电路的基本概念及电路分析-2023年高考物理一轮重难点复习

专题21电路的基本概念及电路分析

1.了解电流的定义及/=?会推导电流的微观表达式.

2.理解电阻的概念，掌握电阻定律.

3.理解欧姆定律并学会应用欧姆定律分析问题.

4.理解电功、电功率、焦耳定律，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路的特点.

遂如识解读

考点一电流的概念及表达式

1.电流

电荷的定向移动形成电流，1=*.

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，正电荷

定向移动的方向规定为电流的方向.

〕。方法总结

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

作反映了/的大小，但不能

q为时间/内通过导体横截

一切电路

面的电荷量说人外/OCy

〃：导体单位体积内的自由

电荷数

从微观上看〃、q、S>v决

I=nqSv一切电路q-每个自由电荷的电荷量

定了/的大小

S：导体横截面积

V：电荷定向移动速率

金属、U：导体两端的电压

/由U、R决定，I^u、/ocj-

1R

电解液R：导体本身的电阻K

典例精新

【答案】B

【解析】根据电流的定义式，有

故选B。

【典例2】(2022・北京・北师大实验中学高三阶段练习)如图所示，用电动势为E、内阻为「的电源向滑动变

阻器R供电。下列说法正确的是()

iR

C.电流在更流电源内能从负极流向正极，是因为在电源内部静电力对载流子做J'正功

D.在该直流电路中，外电阻越大，电源的效率越高，输出功率也越大

【答案】B

【解析】A.导体中单位体积的自由电子数不会因导体中电流为零而为零，选项A错误；

C.电流在直流电源内能从负极流向正极，是因为在电源内部非静电力对我流子做了正功，选项C错误；

D.电源的输出功率

根据数学规律可知，当电源的外电阻等于内电阻时，输出功率最大，可知，外电阻越大时，电源的输出功

率不一定越大，选项D错误。

故选Bo

考点二欧姆定律及电阻定律

1.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：1=*.

(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.

(4)导体的伏安特性曲线(/一。图线).(如图).

①比较电阻的大小：图线的斜率A=S=S图中选填或"=");

②线性元件：伏安特性曲线是过原点的直线的电学元件，适用于欧姆定律；

③非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律.

2.电阻定律

⑴内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度/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='.

其中/是导体的长度，S是导体的横截面积.〃是导体的电阻率.，其国际单位是欧・米，符号为dm.

(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.

方法总结

电阻的决定式和定义式的区别

R=p(

公式R号

电阻的决定式电阻的定义式

提供了一种测电阻的方法，并不说

说明了电阻的决定因素

区别明电阻与u和/有关

只适用于粗细均匀的金属导体和浓

适用于任何纯电阻导体

度均匀的电解质溶液

名典例精析

【典例3】(2022•全国•高三专题练习)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的

是()

A.加5V电压时，导体的电阻是5Q

串联电路并联电路

电流/=/|=/2=.=/nI=【l+I+…+/”

电压U=Ui+S+...+U〃U=U\=U2=...=U„

电阻T+j±

R=R[+R2+...Rn+

RR\R2'R„

fl_P2_P|/?l=P2/?2=...

功率_Pn

=P〃Rn

分配

。总=P|+P2+...+P〃

名典例精析

【典例5】（2022•北京•模拟预测）恒流源可为电路提供恒定电流/。。如图所示的电路中，R为定值电阻，电

流表、电压表为理想电表，导线电阻不计。调节变阻器先接入电路的阻值，记录电流表、电压表的示数并

依次记录在下表中。由数据可以判断（）

r~r~I—r0-^i

恒流源Rn也<-

LJ1

序号12345678

U(V)14.012.010.08.06.04.02.00

/(A)0.300.400.500.600.700.800.901.00

A.实验过程中此逐渐增大

C.恒流源提供的恒定电流/。为20OA

D.实验过程中恒流源输出功率不变

【答案】B

BC.由题意电流不变，且电阻R与勺两端电压相等，即

代入数据得

故B正确，C错误；

故选Bt,

【典例6】（2022•西藏・拉萨中学高三阶段练习）如图所示，当电路。、〃两端接入100V电压时，则c、d两

端输出电压为2OV；当电路°、△两端接入100V电压时，则a、b两端输出电压为50V。据此可知R/：处；

R3为()

ai,ii-oc

R\1R3

b。IIJI0d

RiR3

A.4：2：1B.2：1：1C.3：2：2D.1：1：2

【答案】A

【解析】当面端接入时，根据欧姆定律得

解得

当cd端接入时

解得

联立得

故A正确，BCD错误。

故选Ao

考点四电功、电功率电热、热功率

1.电功

(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功.

(2)公式：W=,/U=/3(适用于任何电路).

(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程.

2.电功率

⑴定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢.

(2)公式：尸=7=/U(适用于任何电路).

3.焦耳定律

(1)电热：由于导体的电阻，使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分叫电热。

焦耳定律是电流热效应的实验规任；凡是要计算电热，都应首选焦耳定律。

焦耳定律说明了有电阻才能产生电热，如果一段电路上的电阻R=0,这段电路上将无电热产生。如电流流

过超导体时。

(3)热功率

定义：单位时间内电流产生的热量。

：蠢方法总结

电功率P=IU和热功率P=FR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。拄=/2R.只有在纯电阻

电路中。电=尸热，/U=/2R=天才成立.

2.对于非纯电阻电路：户电=〃出+。灿，即2=产/?+尸共他，点（欧姆定律不适用）.

名典例精析

【典例7】（2022•上海・上外附中模拟预测）如图是电解硫酸铜溶液的装置示意图，图中电压表示数为U,电

流表示数为/,通电时间人则下列说法正确的是（）

CuSO4溶液

A.CuSCh溶液中的阳离子向铜板定向移动

B./U是电能转化成化学能的功率

C./S是这段时间内电路消耗的总电能

D./S是这段时间内产生的总焦耳热

【答案】C

【解析】A.由于铜板接电源的F极.因此CuSO」溶液中的阴离子向铜板定向移动,A错误:

BCD.该电路是非纯电阻性电路，/U是消耗电能的总功率，其中有一部分转化为化学能，还有一部分产生

焦％热，因此，是这段时间内电路消耗的总电能，而12村是这段时间内产生的总焦耳热，其余的才转化

为化学能，B、D错误，C正确。

故选C。

【典例8】（2022•全国•高三课时练习）某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，

部分技术参数如下表，电吹风在220V电压下工作。下列说法正确的是（）

额定电压220V

热风时：990W

额定功率

冷风时:now

电

热

丝

冷风

风吹

电吹

合时

都闭

、S?

关4

A.开

4A

流为

的电

热丝

通过电

热风时

B.吹

90W

率为9

的功

热丝

时电

热风

C.吹

】B

【答案

:

A错误

，故

热风

风吹

电吹

工作，

电热丝

合时，

?都闭

和、S

开关

】A.

【解析

为

功率

丝的

电热

风时

吹热

BC.

为

电流

丝的

电热

通过

；

错误

，C

正确

故B

阻为

阻，电

是纯电

电动机

D.若

。

错误

故D

0C,

于44

不等

内阻

，所以

纯电阻

机是非

但电动

B。

故选

析

障分

路故

五电

考点

量法

压测

1、电

，则这

针偏转

压表指

，若电

路并联

段与电

，再逐

压时

有电

联，若

电源并

压表与

：用电

的判断

点故障

（1）断

。

有断点

段电路

时，该

数为零

压表示

，若电

路并联

段与电

，再逐

压时

有电

联，若

电源并

压表与

：用电

的判断

路故障

（2）短

短路。

完全被