1. 电流 电压 电阻(重难点专练)物理教科版必修第三册
2026-08-21
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摘要:
**基本信息**
聚焦电流、电阻及串并联、电表改装三大题型,以概念生成→方法提炼→典例应用为逻辑链,系统构建从基础计算到仪器改装的解题方法体系,渗透物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|电流|1例+3变式|金属/电解液/环形电流计算法、微观表达式|电流概念→三种计算模型→微观本质|
|电阻及串并联|1例+3变式|串并联电路规律、等效电阻分析|电阻定义→串并联特点→电路综合应用|
|电表改装|1例+3变式|表头改装电压表(串联电阻)、电流表(并联电阻)|表头参量→改装原理→量程拓展|
内容正文:
2.1 电流 电压 电阻 (题型突破)
题型01 电流
题型02 电阻及串并联
题型03 电表的改装
▌题型01 电流
1.电流
(1)形成:电荷的定向移动形成电流。
(2)物理意义:表示电流的强弱程度。
(3)公式: ,q是在时间t内通过导体横截面的电荷量。
(4)符号及单位:电流用符号I表示,单位是安培,简称安符号为A。,。
(5)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
(6)形成持续电流的条件:电路闭合,有电源。
2.计算电流大小的三种情况
(1)金属导体中电流的计算
金属导体中的自由电荷只有电子,运用计算时,q是时间t内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量。
(2)电解液中电流的计算
电解液中的自由电荷是正、负离子,运用运用计算时,q应是同一时间t内正、负两种离子通过某一横截面的电荷量的绝对值之和。
(3)环形电流的计算
环形电流的计算采用等效电流的观点分析。所谓等效电流,就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运动的电荷,常取一个周期来计算等效电流, 利用求等效电流。
3.电流的微观表达式
如果n为单位长度的自由电荷数,则
【例1】如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1,负离子数为n2。设元电荷为e,则以下说法正确的是( )
A.溶液内正、负离子沿相反方向运动,电流相互抵消,即电流为0
B.溶液内电流方向从A到B,电流大小为
C.溶液内电流方向从A到B,电流大小为
D.溶液内电流方向从A到B,电流大小为
【答案】B
【详解】电流的方向与正离子定向移动方向相同,与负离子定向移动方向相反,则正离子定向移动形成电流,方向从A到B,负离子定向移动形成电流,方向也是从A到B,不会相互抵消;则
故BD错误;溶液内电流方向从A到B,时间内通过溶液截面的电荷量为
根据电流的定义式有故选B
【变式训练1】关于电流,下列说法中正确的是( )
A.通过导体截面的电荷量越多,电流越大
B.电路中电流大小与通过截面电荷量q成正比,与时间t成反比
C.单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流不变
D.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的
【答案】D
【详解】A.电流由定义,电荷量多但时间未知,无法确定电流大小,A错误;
B.是电流的定义式,不是决定式,不能说电流大小与成正比或与成反比(如和同时增大时,可能不变),故B错误;
C.单位时间内电荷量越多,电流应越大,而非“不变”,故C错误;
D.金属导体中自由电子在电场力作用下定向移动形成持续电流,故D正确。故
【变式训练2】(2026春•宁波期末)一根均匀带电的直橡胶棒沿轴线水平向右做速度为v的匀速直线运动。已知橡胶棒长度为L、横截面积为S、棒上的电子总数为N个,元电荷为e。关于橡胶棒运动形成的等效电流,下列说法正确的是( )
A.方向向左 大小为NSve
B.方向向右 大小为NSve
C.方向向左 大小为
D.方向向右 大小为
【答案】C
【详解】根据电流的定义,整个橡胶棒总电荷量q=Ne,橡胶棒长度为L、运动速度为v,整根橡胶棒全部通过某一横截面的时间,联立可得,电流方向规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动方向相反。本题中带负电的电子随橡胶棒向右运动,因此等效电流方向向左。
故C正确,ABD错误。
故选:C。
【变式训练3】(多选)有一横截面积为S的铜导线,设单位体积内该铜导线中有n个自由电子,每个电子的电荷量为e,已知在Δt时间内,有N个自由电子通过该导线的横截面,则下列说法正确的是( )
A.该导线中的电流
B.该导线中的电流
C.该导线中自由电子定向移动速率
D.该导线中自由电子定向移动速率
【答案】AC
【详解】AB.根据电流的定义式可知该导线中的电流为
故A正确,B错误;
