高考物理一轮复习 考点精讲 考点38 电路的基本概念及规律（原卷版）

考点38电路的基本概念及规律（核心考点精讲精练）1.5年真题考点分布电路的基本概念及规律2023·全国乙卷·T202022·北京卷·T92020·全国卷Ⅰ·T172020·浙江1月选考·T62019·浙江4月选考·T82.命题规律及备考策略【命题规律】近几年高考主要考查：电阻定律、焦耳定律、电路的串并联规律、电表的改装【备考策略】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.掌握串并联电路的特点，理解电表改装的原理.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．【命题预测】要注意电表的改装和非纯电阻电路的计算考向1电流的概念及表达式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I＝eq\f(q,t)一切电路q为时间t内通过导体横截面的电荷量eq\f(q,t)反映了I的大小，但不能说I∝q、I∝eq\f(1,t)I＝nqSv一切电路n：导体单位体积内的自由电荷数q：每个自由电荷的电荷量S：导体横截面积v：电荷定向移动速率从微观上看，n、q、S、v决定了I的大小I＝eq\f(U,R)金属、电解液U：导体两端的电压R：导体本身的电阻I由U、R决定，I∝U、I∝eq\f(1,R)（多选）（2022·福建·高考真题）我国霍尔推进器技术世界领先，其简化的工作原理如图所示。放电通道两端电极间存在一加速电场，该区域内有一与电场近似垂直的约束磁场（未画出）用于提高工作物质被电离的比例。工作时，工作物质氙气进入放电通道后被电离为氙离子，再经电场加速喷出，形成推力。某次测试中，氙气被电离的比例为95%，氙离子喷射速度为，推进器产生的推力为。已知氙离子的比荷为；计算时，取氙离子的初速度为零，忽略磁场对离子的作用力及粒子之间的相互作用，则（）A．氙离子的加速电压约为B．氙离子的加速电压约为C．氙离子向外喷射形成的电流约为D．每秒进入放电通道的氙气质量约为（2023·四川泸州·统考二模）通过某段圆柱形导体的电流大小为I，该导体中单位长度的自由电荷数为N，每个自由电荷带电量均为q。则导体中自由电荷定向移动速度v的大小为（）A． B． C． D．考向2欧姆定律和电阻定律的理解及应用1．电阻的定义式和决定式的比较公式R＝eq\f(U,I)R＝ρeq\f(l,S)区别电阻的定义式电阻的决定式提供了一种测电阻的方法——伏安法，R与U、I均无关说明了导体的电阻由哪些因素决定，R由ρ、l、S共同决定适用于任何纯电阻导体只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液2.对U­I、I­U图像的理解(如图甲、乙所示)(1)图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件。(2)在图甲中，图线上的点与O点连线的斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，Ra>Re。在图乙中，图线上的点与O点连线的斜率表示电阻倒数的大小，斜率越大，电阻越小，Rd<Rf。(3)随着I增大，图线b上对应的点与O点连线的斜率变小，电阻变小；随着U的增大，图线c上对应的点与O点连线的斜率变大，电阻变小。注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数。根据R＝eq\f(U,I)，电阻为图线上的点和原点连线的斜率或斜率的倒数。【特别提醒】几个易错警示(1)将同一导体不同截面接入电路时，导体的电阻可能是不同的，不要认为同一导体的电阻是一个定值，在表达式R＝ρeq\f(l,S)中，l是沿电流方向导体的长度，S是垂直电流方向的横截面积，ρ是材料的电阻率。(2)对线性元件：R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)；对非线性元件：R＝eq\f(U,I)≠eq\f(ΔU,ΔI)，即非线性元件的电阻不等于U­I图像某点切线的斜率。(3)某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：①导体的电阻率不变，因其由导体材料本身决定。②导体的体积不变，由V＝lS可知l与S成反比。③在ρ、l、S都确定之后，应用电阻定律R＝ρeq\f(l,S)求解。（多选）（2023·全国·模拟预测）图（a）是小灯泡L和电阻R的图像，将它们按图（b）所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W。再闭合开关S1，不考虑电源和电流表内阻，下列说法不正确的是（）A．灯丝的电阻随温度升高而增大B．电路的总电流为0.6AC．电源电压为2VD．当电源电压为3V时，电路总功率为3.15W（2023·天津静海·静海一中校考模拟预测）小怀同学希望利用电学方法对长度进行测量，电路图如下，其中电源电动势为6V，内阻为1，电流表量程为，内阻为1，有一长方体导体材料R，x、y、z方向上棱长分别为dcm、2cm、1cm，先将R沿x轴方向接入电路，电流表示数1A，再将R沿y轴方向接入电路，电流表示数2A，则下列说法正确的是（）A．B．沿x、y、z三个方向接入R，电源效率最大约为C．沿x、y、z三个方向接入R，电流表示数均不会超量程D．沿x、y、z三个方向接入R，R的功率最小为2W考向3串、并联电路的特点电流表、电压表的改装原理1．串、并联电路的特点串联电路并联电路电流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I2＋…＋In电压U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un电阻R＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)功率分配eq\f(P1,R1)＝eq\f(P2,R2)＝…＝eq\f(Pn,Rn)P1R1＝P2R2＝…＝PnRnP总＝P1＋P2＋…＋Pn2．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．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改装原理串联分压并联分流所需电阻阻值R＝eq\f(U,Ig)－RgR＝eq\f(Ug,I－Ig)改装后的量程U＝Ig(Rg＋R)I＝eq\f(R＋Rg,R)Ig校准电路（多选）（2023·全国·统考高考真题）黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12=3.0V，U23=2.5V，U34=－1.5V。符合上述测量结果的可能接法是（

