寒假复习：恒定电流（教师版）-2025年高二物理寒假专项提升（人教版）

第05讲恒定电流（复习篇）

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成考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢

国重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺

★难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升

B提升专练：真题感知+提升专练，全面突破

◊》考点聚焦-----------------------------------------------

6重点专攻-----------------------------------------------

知识点1：电源和电流

1.电源

（1）电源可使导线中的自由电子在静电力作用下发生定向移动形成电流；

（2）电源能“搬运”电荷，保持导线两端的电势差，从而使电路中保持持续的电流；

2.恒定电流

（1）方向：规定为正电荷定向移动的方向；外电路：电流从高电势—低电势；内电路：负极->正极;

（2）电流有大小，有方向，但电流是标量；

（3）三个公式的比较

表达式适用范围

定义式一切范围

决定式纯电阻电路

微观表达式〃:单位体积内电荷的数目；5:导体的横截面积；1，电荷的定向移动速率

知识点2:电阻

I.电阻

（1）物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大.

（2）决定因素：①长度：②横截面积；③温度；④材料；

（3）两个表达式

表达式适用范围区别

定义

纯电阻电路提供了一种测量电阻的方法，并不能说明电阻R与U和1有关

式

决定粗细均匀的金属导体和

电阻的决定因素

式浓度均匀的电解质溶液

(4)电阻率与温度的关系

①金属：电阻率随温度的升高而增大.②非金属：电阻率随温度的升高而减小.

知识点3：电功、电功率和焦耳定律

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

对纯电阻电路，电功等于电热，W=o=uit

旦功电流在一段电路中所做的功

W=Pt=I-Rt；对非纯电阻电路，电功大于电热，W

口热电流通过导体产生的热量Q=/2Rt>Q

w对纯电阻电路，电功率等于热功率，。电=「热

电功率单位时间内电流所做的功P=U1,P=y

=U/=/2R：对非纯电阻电路，电功率大于热

热功率单位时间内导体产生的热量P=FR功率，尸电〉尸络

2.丰纯电阻电路的分析方法

(1)弧住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流加是解决所有问题的关键.若能求出UM、IM，就能确定

电动机的电功率P=UM/M，根据旦流/M和电动机的电阻尸可求出热功率P「=&r,最后求出输出功率P出=

P-Pr.

⑵坚持“躲着”求解UM、/M：首先，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确

定相应的电压或电流.然后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电

流.

(3)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转化的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用“电功=电热+其

他能量”寻找等量关系求解.

知识点4：电源电动势

I.电动势

(1)电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。例如：干电池、蓄电池、发电机等；

w

①计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，£=§：

②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电

路时两极间的电压.

2.电动势和电势差的区分

项目电动势E电势差U

物理意义非静电力做功，其他形式的能转化为电能静电力做功，电能转化为其他形式的能

定义式F=—,W为非静电力做功U=—,W为静电力做功

qq

单位伏特(V)

联系氏U内+U外，电动势等于未接入电路时两极间的电势差

3.电源的内阻

（1）定义：电源内部是由导体构成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内阻;

（2）决定因素：由电源本身的特点决定。一般来说，新电池电阻小，旧电池电阻大;

知识点5：电源输出功率和电源的效率问题

1.电源的输出功率和电源效率的匕较

电源总功率任意电路：产总=口=产出+尸内

P出P_£

£2P出与外电><Hni

尸、？.4r

电源内部消死电阻电止i：尸电一/（农十厂）-R+.

阻R的关系

耗的功率0

户内=-r=p的一。出

任意电路：〃=*xlOO%=增xlOO%

任意电路：

电源的输出P^=UI=P&-P^

电源的效率

功率R

纯电1批电路：P出一IR—（R+厂）2纯电限电路：“一R+7100%

2.电源输出功率的极值问题的处理方法

对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变

化规律来求解.但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条

件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大.假设一电源的电动势为E,内阻为广，外电

E2R

2

路有一可调电阻上电源的输出功率为：P出=/R=2

(R+r)2-(R-r),,

—R—+4「

由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R的变化关系为:

电源的输出功率最大,为Pm点;

（2）当时，随着R的增大，电源的输出功率越来越小;