CD.根据电流的微观表达式可知该导线中自由电子定向移动速率为
故C正确,D错误。
故选AC。
▌题型02 电阻及串并联
1.、电阻
(1)定义:导体两端的电压与通过的电流的比值。
(2)表达式:R=。
(3)单位:国际单位制中是欧姆,简称欧,符号是Ω。
(4)测量电阻一般用伏安法。
2.串、并联电路的特点
串联电路
并联电路
电路
电流
I=I1=I2=…=In
I=I1+I2+…+In
电压
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
总电阻
R总=R1+R2+…+Rn
功率分配
P总=P1+P2+…Pn
P总=P1+P2+…+Pn
【例2】图甲为A、B两电学元件的伏安特性曲线,若把两元件串联并在两端加上电压U,如图乙所示,则有( )
A.元件B的电阻随电流的增大而减小
B.若电流为I0时,元件B的电阻大于元件A的电阻
C.若图乙中所加电压U=U0,则流过元件的电流
D.若图乙中所加电压U=U0,则元件B分得的电压
【答案】C
【解答】解:A.电阻的伏安特性曲线中,曲线上的点和原点连线的斜率代表电阻,可知元件B的电阻随电流的增大而增大,故A错误;
B.若电流为I0时,元件B的电阻等于元件A的电阻,均为,故B错误;
CD.两元件串联并在两端加上电压U0,依据两电学元件的伏安特性曲线,B的电阻小于,A的电阻为,可知,电路中电流,因电流,因此元件A的电压UA,那么元件的电压UB,故C正确,D错误。
故选:C。
【变式训练1】电阻、、串联在电路中,已知,,两端的电压为6V,两端的电压为12V,则( )
A.三只电阻两端的总电压为18V
B.电路中的电流为0.6A
C.三只电阻两端的总电压为21V
D.电阻的阻值为20Ω
【答案】BCD
【详解】B.三只电阻串联在电路中,电流相同,电路中的电流,故B正确;
AC.电阻两端的电压,所以三只电阻两端的总电压为,故A错误,C正确;
D.电阻的阻值,故D正确。
故选BCD 。
【变式训练2】.如图所示的电路,电阻、不为零,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若定值,当增加时,AB间的总电阻变大
C.当时,AB间的总电阻接近,且比大
D.若、不变,再给AB间并联一个不为零的电阻,总电阻将减小
【答案】BD
【详解】A.两个电阻并联,电压相等,根据
若,则,故A错误;
B.若定值,当增加时,根据
可得间的总电阻变大,故B正确;
C.当时,根据得
AB间的总电阻接近,且比小,故C错误;
D.若不变,再给间并联一个不为零的电阻
根据,可知总电阻将减小,故D正确。
故选 BD。
【变式训练3】一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=1Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为10V,内阻忽略不计,则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是5Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是4Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为8V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为9V
【答案】C
【解答】解:A.当cd间短路时,R2和R3并联,再和R1串联,ab之间的等效电阻Rab=R11ΩΩ=4Ω,故A错误;
B.当ab间短路时,R1和R3并联,再和R2串联,cd之间的等效电阻Rcd=R212ΩΩ=12.8Ω,故B错误;
C.当ab两端接通测试电源时,R1和R3串联,根据串联分压的原理,UcdU10V=8V,故C正确;
D.当cd两端接通测试电源时,R2和R3串联,根据串联电路知识,UabU10V=2.5V,故D错误。
故选:C。
▌题型03 电表的改装
.表头G的符号为,三个参量如下
①内阻Rg:表头的内阻
②满偏电流Ig:指针偏转到最大值时,流过表头的电流
满偏电压Ug:表头通过满偏电流时,加载表头两端的电压:Ug=IgRg
2.电表改装原理:
①电压表改装:将表头串联一个较大电阻,如下图
②电流表改装:将表头并联一个较小电阻。如下图
3.对电表改装的进一步理解
4.电表改装问题的两点提醒
(1)无论表头G改装成电压表还是电流表,它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流Ig并不改变。
(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压;改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时:对应的R与表头并联电路的总电流。