）A．电源接在1、4之间，R接在1、3之间B．电源接在1、4之间，R接在2、4之间C．电源接在1、3之间，R接在1、4之间D．电源接在1、3之间，R接在2、4之间（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）如图所示是双量程电压表的电路图，已知电流表满偏电流，电阻，，当使用a、b两个端点时，量程为0～10V，则使用a、c两个端点时的量程是（）A．0～15V B．0～20V C．0～25V D．0～30V考向4电功、电功率电热、热功率1．电功和电热、电功率和热功率的区别与联系意义公式联系电功电流在一段电路中所做的功W＝UIt对纯电阻电路，电功等于电热，W＝Q＝UIt＝I2Rt；对非纯电阻电路，电功大于电热，W>Q电热电流通过导体产生的热量Q＝I2Rt电功率单位时间内电流所做的功P电＝UI对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电＝P热＝UI＝I2R；对非纯电阻电路，电功率大于热功率，P电>P热热功率单位时间内导体产生的热量P热＝I2R注意：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P电＝IU，热功率均为P热＝I2R.只有在纯电阻电路中P电＝P热，IU＝I2R＝eq\f(U2,R)才成立．2．对于非纯电阻电路：P电＝P热＋P其他，即IU＝I2R＋P其他，I≠eq\f(U,R)(欧姆定律不适用)．2.常见的纯电阻用电器：电阻、电炉子、白炽灯等；常见的非纯电阻用电器：电风扇、电动机、电解槽等。特别说明：电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件。【特别提醒】1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较2.关于非纯电阻电路的两点注意（1）当电动机通电卡住不转动时，电路应为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电能全部转化为内能；（2）只有在电动机转动时电路为非纯电阻电路，此时U＞IR，欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能。（2022·江苏·高考真题）如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为，，，，电源电动势，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（）A． B． C． D．（2023·湖北·模拟预测）如图所示，电源电动势E=12V，内阻，，直流电动机内阻，当闭合S和S1，断开S2时，调节滑动变阻器R1为某值时，可使电源输出功率最大，闭合S，S2，断开S1，调节R2为某值时，可使电源的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（电动机额定输出功率P0=4.5W），则下列判断正确的是（）A．电动机额定电流I=2AB．电动机两端电压为C．满足题意的R1，R2值分别为，D．满足题意的R1，R2值分别为，【基础过关】1．（2023·上海·统考模拟预测）如图所示，四个完全相同的灯泡，亮度最高的是（