（3）当RV/•时，随着R的增大，电源的输出功率越来越大；

（4）当尸出时，每个输出功率对应两个外电阻阻值4和&，且

知识点6：串并联电路的特点

与纵轴交点表示电源电动势E,与横过坐标轴原点，表示没有电压时电流为

截距

轴交点表示电源短路电流

坐标U、/的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率

坐标U、/的比值表示外电阻的大小表示该电阻的大小

若图象为过原点的直线，图象斜率表示

斜率（绝对值）电源电阻厂的大小

电阻的大小

两曲线在同一坐

表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压

标系中的交点

3难点强化----------------------------------------------------

（说明：针对难点进行归纳总结）

【典例1】（2324高一下•河北衡水・期末）某款手机搭载了一块5000mA-h的电池，若用充满电后的该手机

观看视频，可连续观看12个小时，则观看视频时电池的平均放电电流约为（）

A.0.35AB.0.42AC.0.48AD.0.55A

【答案】B

【详解】因为5000mAh=5A・h

故选Bo

【答案】C

故选C。

A.2.8倍B.3.7倍C.4.2倍D.5.5倍

【答案】B

故选Bo

强化点二电流的微观表达式的应用

（I）准确理解公式中各物理量的意义,式中的v是指自由电荷定向移动的速率,不是电流的传导速率，也不是电

子热运动的速率。

（2）对I=〃eSv,若n的舍义不同,表达式的形式也不同。

【典例2】（多选）（2324高二下•甘肃酒泉•期末）如图所示，矩形薄片霍尔元件处于与薄片垂直、磁感应

强度大小为8的匀强磁场中。当元件通有大小为/,方向如图所示的电流时，在M、N间出现霍尔电压

已知薄片内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，薄片的厚度为d,N间距离为力，P、。间距离为上，

则下列说法正确的是（）

A.形成电流的电子定向移动方向为P3QB.M表面电势低于N表面电势

【答案】BC

B.由左手定则知，电子向历表面偏转，“表面电势低于N表面电势，故B正确；

故选BCo

【变式21］（2324高二上•安徽宣城•期末）如图，一段通电直导线的横截面积为S,长度为L,电阻率为p,

单位体积内自由电子个数为〃，自由电子定向运动的速率为v，电子的电荷量为e。则下列说法正确的是（）

【答案】C

【详解】A.时间，内通过某一截面的电荷量占〃ewS

故选C。

【变式22］（2324高二上•天津•期末）如图所示，一根均匀的金属导体棒在电场的作用下，其内部的自由

电子沿轴线方向做速度为-的匀速直线运动。若棒横截面枳为$，单位长度上可以自由移动的电子个数为〃，

已知一个电子的电荷量为e，则通过导体棒电流的大小（）

八㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀e）

㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀J

【答案】A

故选A。

强化点三电阻定律的理解与应用

（2）一定几何形状的导体，当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由V=SL可知L和S

成反比,这是解决有关电阳变化问题的关键。

【典例3】（2324高二上•贵州毕节・期末）如图所示，一长方体的金属导体，三边〃、8和c的长度之比为1：

2：3。分别沿着三边方向对导体施加相同的电压，流过导体的电流之比为（）

A.10203B.10409C.90401D.360904

【答案】D

故选Do

【变式31］（2324高二上•浙江湖州•期末）如图所示，一块均匀的长方体样品，长为〃、宽为反厚为c,

若沿着人8方向测得的电阻为R,下列说法正确的是（）

【答案】D

故选D。

强化点四纯电阻电路的电功和电功率

在纯电阻电路中，解答电功率问题时应注意以下两点

一是求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，要明确是正比关系还是反比关系;

二是注意额定值问题。

（1）电源的电动势E和定值电阻&;

（2）图线A8从A状态变化到8状态的过程中，滑动变阻器鸟阻值的变化范围：

（3）当凡的阻值为多大时，凡消耗的功率最大？最大功率为多少？

【变式41］（2223高二上•上海浦东新­期末）一个用半导体材料制成的电阻器D,其电流/随它两端电

压U变化的关系图像如图（。）所示，将它与两个标准电阻勺、R2组成如图S所示电路，当电键S接通

位置1时，三个用电器消耗的电功率均为P。将电键S切换到位置2后，电阻器D和电阻R/、R?消耗的电

功率分别是尸小Pi、P2,下列关系中正确的是（）

故选CA

~（8）-----------11------------

Ri£=12V

——^

A.R|B.R2C.%D.R4

【答案】A

故选A。

强化点五非纯电阻电路的电功和电功率

（1）无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电功均为W=UIt,电功率均为P=UI,电热均为Q=FRt,热功率均为

P=I2RO非纯电阻电路W>Q,PQPM

（2）非纯电阻电路中“电功=电热+其他能量”即怛Q+W风也。

（3）电动机是非纯电阻电路，转子卡住不转用此时电动机为纯电阻电路.

