第八章 恒定电流 讲义-2027届高考物理一轮复习重点题型知识点归纳及典型案例

该高中物理高考复习讲义聚焦恒定电流核心考点，涵盖闭合电路欧姆定律、电功电功率、电源输出功率与效率等，按“考点必记-典型案例-题型训练”逻辑架构，通过梳理知识点、提炼解题方法（如“串反并同”口诀）、真题演练，帮助学生系统构建知识网络，突破动态电路分析等难点。 资料以科学思维培养为核心，创新采用口诀法（“定内动外”分析电压电流变化）和等效电源法（解决最大功率问题），设计高频题、易错题分层训练，助力学生快速掌握电路测量等实验技能，提升科学探究能力，为教师提供精准复习路径，高效把控备考节奏。

高中物理高考重点题型知识点归纳及典型案例 考点必记 1.闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流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: E=IR+Ir也可以写成. (3)推导：设电源电动势为E，电源内阻为 r，外电路电阻为 R，闭合电路的电流为 I。对于电源来说，因非静电力做功将其他形式的能转化为电能，转化的数值与非静电力做的功 W相等，即W=Eq=EIt。 在时间t内，外电路转化的内能为 在时间t内，内电路转化的内能为 根据能量守恒定律，非静电力做的功应该等于内、外电路中电能转化为其他形式能的总和，即 将 W、Q外和Q内的表达式代入上述关系式有EIt=PRt+I²rt,整理得E=IR+ Ir。 2.电功与电功率 (1)电功 ①电流做功的本质：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。自由电荷在静电力作用下做定向移动，电荷的电势能减少，其他形式的能增加。 ②电功的计算式为W=Uq=UIt。电功的单位为焦耳(符号为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叫作电功率。 ②电功率的计算式为 电功率的单位为瓦特(符号为W)。 (3)电热与电热功率 电流通过电热水器中的电热元件做功时，电能全部转化为导体的内能。电流在这段时间内做的功等于这段电路产生的热量，根据欧姆定律结合电功的定义，可求得： (这个结论最早由焦耳通过实验直接得到，物理中把它叫作焦耳定律)。由于此情况下W=Q，故此时的电功率又叫作电热功率， 3.电源输出功率与效率 (1)电源消耗功率与输出功率、效率 ①电源消耗功率即电路消耗的总功率： (普遍适用)； (只适用于外电路是纯电阻的电路)。 ②电源输出功率即外电路消耗功率： (普遍适用)； (只适用于外电路是纯电阻的电路)。 ③内电路消耗功率： ④电源的效率： (普遍适用)； (只适用于外电路是纯电阻的电路)。 (2)电源输出功率随外电路电阻变化的关系 在电源负载为纯电阻时，电源的输出功率与外电阻R的关系是由此式可以看出，当外电阻等于内阻(R=r)时，电源输出功率最大，最大输出功率为 电源的输出功率 与外电阻R的关系可以用 图像表示，如图所示。 推导此关系式时，R是可变电阻，r是定值电阻。 当外电阻等于内阻，即R=r时，电源输出功率最大，最大输出功率为 若R与r不相等，则R值越接近r的值， 越大。 第八章 恒定电流 典型案例1 动态电路分析 知识点 1.动态电路分析主要出题情境： 题目中通常会出现电路中有一处电阻发生变化，电阻的变化引起的电路中电流、电压以及消耗功率等物理量的变化，需要我们对它们的变化的趋势进行分析。 2.动态电路分析的解题方法： (1)采取先局部后整体再局部的分析方法； (2)先分析电阻一般为滑动变阻器变化； (3)再分析总电阻变化，进而分析干路电流的变化； (4)再分析内电压变化，进而分析路端电压的变化； (5)最后分析各个支路电压、电流的变化以及用电器消耗功率的变化。 对于动态平衡中的恒定变问题，可用独家口诀秒解：串反并同。 