）A． B． C． D．2．（2023·江苏南通·统考二模）家用水质检测笔可测量水的电导率，电导率是电阻率的倒数，它是判断水是否纯净的重要参数，则（）A．电导率的单位是B．温度变化，电导率不变C．检测笔示数越大，水越纯净D．检测笔插入水中前，示数为零3．（2023·浙江·绍兴一中校联考二模）好多同学在寝室熄灯后使用台灯继续学习至深夜，某同学使用如图所示的一款充电宝和一款台灯来照明，部分参数如下表所示，已知深夜学习需要6W以上的照明功率，则以下说法不正确的是（）充电宝部分参数如下：产品名称快充移动电源聚合物电池容量品牌输出输入产品颜色黑色/白色产品重量若干克产品尺寸台灯部分参数如下：产品名称米格台灯灯珠144颗额定电压最大电流内置电池容量其他功能亮度从开始连续调节A．充电宝输出功率可达B．台灯的最大功率为C．打开台灯后每颗灯珠的功率都为D．仅用这款台灯和这款充电宝充满一次电的情况下使用，不能保证周日至周五每晚小时的学习时间4．（2023秋·北京昌平·高三统考期末）利用热敏电阻在通以恒定电流（实验设定恒定电流为）时，其阻值随温度的变化关系（如图甲所示）可以制作电子温度计。把恒压直流电源、热敏电阻、可变电阻、电流表、电压表连成如图乙所示的电路。用热敏电阻作测温探头，把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易的电子温度计。下列说法正确的是（）A．电压较高时表示温度也较高B．该电子温度计表盘上温度的刻度是均匀的C．当热敏电阻的温度升高时，应将的阻值调大D．每升高相同的温度，热敏电阻的阻值变化均相等5．（2023春·陕西宝鸡·高一宝鸡中学校考期末）将内阻为的电动机和阻值为R的电炉，分别接入电压为U0的稳压电源两端，两用电器都正常工作，且流经用电器的电流都为I0。电炉的伏安特性曲线如图所示，则以下说法正确的是（）A．； B．；C．； D．；6．（2023·宁夏银川·银川二中校考一模）如图所示的并联电路中，保持通过干路的电流不变，增大的阻值。则正确的是（）A．和两端的电压不变B．通过的电流增大C．通过的电流不变D．并联电路上消耗的总功率增大7．（2023·全国·模拟预测）一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e，在棒两端加上恒定的电压U，金属棒内自由电子定向移动的平均速率为（）A． B．C． D．8．（多选）（2023秋·河北衡水·高三河北武邑中学校考期末）如图所示为两个量程的电压表原理图，定值电阻R1＝2.95×104Ω，R2＝1.2×105Ω，灵敏电流计内阻Rg＝500Ω，满偏电流Ig＝100μA，下列关于电压表量程的说法正确的是（）A．当使用O、A两接线柱时，量程为4V B．当使用O、A两接线柱时，量程为3VC．当使用O、B两接线柱时，量程为15V D．当使用O、B两接线柱时，量程为30V9．（多选）（2023·全国·高三专题练习）离地面高度5.0×104m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5.0×104m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3×105V，已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C，地球表面积近似为5.0×1014m2，则（）A．该大气层的等效电阻约为600ΩB．该大气层的平均漏电电流约为1.8×103AC．该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω·mD．该大气层的平均电阻率约为1.7×108Ω·m10．（多选）（2023秋·北京海淀·高三统考期末）将一个表头G改装成多量程的电流表，通常有两种连接方式。如图甲所示的连接方式称作开路转换式（其中电阻）。如图乙所示的连接方式称作闭路抽头式。两种连接方式在实际中均有使用，下列说法正确的是（

）A．开路转换式中，开关S接1时的量程大于开关S接2时的量程B．开路转换式中，若电阻发生变化，则开关S接1、2对应的两个量程都会发生变化C．闭路抽头式中，抽头3对应的量程大于抽头4对应的量程D．闭路抽头式中，若电阻发生变化，则抽头3、4对应的两个量程都会发生变化【能力提升】11．（2023·全国·模拟预测）三个电阻，，，将它们并联后加一恒定电压，电路如图所示。流过每个电阻的电流分别是、、，每个电阻两端电压分别是、、，则下列说正确的是（）A．B．C．若再并联一个的电阻，则并联的总阻值增大D．若减小的阻值，则电路中并联的总阻值减小12．（2023秋·北京朝阳·高三统考期末）如图所示，若x轴表示时间，y轴表示速度，则该图线下的面积表示位移，直线AB的斜率表示物体在该时刻的加速度大小。若令x轴和y轴分别表示其它物理量，则可以反映在某种情况下相应物理量之间的关系。下列说法正确的是（

