 19 【视角1】 欧姆定律 例1 某同学通过实验，描绘出了两个电阻R1、R2的伏安特性曲线。如图所示，两条图线交于P点，R2的图像在P点的切线与纵轴的交点坐标为0.4，下列说法正确的是( ) B A.R1电阻为tan 45° = 1 Ω B.R2电阻随电压的增大而增大 C.U = 1 V时，R2电阻大于R1电阻 D.U = 1 V时，R2电阻为10 Ω 20 [解析] R1电阻为R1 = Ω = 2 Ω，A错误；图线上各点到原点连线的斜率倒数等于电阻，可知R2电阻随电压的增大而增大，B正确；图线上各点到原点连线的斜率倒数等于电阻，可知U = 1 V时，R2电阻等于R1电阻，均为2 Ω，CD错误。 21 【视角2】　非线性元件的伏安特性曲线 例2 (多选)在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时( ) AC A.L1的电阻为12 Ω B.L1的电压为L2电压的2倍 C.L1消耗的电功率为0.75 W D.L1、L2消耗的电功率的比值等于4∶1 22 [解析] 电路中的总电流为0.25 A，L1中电流为0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V，L1的电阻为R = Ω = 12 Ω，故选项A正确；L1消耗的电功率为P1 = UI = 0.75 W，故选项C正确；根据并联电路规律，L2中电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V，L1的电压大约为L2电压的10倍，故选项B错误；L2消耗的电功率为P2 = UI = 0.3×0.125 W = 0.037 5 W，L1、L2消耗的电功率的比值 = 20>4，故选项D错误。 23 【视角3】 电阻定律 例3 (2024·广西)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( ) B A.2∶3 B.2∶1 C.5∶3 D.1∶3 24 [解析] 根据电阻定律R = 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。 25 考点三 串、并联电路的特点 电表的改装 26 1.串、并联电路的特点 串联电路 并联电路 电流 ________________ _______________ 电压 _________________ __________________ 电阻 _____________________ 功率分 配 27 2.串、并联电路的几个推论 （1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。 （2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻。 （3）无论是串联电路还是并联电路，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大。 28 3.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 内部电路 _____________________________ _____________________________ 29 改装成大量程电压表 改装成大量程电流表 改装原理 串联分压 并联分流 所需电阻阻值 改装后的量程 校准电路 _____________________________ __________________________________ 续表 30 【视角1】 串并联电路分析 例1 如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2 Ω。电流表内阻不计，在B、C两点间加上6 V的电压时，电流表的示数为( ) B A.0　 B.1 A C.1.5 A D.2 A 31 [解析] 电流表内阻不计，则A、C两点相当于用导线连在一起，当在B、C两点间加上6 V的电压时，R2与R3并联，然后与R1串联，电流表测量的是通过电阻R2的电流，等效电路图如图所示。电路中的总电阻R总 = R1+ = 3 Ω，干路中的电流为I总 = A = 2 A，由于R2与R3阻值相等，所以电流表的示数为1 A，B正确。 32 【视角2】 电表的改装 例2 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 20 80 50 [解析] 使用OA接线柱时，量程为0~3 A，则有IOA = Ig+，使用OB接线柱时，量程为0~0.6 A，则有IOB = 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 = IOB+IOBR3，解得R3 = 50 Ω。 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。 ， 33 考点四 电功、电功率 电热、热功率 34 1.电功 （1）定义：导体中的恒定电场对自由电荷的________做的功。 （2）公式： ____（适用于任何电路）。 （3）电流做功的实质：______转化成其他形式能的过程。 2.电功率 （1）定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的______。 （2）公式： ____（适用于任何电路）。 静电力 电能 快慢 35 3.焦耳定律 （1）内容：电流通过导体产生的热量跟______________成正比，跟____________及 __________成正比。 （2）公式： _____（适用于任何电路）。 4.电功率和热功率 的比较 （1）不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为 ，热功率均为 。只有在纯电阻电路中， 才成立。 （2）对于非纯电阻电路：，即， （欧姆定律不 适用）。 电流的二次方 导体的电阻 通电时间 36 【视角1】 纯电阻电路 例1 小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，其中R2 = 88 Ω，电饭锅在保温状态下的功率是加热状态下的，下列说法正确的是( ) C A.开关S闭合时电饭锅处于保温状态，S断开时处于加热状态 B.加热挡的功率为500 W C.电阻R1的阻值约为117.3 Ω D.电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5 A 37 [解析] 根据欧姆定律得电路中的电流I = ，功率P = UI，则电饭锅的功率P = ，开关S闭合时，电路中仅接入R2，电饭锅功率P1 = ，S断开时，R1与R2串联，电饭锅功率P2 = ，由于P1>P2，则开关S闭合时电饭锅处于加热状态，S断开时电饭锅处于保温状态，A错误；电饭锅处于加热挡时的功率P1 = = 550 W，B错误；保温状态的功率P2 = P1，根据功率公式P = UI，可得保温状态下电路中的电流I温 = A，D错误；电饭锅处于保温状态下电路的电阻为R1+R2 = ，解得R1≈117.3 Ω，C正确。 38 【视角2】　非纯电阻电路 例2 如图所示为直流电动机提升重物的装置图，重物的质量为20 kg，电源电动势为100 V，电源内阻为3 Ω，当电动机以0.5 m/s的恒定速度竖直向上提升重物时，电路中的电流 I = 2 A。不计绳的重力，不计摩擦阻力与空气阻力，取重力加速度大小g = 10 m/s2，求: 39 （1）电动机的输入功率P入； [解析] 电源内电压U内 = Ir1 = 6 V 根据闭合电路欧姆定律E = U内+U外 可得U外 = 94 V 根据P入 = U外I，代入数据P入 = 188 W （2）电动机线圈的电阻； [解析] 电动机工作时P入 = P内+P机 由焦耳定律P内 = I2r2，又P机 = Fv，联立解得r2 = 22 Ω 40 （3）电源的工作效率。 [解析] 电源的工作效率η = ，代入数据η = 94% 41 $