考点8 欧姆定律和电阻定律 重点考点解读讲义 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

高中物理人教版必修三重点考点解读 考点8 欧姆定律和电阻定律 知识网络 考点解读 考点一　电流　 1.电流 电荷的定向移动形成电流，I=。 2.电流形成的条件：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。 考点二 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)公式：R=ρ。 其中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的电阻率，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m。 (3)电阻率 ①物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。 ②电阻率与温度的关系 金属：电阻率随温度升高而增大； 负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小； 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。 考点三 .部分电路欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 (2)表达式：I=。 (3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导体或半导体元件。 能力素养提升 1 电流的三种表达式及其比较 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∝ 2. 对U— I图像和I— U图像的理解(如图甲、乙所示) (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。 针对性训练 1．(2027吉林名校联考）两根不同材料制成的均匀电阻丝，长度之比L1：L2＝5：2，直径之比d1：d2＝2：1，给它们加相同的电压，通过它们的电流之比为I1：I2＝3：2，则它们的电阻率之比ρ1：ρ2为（　　） A． B． C． D． 2．（2025高考广西卷）如图所示，a，b为同种材料的电阻，已知a的长度为，截面积，b的长度，横截面积，则在两支路a和b中，电荷移动的速率之比（　　） A． B． C． D． 3.(2025·陕西安康市三模)北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为(　　) A. B. C. D. 4.(2025·河南信阳市检测)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 5.(多选)(2025·广东深圳市一模)扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某扫地机器人，已知其电池容量为2 000 mA·h，额定工作电压为15 V，额定功率为30 W。下列说法正确的是(　　) A.扫地机器人的电阻小于7.5 Ω B.扫地机器人的电阻等于7.5 Ω C.扫地机器人的电阻大于7.5 Ω D.扫地机器人充满电后可连续工作1小时 6.(2025·北京市朝阳区二模)某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是(　　) A.若将S调到1位置，则为改装后的安培表 B.若将S调到2位置，则为改装后的伏特表 C.若想扩大安培表的量程，可适当增大R1 D.若想扩大伏特表的量程，可适当增大R2 7.(2025·河北秦皇岛市二模)现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高，若方形金属导体的电阻仅与导体的长、宽、高中一个因素有关，则可以把与电阻无关的另外两个尺寸做成微型。如图所示的集成电路中有两块材料相同的方形金属导体R1、R2是并联关系，上下表面均为正方形，R1的上、下表面面积大于R2的上、下表面面积，R1的厚度h1小于R2的厚度h2，闭合开关稳定后，下列说法正确的是(　　) A.R1、R2的电阻相等 B.R1的功率小于R2的功率 C.若R1、R2沿竖直方向接入电路，电阻是不变的 D.若R1、R2的厚度变化，制造成微型不会影响其电阻 8　(2025·江苏南通市检测)如图所示是某白炽灯的伏安特性曲线，图中OA连线与横轴的夹角为α，A点的坐标为(U0，I0)，其切线与纵轴交点的纵坐标为I1，则(　　) A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.对应A点，白炽灯的电阻可表示为tan α C.对应A点，白炽灯的电阻可表示为 D.对应A点，白炽灯的电阻可表示为 9.（2026河北沧州期中）如图所示，一块均匀的长方体金属块，长为，宽为，厚为，已知：：：：，在长方体的左、右、前、后分别引出、、、四个接线柱，现分别在、两端施加恒定电压、，相应的沿电流方向电子定向移动的平均速度为、，单位时间内流过垂直电流方向横截面积的电荷量为、，若，则(    ) A. B.                                           C. D. 10. (2026河北石家庄期末）一只鸟站在一条通过500A电流的铜质裸导线上，已知铜的电阻率为，导线的横截面积为，可估算该鸟两爪间的电压（V）的数量级为（　　） A. B. C. D. 11 把电流表改装成电压表时，下列说法正确的是（　　） A. 