）A．若电场方向平行于x轴，x轴表示位置，y轴表示电势，则直线AB的斜率表示对应位置处的电场强度大小B．若x轴表示时间，y轴表示穿过密绕螺线管的磁通量，则直线AB的斜率表示该螺线管产生的电动势大小C．若x轴表示流经某电阻的电流，y轴表示该电阻两端的电压，则图线下面积表示电阻的热功率D．若x轴表示时间，y轴表示通过导体横截面积的电荷量，则该图线下面积表示这段时间内电流所做的功13．（2023春·江苏镇江·高三统考开学考试）地磅工作原理图如图所示，地磅空载时变阻器滑片P位于A点，满载时滑片P位于B点，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法错误的是（）A．电压表两端电压与被测汽车的质量成正比B．若将一个电阻与电压表串联，可增大地磅量程C．若称量值偏小，可在上并联一个电阻进行校正D．电池长时间使用后，称量值会偏小14．（2023·北京·高三专题练习）用两个完全相同的灵敏电流计改装成两个量程不同的电流表，下列说法正确的是（）A．将两个电流表并联，指针偏角不同，量程大的示数大B．将两个电流表并联，指针偏角相同，量程大的示数小C．将两个电流表串联，两表示数相同，量程大的偏角小D．将两个电流表串联，两表示数相同，量程大的偏角大15．（2023·四川内江·统考三模）如图，用校准的两个电压表和分别测量串联电路中电阻R两端a、b的电压，两表的示数分别为和，由此可知，下列判断中正确的是（）A．a、b两点间的实际电压可能为B．a、b两点间的实际电压可能为C．电压表的内阻小于电压表的内阻D．电压表和电压表的内阻大小无法比较16．（2023·全国·二模）如图所示小灯泡的规格都相同，两个电路的电池也相同。乙图中每个小灯泡的亮度都明显比甲图中一个小灯泡暗，忽略温度对灯丝电阻的影响。关于甲、乙两个电路的比较，下列说法正确的是（）A．甲图中的路端电压大 B．甲图中的干路电流大C．甲图中电源的总功率大 D．甲图中电源的效率小17．（2023·浙江·校联考模拟预测）如图所示为美团的电单车，美团电单车的电池铭牌上标有“48V

10A·h”字样，正常工作时电动机额定功率为250W，电池输出电压为40V。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其他部件的摩擦损耗。有一次小厉同学骑着电单车在平路上匀速行驶，小厉同学和车的总质量为100kg，阻力为总重力的0.04倍，重力加速度，则下列判断正确的是（）A．正常工作时，电动机额定电流约为5.2AB．充满电后电池储存的能量约为C．电池的内阻约为1.3ΩD．电单车匀速行驶时的速度为22.5km/h18．（2023·浙江杭州·校联考二模）如图是某一吸油烟机的用电参量铭牌，对此下列说法正确的是（

）A．抽油烟时电动机的输出功率为200WB．主机和照明全部工作情况下的工作电流约为1.05AC．图中电容为，则在220V电压下电容约为D．额定频率为50Hz，即额定功率下，电机每秒钟转动50转19．（2023秋·北京朝阳·高三统考期末）某电子秤的原理简图如图所示。AB为一均匀的滑动变阻器，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，轻质弹簧上端与P1及秤盘底部相连，下端固定。弹簧原长时P1、和P2均指在A端。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上就能显示出被称物体的质量。已知弹簧的劲度系数为k，托盘质量为，电源电动势为E，内阻不计。重力加速度为g。在托盘上未放物体时需要先校准零点，即未放被称物体时电压为零。则（

）A．校准零点时，不需要移动滑动头P2B．校准零点时，两滑动头间的距离为C．滑动头P1滑至B端时，被称物体的质量为D．被称物体的质量m与两滑动头间电压U的关系为20．（多选）（2023·浙江金华·校联考一模）如图所示是某吊扇的相关参数，测得吊扇正常匀速转动时排风量为Q＝720m3/h，扇叶附近的风速为v＝14.1m/s，电机内阻R＝496Ω，g＝10m/s2，不计空气阻力，以下说法正确的是（）A．启动过程消耗的电能等于扇叶和空气的动能增加量B．正常工作时吊扇电机的发热功率为24WC．正常工作时电机的输出功率为24WD．正常工作时天花板对吊杆的拉力约为46.6N21．（多选）（2023·广东汕头·统