题型1 高频题 如图，E为内阻不能忽略的电池， 为定值电阻， S为开关，Ⓥ与Ⓐ分别为电压表与电流表。初始时： 与S均闭合，现将S断开，则( ) A.Ⓥ的读数变大，Ⓐ的读数变小 B.Ⓥ的读数变大，Ⓐ的读数变大 C.Ⓥ的读数变小，Ⓐ的读数变小 D.Ⓥ的读数变小，Ⓐ的读数变大 参考答案解析 【答案】B 【解析】将S断开，则电路中的总电阻变大，总电流变小，由欧姆定律U=E-Ir 知，路端电压变大，即电压表的示数变大，R₁两端的电压 变小，那么R₃两端的电压变大，流过R₃的电流变大，则电流表的示数变大，B对。 题型2 易错题(多选) 如图所示的电路中，R₁、R₂是定值电阻，电源内阻不计。保持开关S闭合的情况下，将滑动变阻器R₃的滑片P向下滑动的过程中 A.电压表Ⓥ的示数减小 B.电流表Ⓐ的示数增大 C. R₁消耗的电功率减小 D. R₂消耗的电功率增大 参考答案解析 【答案】C D 【解析】电源内阻不计，电源的输出电压等于电动势，故滑片向下移动后电压表Ⓥ的示数不变，故A错误；滑片向下滑动时，滑动变阻器R₃接入电路的电阻增大，总电阻增大，由闭合电路欧姆定律 可得，干路中电流I₁减小，由 可知，R₁两端的电压减小，由 可知，R₁消耗的电功率减小，C正确；由串联电路电压的规律可知，R₂与R₃的并联部分电压U₂₃增大，由 可知，流过R₂的电流增大，由 可知，R₂消耗的电功率增大，D正确；根据并联电路电流的规律可知，流过R₃的电流减小，故电流表Ⓐ的示数减小，B错误。 典型案例2 动态电路的计算 知识点 1.动态电路的计算出题情境： 在动态电路的题目中，除了定性的分析，还有一部分需要定量分析，题目要求我们利用闭合电路的欧姆定律来探究电路中各个用电器上电压变化量大小、电压变化量与电流变化量比值的大小等问题。 2.动态电路的计算解题方法： 这类典型案例需要学生能灵活使用闭合电路欧姆定律，分析出每个电压表、电流表所测量的用电器，这时可以使用口诀——“定内动外”分析。 对于动态平衡中的恒定变问题，可用独家口诀秒解：定内动外。 题型3 高频题 如图所示的电路中，定值电阻的阻值R大于电源内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为 理想电流表示数变化量的绝对值为△I，则下列结论正确的是 A.Ⓐ的示数减小 B. 的示数增大 C. △U₃与△I的比值小于r D. △U₁大于△U₂ 参考答案解析 【答案】D 【解析】理想电压表内阻无穷大，相当于断路；理想电流表内阻为零，相当于短路，所以R与变阻器串联，电压表、、分别测量R的电压、路端电压和变阻器两端的电压.当滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中电流增大，则Ⓐ的示数增大，故A错误；电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，所以的示数减小，B错误；根据闭合电路欧姆定律得 得 即△U₃与△I的比值大于r，故C错误；根据闭合电路欧姆定律得 则得 据题有R>r，则得 故D正确。 题型4 模拟题 在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、 表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU₁、ΔU₂、ΔU₃表示。下列说法正确的是 不变， 变大 变大， 变大 C. 变大， 不变 D. 变大， 变大 参考答案解析 【答案】C 【解析】根据欧姆定律得知 故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时， 均不变，故A 错误；根据 可知当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时， 变大，根据闭合电路欧姆定律得 则有 故当滑动变阻器的滑动触头 P向下滑动时， 不变，故B错误，C正确； 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时， 变大，根据闭合电路欧姆定律得 则有 则当滑动变阻器的滑动触头 P向下滑动时， 不变，故D错误。 