改装后电流表自身的电阻也增大了 B. 改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了 C. 改装的原理是串联电阻有分压作用 D. 改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变 12 .(2025·山东淄博模拟)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 13 .如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为∶＝1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面，已知电子电荷量为1.6×10－19 C，则(　　) A.流经导线a的电流为0.32 A B.流经导线b的电流为0.16 A C.5 s内有1×1019个自由电子通过导线b的横截面 D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb＝1∶2 14.如图1所示，一根均匀带负电的长直橡胶棒沿水平方向向右做速度为v的匀速直线运动。若棒的横截面积为S，单位长度所带的电荷量为－q(q >0)，由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向分别是(　　) 图1 A.qv　向左 B.qvS　向左 C.qv　向右 D.qvS　向右 15.在潮湿、高温、高压的情况下，绝缘体也有可能变为导体，例如，空气是绝缘体，但在一定条件下也可能转变为导体。在雷电现象中，由于两云层之间的电压极高，将空气击穿，此时空气就成了导体(如图3)。假设某次雷电持续的时间为0.5 s，所形成的平均电流为6.4×104 A，则这次雷电转移电子的个数为(　　) 图3 A.3.2×1023个 B.6.4×1024个 C.2×1023个 D.4×1023个 16. 如图所示，R1、R2是材料相同、厚度相同、上下表面均为正方形的导体。已知两个正方形边长的比是n∶1。通过两导体的电流方向如图。这两个导体的电阻之比为(　　) A.R1∶R2＝1∶1 B.R1∶R2＝1∶n C.R1∶R2＝ n∶1 D.R1∶R2＝1∶n2 17. 离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V，已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则(　　) 图5 A.该大气层的等效电阻约为600 Ω B.该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A C.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012 Ω·m D.该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m 18.某一导体的伏安特性曲线如图6中AB段(曲线)所示，以下关于导体的电阻说法正确的是(　　) 图6 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版必修三重点考点解读 考点8 欧姆定律和电阻定律 知识网络 考点解读 考点一　电流　 1.电流 电荷的定向移动形成电流，I=。 2.电流形成的条件：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。 考点二 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)公式：R=ρ。 其中l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是导体的电阻率，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m。 (3)电阻率 ①物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性。 ②电阻率与温度的关系 金属：电阻率随温度升高而增大； 负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小； 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。 考点三 .部分电路欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 (2)表达式：I=。 (3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导体或半导体元件。 能力素养提升 1 电流的三种表达式及其比较 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∝ 2. 对U— I图像和I— U图像的理解(如图甲、乙所示) (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。 针对性训练 1．(2027吉林名校联考）两根不同材料制成的均匀电阻丝，长度之比L1：L2＝5：2，直径之比d1：d2＝2：1，给它们加相同的电压，通过它们的电流之比为I1：I2＝3：2，则它们的电阻率之比ρ1：ρ2为（　　） A． B． C． D． 答案 D 解析 根据欧姆定律 R=U/I，解得=. 两均匀电阻丝的横截面积 = ==4，再根据电阻定律，有ρ=，可得=··=×4×=，D正确。 