【典例5】（2324高二上•重庆九龙坡•期末）随着人工智能的发展，机器人用于生产生活中的场景越来

越普遍。如图为某款配送机器人内部电路结构简化图，正常工作时电源输出电压为35V,输出电流为4A,

内阻不可忽略。整机净重30kg,在某次配送服务时载重20kg,匀速行驶速度为1.2m/s,行驶过程中受到的

阻力大小为总重力的0.2倍。不计电动机的摩擦损耗，g=10m/<2,则下列说法正确的是（）

A.正常工作时电源的总功率为MOWB.匀速运行时的机械功率为140W

C.该电动机的线圈电阻为1.25QD.该机器人内部热功率为20W

【答案】C

由于电源的内阻不可忽略，所以正常工作时电源的总功率大于电源的输出功率，故A错误;

故选C。

【变式51］（2223高二上•重庆南岸•期末）小明同学在玩一个会发光的电动玩具汽车时，发现了一-个现

象：启动电源，电动机正常工作，车轮正常转动，当不小心卡住车轮时，车灯会变暗。玩具汽车的简化电

路如图所示，电源电动势£=10V,/=2Q,车轮电动机的额定电压U/=6V,额定功率P.w=6W,线圈电阻R.xlC。

则:

⑴玩具汽车正常工作时，流过灯泡的电流；

⑵玩具汽车被卡住后，流过灯泡的电流；

⑶玩具汽车卡住前后，灯泡消耗功率的减少量。

【答案】（1）1A

（2）0.5A

（3）4.5W

（1）流过电动机的电流；

（2）太阳能电池的内电阻；

强化点六两种U-I图像

电源和电阻的UI图线在同一个坐标系中，如下图所示，直线A代表电源的UI图线，曲线B代表某电阻的UI

图线，两条图线的交点⑴，Uo）的含义是:对电阻，代表流过电阻的电流及它两端的电压；对电源，代表电源

的输出电流及路端电压。

【答案】D

故A错误；

注意内阻并不等于曲线I在M点切线的斜率绝对值，故B错误；

故选Do

【变式61］（多选）（2324高二上•内蒙古呼和浩特•期末）如图甲所示的电路中，飞是滑力变阻器，&

是定值电阻。将飞的滑动触头调节至最左端，闭合开关S,调节用的阻值，得到电压表V1、4和相应的电

流表A的多组数据，用这些数据在同一U/坐标系中描点、拟合作出图像如图乙所示。当飞的滑片向右移动

时，电压表V］和V?的示数的变化大小为Aq和AU?,电流表A的示数的变化大小为A/,已知电压表、电流

表均为理想电表，则下列说法正确的是（）

【答案】BC

选项B正确；

D.将R2等效为电源内阻，则ry小，-+R2=5Q

故选BCo

A.电源1与电源2的内阻之比是2:3

B.电源1与电源2的电动势之比是1:1

D.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是8:5

【答案】BC

故A错误、B正确；

故选BCo

强化点七含容电路的分析与计算

电容器是一个储存电能的元件。在直流电路中，当电容器充、放电时电路中有电流，一旦电路达到稳定状态,

电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，电容器所在处看

作断路。分析电路时需注意以下几点：

（1）当电容器和用电器并联并接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联的用电器两端的电压相等。

（2）电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充（放）电，要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。

（3）由于电路的变化，电容器两极板的电荷量会发生变化,甚至极板.上电荷的电性也会改变。

【典例7】（2024•湖北黄冈•模拟预测）如图所示，在平行板电容器中固定一个带负电质点P,电容器下

极校接地，电源电动势和内阻分别为E和r，电流表和电压表均视为理想电表，电压表和电流表示数为。和

I.当滑动变阻器6的滑片向人端移动时，下列说法正确的是（）

C.4消耗的电功率变大D.电源的输出功率一定减小

【答案】B

可知电压表示数变小，故AC错误；

D.当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，则由于外电阻的电阻以及，•的具体数据未知，则无法判断电源