典型案例3 电源最大输出功率问题 电源最大输出功率问题的情境： 闭合电路中，求解电源的输出功率或者消耗功率或者效率等问题，有时候也会考查相关图像的辨析。 如图1所示，当R=r时，电源的输出功率最大，且最大值为 当电源串联定值电阻时，可以采用等效电源法分析，我们把定值电阻R₀等效到电源的内部，即把定值电阻与电源看作电动势为E'=E内阻为 的等效电源，R为外电路负载。如图2所示，则当 时，等效电源的输出功率最大。 题型5 模拟题 图示电路中，电源电动势E=12V、内阻r=4Ω，定值电阻 变阻器 Rx的最大阻值为10Ω。开关S闭合后，下列判定正确的是 A. 当 时，定值电阻的功率最大 B. 当 时，变阻器的功率最大 C. 当 时，电源的输出功率最大 D. 当 时，电源的效率最高 参考答案解析 【答案】B 【解析】当滑动变阻器的阻值 时，电路中电流最大，根据 可知定值电阻R₀消耗的功率最大，故A错误；由闭合电路的欧姆定律结合功率公式，根据等效内阻法，当 时，变阻器消耗的功率最大，故B正确；电源的输出功率当 当 即 时， 电源的输出功率最大，故C错误；电源的效率 外电阻越大，电源效率越高，所以当 时，电源的效率最高，故D错误。 题型6 高频题 如图所示，已知电源的电动势E=10V、内阻r=2Ω，定值电阻. 滑动变阻器的总阻值R=8Ω。当滑动变阻器的滑动触头从a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器上消耗的功率 A.一直增大 B.先增大后减小 C.一直减小 D.先减小后增大 参考答案解析 【答案】A 【解析】滑片由a端向b端滑动，滑动变阻器连入电路的阻值变大，电路中电流变小，将R₀与r看作整体，则有当 时，电源的输出功率有最大值。然而，R的最大阻值只有8Ω，故在滑动变阻器连入电路阻值增大的过程中，滑动变阻器所消耗的功率一直在增大。 典型案例4 测量电路与控制电路 知识点 1.电流表的内、外接选择 电压表的分流作用和电流表的分压作用，造成电表的示数与通过负载的电压或电流真实值之间产生误差，为减小此系统误差，应慎重选择电流表的内外接法。 (1)直接比较法 当待测电阻阻值 时，电压表分流很小，选择电流表外接法； 当待测电阻阻值 时，电流表分压很小，选择电流表内接法。 (2)临界值计算比较法 当 即 时，宜采用电流表外接法； 当 即 时，宜采用电流表内接法； 当 时，电流表内、外接法效果是一样的。 此时被测电阻的阻值R被称为临界电阻。 (3)试触法 如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显 说明接M点时电压表分流作用引起的误差大于接N点时电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(电压表接N点)； 如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显 说明接N点时电流表分压作用引起的误差大于接M点时电压表分流作用引起的误差，这时应采用外接法(电压表接M点)。 2.滑动变阻器的接法选择 滑动变阻器的接法有限流接法与分压接法两种。如图所示的两种电路中，滑动变阻器(最大阻值为 对负载 的电压、电流大小都起控制作用，通常把图(a)电路称为限流接法，图(b)电路称为分压接法。 题型7 易错题 某待测电阻约100Ω，电压表内阻为3000Ω，电流表内阻为0.2Ω。采用伏安法测电阻时，应选择电流表何种接法，使测量误差较小，测量值与真实值相比如何 A.内接法，比真实值偏大 B.外接法，比真实值偏大 C.内接法，比真实值偏小 D.