2．（2025高考广西卷）如图所示，a，b为同种材料的电阻，已知a的长度为，截面积，b的长度，横截面积，则在两支路a和b中，电荷移动的速率之比（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据电阻定律 可得，； 两支路并联有，结合电流的微观表达式；对于同种材料n、q相同； 联立可得； 即，B正确。 3.(2025·陕西安康市三模)北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，环中的n个电子以速度v定向运动，已知电子的电荷量为e，则n个电子形成的电流为(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　电子运动的周期为T=，根据电流定义式可知，n个电子形成的电流为I=，联立解得I=，故选C。 4.(2025·河南信阳市检测)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 答案　C 解析　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。 5.(多选)(2025·广东深圳市一模)扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为某扫地机器人，已知其电池容量为2 000 mA·h，额定工作电压为15 V，额定功率为30 W。下列说法正确的是(　　) A.扫地机器人的电阻小于7.5 Ω B.扫地机器人的电阻等于7.5 Ω C.扫地机器人的电阻大于7.5 Ω D.扫地机器人充满电后可连续工作1小时 答案　AD 解析　扫地机器人是非纯电阻用电器，则U>IR，I=，代入数据可得I=2 A，R<7.5 Ω，故A正确，B、C错误；扫地机器人充满电后连续工作时间为t== h=1 h，故D正确。 6.(2025·北京市朝阳区二模)某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是(　　) A.若将S调到1位置，则为改装后的安培表 B.若将S调到2位置，则为改装后的伏特表 C.若想扩大安培表的量程，可适当增大R1 D.若想扩大伏特表的量程，可适当增大R2 答案　C 解析　将S调到1位置时，电阻R1与表头并联，这是扩大表头的电流量程，故其改装后是安培表，故A正确；将S调到2位置，电阻R2与改装后的电流表串联，电阻R2起到分压作用，则为改装后的伏特表，故B正确；若想扩大安培表的量程，电阻R1分流增多，电流增大，根据欧姆定律可知需要减小电阻R1，故C错误；若想扩大伏特表的量程，则电阻R2分压作用要增大，故需要适当增大R2，故D正确。 7.(2025·河北秦皇岛市二模)现代电器设备的集成电路对各种电子元件微型化的要求特别高，若方形金属导体的电阻仅与导体的长、宽、高中一个因素有关，则可以把与电阻无关的另外两个尺寸做成微型。如图所示的集成电路中有两块材料相同的方形金属导体R1、R2是并联关系，上下表面均为正方形，R1的上、下表面面积大于R2的上、下表面面积，R1的厚度h1小于R2的厚度h2，闭合开关稳定后，下列说法正确的是(　　) A.R1、R2的电阻相等 B.R1的功率小于R2的功率 C.若R1、R2沿竖直方向接入电路，电阻是不变的 D.若R1、R2的厚度变化，制造成微型不会影响其电阻 答案　B 解析　设正方形边长为L，材料电阻率为ρ，则电阻R=ρ=ρ=ρ，可知电阻与h成反比，由于R1的厚度h1小于R2的厚度h2，可知R1>R2，故A错误；由于二者并联，电压相同，根据P=，可知电阻大的功率小，故R1的功率小于R2的功率，故B正确；若R1、R2沿竖直方向接入电路，则电阻R'=ρ，可知电阻会发生改变，故C错误；若R1、R2的厚度变化，结合A选项可知，制造成微型会影响其电阻，故D错误。 8　(2025·江苏南通市检测)如图所示是某白炽灯的伏安特性曲线，图中OA连线与横轴的夹角为α，A点的坐标为(U0，I0)，其切线与纵轴交点的纵坐标为I1，则(　　) A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B.对应A点，白炽灯的电阻可表示为tan α C.对应A点，白炽灯的电阻可表示为 D.对应A点，白炽灯的电阻可表示为 答案　C 解析　I-U图像上的点与坐标原点连线斜率的倒数表示电阻，由题图可知，随着电压的增大，白炽灯电阻增大，故A错误；对应A点，白炽灯的电阻可表示为，不能根据或求电阻，故B、D错误，C正确。 9.（2026河北沧州期中）如图所示，一块均匀的长方体金属块，长为，宽为，厚为，已知：：：：，在长方体的左、右、前、后分别引出、、、四个接线柱，现分别在、两端施加恒定电压、，相应的沿电流方向电子定向移动的平均速度为、，单位时间内流过垂直电流方向横截面积的电荷量为、，若，则(    ) A. B.                                           C. D. 答案 AD 【解析】由欧姆定律、电阻定律和电流微观表达式，可得nebc·ρ=ρnea, neac·ρ=ρne ，：：：：， 若，则有  ，A正确B错误； ，C错误D正确。 10. (2026河北石家庄期末）一只鸟站在一条通过500A电流的铜质裸导线上，已知铜的电阻率为，导线的横截面积为，可估算该鸟两爪间的电压（V）的数量级为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 小鸟两脚之间的距离约为5cm，根据电阻的决定式，小鸟两脚之间导线的电阻为 根据欧姆定律有 解得 可知，该鸟两爪间的电压（V）的数量级约为。