【例3】电流表的内阻是Rg=200Ω,满刻度电流值是Ig=500 μA,现欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表,正确的方法是( )
A.应串联一个1 800Ω的电阻
B.应并联一个0.1Ω的电阻
C.应串联一个0.1Ω的电阻
D.应并联一个1 800Ω的电阻
【答案】A
【解答】解:改装成电压表要串联电阻分压,串联电阻阻值:RRg1800Ω
则A正确,故选:A
【变式训练1】如图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~10V,当使用a、c两个端点时,量程为0~100V。已知电流表的内阻Rg为500Ω,满偏电流Ig为1mA,则电阻R1、R2的值分别为( )
A.9000Ω 90000Ω B.90000Ω 9500Ω
C.9500Ω 9000Ω D.9500Ω 90000Ω
【答案】D
【解答】解:AB、当使用a、b两个端点时,量程为0~10V,即表头满偏时,两点之间的电压为10V,由串联电路电压特点和欧姆定律可知:U1=Ig(Rg+R1),
代入数据得:R1=9500Ω,故AB错误;
CD、当使用a、c两个端点时,量程为0~100V,即表头满偏时,两点之间的电压为100V,由串联电路电压特点和欧姆定律可知:U2=Ig(Rg+R1+R2),
代入数据得:R2=90000Ω,故C错误,D正确。
故选:D。
【变式训练2】如图所示的电路,灵敏电流计G和一个电阻箱R并联,改装成一个大量程的电表,下列判断正确的是( )
A.改装成的是电流表,R越小量程越大
B.改装成的是电流表,R越大量程越大
C.改装成的是电压表,R越小量程越大
D.改装成的是电压表,R越大量程越大
【答案】A
【解答】解:AB、改装成了电流表,R减小电流表量程增大,R增大时电流表量程减小,故A正确,B错误;
CD、把电流计改装成电压表应给电流计串联一个分压电阻,串联电阻越大,电压表量程越大,由图示电路图可知,电流计与电阻R并联,改装后电压表量程不变,故CD错误;
故选:A。
【变式训练3】一表头内阻Rg为30Ω,满偏电流Ig为1mA。要把它改装为量程0∼3V的电压表,需( )
A.串联一个2970Ω的电阻
B.串联一个3000Ω的电阻
C.并联一个30Ω的电阻
D.并联一个0.01Ω的电阻
【答案】A
【解答】解:根据串联分压的知识可得
RRgΩ﹣30Ω=2970Ω
故A正确,BCD错误;
故选:A。
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2.1 电流 电压 电阻 (题型突破)
题型01 电流
题型02 电阻及串并联
题型03 电表的改装
▌题型01 电流
1.电流
(1)形成:电荷的定向移动形成电流。
(2)物理意义:表示电流的强弱程度。
(3)公式: ,q是在时间t内通过导体横截面的电荷量。
(4)符号及单位:电流用符号I表示,单位是安培,简称安符号为A。,。
(5)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
(6)形成持续电流的条件:电路闭合,有电源。
2.计算电流大小的三种情况
(1)金属导体中电流的计算
金属导体中的自由电荷只有电子,运用计算时,q是时间t内通过金属导体横截面的自由电子的电荷量。
(2)电解液中电流的计算
电解液中的自由电荷是正、负离子,运用运用计算时,q应是同一时间t内正、负两种离子通过某一横截面的电荷量的绝对值之和。
(3)环形电流的计算
环形电流的计算采用等效电流的观点分析。所谓等效电流,就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流。对周期性运动的电荷,常取一个周期来计算等效电流, 利用求等效电流。
3.电流的微观表达式
如果n为单位长度的自由电荷数,则
【例1】如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1,负离子数为n2。设元电荷为e,则以下说法正确的是( )
A.溶液内正、负离子沿相反方向运动,电流相互抵消,即电流为0
B.溶液内电流方向从A到B,电流大小为
C.溶液内电流方向从A到B,电流大小为
D.溶液内电流方向从A到B,电流大小为
【变式训练1】关于电流,下列说法中正确的是( )
A.通过导体截面的电荷量越多,电流越大
B.电路中电流大小与通过截面电荷量q成正比,与时间t成反比
C.单位时间内通过导线横截面的电荷量越多,导体中的电流不变
D.金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的
【变式训练2】(2026春•宁波期末)一根均匀带电的直橡胶棒沿轴线水平向右做速度为v的匀速直线运动。已知橡胶棒长度为L、横截面积为S、棒上的电子总数为N个,元电荷为e。关于橡胶棒运动形成的等效电流,下列说法正确的是( )
A.方向向左 大小为NSve
B.方向向右 大小为NSve
C.方向向左 大小为
D.方向向右 大小为