外接法，比真实值偏小 参考答案解析 【答案】A 【解析】待测电阻约为100Ω，因 大电阻用电流表内接法，根据 知电压表测量电流表和R两端的电压，测量值偏大，A正确。 题型8 重点题 有一未知的电阻Rₓ，为较准确地测出其阻值，先后用如图中(a)、(b)两种电路进行测试, 利用(a)测的数据为“2.7V 5.0mA”, 利用(b)测的数据为“2.8V4.0mA”，那么该电阻测的较准确的数值及它与真实值比较的情况分别是 ( ) A. 560Ω, 偏大 B. 560Ω, 偏小 B. 700Ω, 偏小 D. 700Ω, 偏大 参考答案解析 【答案】D 【解析】两次测量电压存在 电流关系存在 则 可见电流表示数变化显著，说明电压表分流作用显著，采用电流表内接法误差较小，故用图(b)所示电路测该电阻的阻值时误差较小。测量值 真实值 故测量值比真实值偏大。 题型9 电阻 Rx的阻值大约是10Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值。可供选择的电路如图所示。 可供选择的器材如下： A.电动势4.5 V、内阻不计的电源E B. 量程为15V、内阻10 kΩ的电压表 C.量程为3V、内阻6 kΩ的电压表 D. 量程为300mA、内阻4Ω的电流表 E.量程为5A、内阻2Ω的电流表 F.最大阻值为20 Ω、额定电流为1.5A 的滑动变阻器R₁ G.最大阻值为500 Ω、额定电流为0.5A 的滑动变阻器R₂ H.开关和若干导线。 则选用的电路是 (填“甲”或“乙”)，选用的电流表是 .电压表是 、滑动变阻器是 。(均选填器材前的字母代号). 参考答案解析 【答案】甲D C F 【解析】Rx的阻值大约为10Ω，与电流表内阻接近，因此应用电流表外接法，同时 Rx的值小于滑动变阻器的总阻值，因而滑动变阻器采用限流法，故选用甲电路。电源电动势 或 375mA，所以电流表选D。待测电阻两端电压 因而电压表选C，滑动变阻器R₂的最大值为500Ω，与Rₓ偏差太大，因此滑动变阻器选F。 典型案例5 测量电源电动势与内阻 知识点 伏安法测电阻 (1)实验原理： 闭合电路欧姆定律U=E-Ir。 ①公式法 利用实验图1所示电路，改变滑动变阻器的阻值，从电流表、电压表中读出几组U、I的值, 由U=E-Ir,可得 解得 ②图像法 利用如实验图1所示的电路，通过改变R的阻值，多测几组U、I的值(至少测出6组)，并且变化范围尽量大些，然后用描点法在U-I图像中描点作图，由图像纵截距找出E，由图像斜率 找出内阻，如图2所示。 (2)仪器的选择 ①滑动变阻器的选择原则：阻值范围较小而额定电流较大。 ②电压表的选择原则：在满足量程要求的前提下选取内阻较大的。 ③电流表的选择需根据电源电动势和选用的滑动变阻器来确定。 (3)误差分析 ①偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不很准确。 ②系统误差：来源于电压表分流。近似地将电流表的示数看作干路电流，实际上电流表的示数比干路电流略小。 (4)等效电源分析误差 把电压表和电源等效为一新电源，如图3虚线框所示，这个等效电源的内阻r'为r和 Rv的并联电阻，也就是测量值，即 等效电源的电动势为电压表和电源组成回路的路端电压，也就是测量值，即 由以上分析还可以知道，要减小误差，所选择的电压表内阻应适当大些，使得 由于电源内阻r很小，故电流表对电源而言要外接，否则， 内阻测量的误差太大。由于偶然误差的存在，公式法的结果可能存在较大的误差，因此在实验中一般用图像法处理数据。 题型10 重点题 某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( ) A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器 B.一个伏特表和多个定值电阻 C.一个安培表和一个电阻箱 D.