B正确. 11 把电流表改装成电压表时，下列说法正确的是（　　） A. 改装后电流表自身的电阻也增大了 B. 改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了 C. 改装的原理是串联电阻有分压作用 D. 改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变 【答案】CD 【解析】改装后原电流表自身的电阻不变，改装后整个电表的电阻增大，故A错误； 改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电流值不变，故B错误； 将电流表和电阻串联，改装成电压表，串联电阻有分压作用，故C正确； 改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变，还是满偏电压，故D正确。 12 .(2025·山东淄博模拟)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 答案　B 解析　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＝，则有≈3.7，故B正确。 13 . 如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为∶＝1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面，已知电子电荷量为1.6×10－19 C，则(　　) A.流经导线a的电流为0.32 A B.流经导线b的电流为0.16 A C.5 s内有1×1019个自由电子通过导线b的横截面 D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb＝1∶2 答案　B 解析　电子的电荷量e＝1.6×10－19 C，流过a的电流为I＝ A＝0.16 A，故A错误;因金属导线a、b串联，所以流过导线b的电流也是0.16 A，故B正确;因金属导线a、b串联，所以相同时间内通过的电荷量相等，即5 s内有5×1018个自由电子通过导线b的横截面，故C错误;根据电流微观表达式I＝neSv可得v＝，自由电子在导线a和b中移动的速率之比为，故D错误。 14.如图1所示，一根均匀带负电的长直橡胶棒沿水平方向向右做速度为v的匀速直线运动。若棒的横截面积为S，单位长度所带的电荷量为－q(q >0)，由于棒的运动而形成的等效电流的大小和方向分别是(　　) 图1 A.qv　向左 B.qvS　向左 C.qv　向右 D.qvS　向右 答案　A 解析　电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向即为电流的方向，故均匀带负电的长直橡胶棒沿轴线方向做速度大小为v的匀速直线运动，形成等效电流，电流的方向与v反向，电流方向向左。设橡胶棒的长度为l，根据电流的定义得I＝，根据题意得Q＝lq，l＝vt，解得 I＝qv，故A正确。 15.在潮湿、高温、高压的情况下，绝缘体也有可能变为导体，例如，空气是绝缘体，但在一定条件下也可能转变为导体。在雷电现象中，由于两云层之间的电压极高，将空气击穿，此时空气就成了导体(如图3)。假设某次雷电持续的时间为0.5 s，所形成的平均电流为6.4×104 A，则这次雷电转移电子的个数为(　　) 图3 A.3.2×1023个 B.6.4×1024个 C.2×1023个 D.4×1023个 答案　C 解析　由电流的定义式q＝It＝6.4×104×0.5 C＝3.2×104 C，这次雷电转移电子的个数为n＝＝个＝2×1023个，故C正确。 16. 如图所示，R1、R2是材料相同、厚度相同、上下表面均为正方形的导体。已知两个正方形边长的比是n∶1。通过两导体的电流方向如图。这两个导体的电阻之比为(　　) A.R1∶R2＝1∶1 B.R1∶R2＝1∶n C.R1∶R2＝ n∶1 D.R1∶R2＝1∶n2 答案　A 解析　设小正方形边长l，则大正方形边长nl，厚度d，根据R＝ρ可得＝＝，故A正确。 17. 离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V，已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则(　　) 图5 A.该大气层的等效电阻约为600 Ω B.该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A C.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012 Ω·m D.该大气层的平均电阻率约为1.7×108 Ω·m 答案　BC 解析　根据题述，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103 C，由Q＝It，可得该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A，故B正确；由欧姆定律得R＝，则该大气层的等效电阻约为R＝ Ω，故A错误；由电阻定律R＝，解得该大气层的平均电阻率约为ρ＝1.7×1012 Ω·m，故C正确，D错误。 18.某一导体的伏安特性曲线如图6中AB段(曲线)所示，以下关于导体的电阻说法正确的是(　　) 图6 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 答案　B 解析　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 学科网（北京）股份有限公司 $