【变式训练3】(多选)有一横截面积为S的铜导线,设单位体积内该铜导线中有n个自由电子,每个电子的电荷量为e,已知在Δt时间内,有N个自由电子通过该导线的横截面,则下列说法正确的是( )
A.该导线中的电流
B.该导线中的电流
C.该导线中自由电子定向移动速率
D.该导线中自由电子定向移动速率
▌题型02 电阻及串并联
1.、电阻
(1)定义:导体两端的电压与通过的电流的比值。
(2)表达式:R=。
(3)单位:国际单位制中是欧姆,简称欧,符号是Ω。
(4)测量电阻一般用伏安法。
2.串、并联电路的特点
串联电路
并联电路
电路
电流
I=I1=I2=…=In
I=I1+I2+…+In
电压
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
总电阻
R总=R1+R2+…+Rn
功率分配
P总=P1+P2+…Pn
P总=P1+P2+…+Pn
【例2】图甲为A、B两电学元件的伏安特性曲线,若把两元件串联并在两端加上电压U,如图乙所示,则有( )
A.元件B的电阻随电流的增大而减小
B.若电流为I0时,元件B的电阻大于元件A的电阻
C.若图乙中所加电压U=U0,则流过元件的电流
D.若图乙中所加电压U=U0,则元件B分得的电压
【变式训练1】电阻、、串联在电路中,已知,,两端的电压为6V,两端的电压为12V,则( )
A.三只电阻两端的总电压为18V
B.电路中的电流为0.6A
C.三只电阻两端的总电压为21V
D.电阻的阻值为20Ω
【变式训练2】.如图所示的电路,电阻、不为零,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若定值,当增加时,AB间的总电阻变大
C.当时,AB间的总电阻接近,且比大
D.若、不变,再给AB间并联一个不为零的电阻,总电阻将减小
【变式训练3】一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=1Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为10V,内阻忽略不计,则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是5Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是4Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为8V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为9V
▌题型03 电表的改装
.表头G的符号为,三个参量如下
①内阻Rg:表头的内阻
②满偏电流Ig:指针偏转到最大值时,流过表头的电流
满偏电压Ug:表头通过满偏电流时,加载表头两端的电压:Ug=IgRg
2.电表改装原理:
①电压表改装:将表头串联一个较大电阻,如下图
②电流表改装:将表头并联一个较小电阻。如下图
3.对电表改装的进一步理解
4.电表改装问题的两点提醒
(1)无论表头G改装成电压表还是电流表,它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流Ig并不改变。
(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压;改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时:对应的R与表头并联电路的总电流。
【例3】电流表的内阻是Rg=200Ω,满刻度电流值是Ig=500 μA,现欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表,正确的方法是( )
A.应串联一个1 800Ω的电阻
B.应并联一个0.1Ω的电阻
C.应串联一个0.1Ω的电阻
D.应并联一个1 800Ω的电阻
【变式训练1】如图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~10V,当使用a、c两个端点时,量程为0~100V。已知电流表的内阻Rg为500Ω,满偏电流Ig为1mA,则电阻R1、R2的值分别为( )
A.9000Ω 90000Ω B.90000Ω 9500Ω
C.9500Ω 9000Ω D.9500Ω 90000Ω
【变式训练2】如图所示的电路,灵敏电流计G和一个电阻箱R并联,改装成一个大量程的电表,下列判断正确的是( )
A.改装成的是电流表,R越小量程越大
B.改装成的是电流表,R越大量程越大
C.改装成的是电压表,R越小量程越大
D.改装成的是电压表,R越大量程越大
【变式训练3】一表头内阻Rg为30Ω,满偏电流Ig为1mA。要把它改装为量程0∼3V的电压表,需( )
A.串联一个2970Ω的电阻
B.串联一个3000Ω的电阻
C.并联一个30Ω的电阻
D.并联一个0.01Ω的电阻
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