两个安培表和一个滑动变阻器 参考答案解析 【答案】D 【解析】通过改变电路的阻值从而获得多组数据，根据U-I图像与坐标轴的交点求解电动势和内阻。安培表测电流，伏特表测路端电压，滑动变阻器改变电路的阻值从而获得多组数据，故A 可取；伏特表测路端电压，电流可由路端电压和定值电阻求得，通过改变接入定值电阻的个数来改变电路的电阻，故B可取；安培表测电流，再由电流和电阻箱的阻值可得路端电压，通过电阻箱改变电阻，故C可取；两个安培表和一个滑动变阻器，不管怎么组合，都不能测出路端电压，故不能测出电动势和内阻，故D最不可取。 题型11 重点题 用如图所示电路可以测量干电池的电动势和内阻，R为电阻箱。下列关于该实验的说法中正确的是( ) A.为了测量电动势和内阻，至少需要测量6组数据 B.用图像法处理数据时，为了得到线性图像，可以作U与R的图像 C.用图像处理数据时，为了得到线性图像，可以作 与R的图像 D.因电压表内阻产生的误差属于系统误差 参考答案解析 【答案】D 【解析】根据闭合电路欧姆定律得 为了测量电动势和内阻，至少需要测量2组数据，故A错误。由上式变形得 用图像法处理数据时，为了得到线性图像，可以作 与 的图像，B、C错误。电压表分流导致电流测量有误差，这是由电路本身引起的误差，属于系统误差，故D正确。 题型12 高频题 在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，用一电阻箱R、电流传感器连成如图中所示的电路测量水果电池的电动势E和内阻r。实验时，闭合电键S，调整电阻箱的阻值R，读取电流传感器对应的示数I，记录多组数据，作出 随R的变化图像如图乙所示。若不计电流传感器内阻，则水果电池的电动势E= V，内阻r= r= Ω。 参考答案解析 【答案】1.0 1000 【解析】根据闭合电路欧姆定律有 变形后得 可见 图像的斜率为 纵截距为 由图知 纵截距 联立解得E=1.0V, r=1000Ω。 典型案例6 电表改装问题 知识点 1.电流表改装为电压表 分压电阻的计算：根据串联电路的分压原理有 解得分压电阻 若n表示量程的扩大倍数则 2.扩大电流表的量程 小量程的电流表测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。 分流电阻的计算：根据并联分流的原理有 ，解得应并联的分流电阻：R分流=。若n表示量程的扩大倍数 则 。改装成的电流表的内阻 如果将电流表改装成电压表，改装之后的电表的刻度盘的每一个刻度值扩大为原来的 倍。如果将电流表改装(成大量程电流表，量程扩大n倍，则刻度值扩大n倍。 题型13 重点题 一灵敏电流计Ⓖ的内阻. 满偏电流. ，要使其改装成0~3V和0~15V两个量程的电压表，如图。则下列关于电阻 和 的表述中正确的是( ) A. R₁为140 Ω B. R₁为600 Ω C. R₂为6000 Ω D. R₂为7400 Ω 参考答案解析 【答案】C 【解析】根据欧姆定律 代入数据解得 根据欧姆定律 代入数据解得 故A、B、D错误,C正确。 题型14 易错题 (多选) 将四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表、和两个电压表、。已知电流表的量程大于 的量程，电压表的量程大于的量程，改装好后把它们按图所示接入电路，则( ) A.电流表的读数大于电流表的读数 B.电流表指针的偏角小于电流表指针的偏角 C.电压表的读数小于电压表的读数 D.电压表指针的偏角等于电压表指针的偏角 参考答案解析 【答案】AD 【解析】、处相当于表头和各自的分流电阻四个元件并联，显然流过、两电流表的电流相等，故两表指针偏转角相等，两表头的读数分别为流过表头与其分流电阻的电流之和，的分流电阻小，电流大，A正确，B错误； 、表处相当于两表头和各自的分压电阻四个元件串联，两表头指针偏角也相等，表分压电阻大，读数大，C错误，D正确。 — 3 — 学科网（北京）股份有限公司 $