的输出功率变化情况，故D错误。

故选Bo

【变式71］（2024•河北保定•一模）如图所示的电路，电源的内阻为心定值电阻甲的阻值为，，乙的阻

值与灯泡的阻值相等，电容器的电容为C,当加闭合、S：断开，稳定后，灯泡的功率为P,电容器的带电

量为Q，忽略灯泡阻值的变化，下列说法正确的是（）

C.当“闭合，在S2断开与S?闭合两种稳定情况下，灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的

比值的绝对值为2-

【答案】C

故A错误；

故B错误；

故D错误；

故灯泡两端电压的变化量与电阻甲中电流的变化量的比值的绝对值为2r，故C正确。

故选Co

【变式72］（2324高二上•山东济宁•期末）如图所示，电路中电源电动势E=3V,内阻r=l。，Ri、R2均

为电阻箱，电阻箱砧调节范围是0~5Q,此调节范围是0~3（1，平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关

S,调节电阻箱，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，R尸2dZ?2=3QO下列说法正确的是

()

A.油滴带正电B.断开开关S前后，流过R/的电流方向相反

C.减小心的阻值，油滴将向.上运动D.将我/由2。调至5Q,电容器两极板间的电压增加了0.5V

【答案】D

【详解】A.电容器上极板与电源正极相连，带正电，下极板带负电，电容器中的电场方向竖直向下。根据

油滴静电力和重力平衡，可知油滴所受静电力所受静电力向上，故油滴带负电。故A错误；

B.如图所示，取与两端两个点A和4

断开开关S前，流过昭的电流方向从A到瓦断开开关S后，电容器放电，流过Q的电流方向也是从A到

B.断开开关S前后，流过Q的电流方向相同。故B错误；

C.减小&的阻值，电容器两端的电压不变，油滴仍静止不动。故C错误；

故选Do

◊》提升专练----------------------------------------------------

1.（2024•广西•高考真题）将横截面相同、材料不同的两段导体。、右无缝连接成一段导体，总长度为

1.00m,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离.1

的变化关系如图乙，则导体4的电阻率之比约为（）

A.2:3B.2:1C.5:3D.1:3

【答案】B

故选Bo

（1）MN间电阻R的变化范围；

3.（2024•江苏•高考真题）如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为〃，倾角为仇斜面长为小一个质量为

加的物块（可视为质点）在电动机作用下，从斜面底端A点由静止加速至B点时达到最大速度也之后做匀

速运动至。点，关闭电动机，物块恰好到达最高点重力加速度为g，不计电动机消耗的电热。求：

（1）C7）段长*

（2）8c段电动机的输出功率尸；

（3）全过程存储的机械能0和电动机消耗的总电能及的比值,

一、单选题

1.（2024•浙江金华•一模）下图是根据飞机升降时机翼受力的原理设计的装置，用于监测河水流速的变

化。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电动势为4.8V,内

阻不计，理想电流表量程为0~0.6A,理想电压表量程为0~3V,定值电阻Q阻值为6。，滑动变阻器R2的规

格为“20Q1A”。闭合开关S,随着水流速度的改变，下列说法正确的是（）

s'?*

I--0-1----连杆

A.当水流速度增大时，电流表的示数变小

B.当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比变大

C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2CT15Q

D.电阻R/的电功率的变化范围为0.54W~2.16W

【答案】D

可知电流增大，电流表的示数增大，A错误；

可知，电压表与电流表的示数之比减小，B错误；

理想电压表审程为0~3V,所以，滑动变阻器的最大电阻为

可得，

所以滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Q-10Q,C错误:

可得

D正确。

故选D。

B.电源内阻为0.5C

C.小灯泡L接入电源时的电阻为L5C

D.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125W

【答案】D

代人题图直线团中数据有

故AB错误；

故C错误，D正确。

故选Do

3.（2024•辽宁•模拟预测）如图所示，长方体金属块的长、宽、高均分别为〃、b、c,电源的电动势

为E,内阻为「，通过理想电流表A的示数为/,则该金属块的电阻率为（）

【答案】B

故选Bo

4.（2024•广东•三模）在如图甲所示的电路中，定值电阻。R/=4C、R2=5Q,电容器的电容C=3",电源

路端电压U随总电流/的变化关系如图乙所示。现闭合开关S,则电路稳定后（）

A.电源的内阻为2C

B.电源的效率为75%

C.电容器所带电荷量为1.5X10SC

D.若增大电容器两极板间的距离，电容器内部的场强不变

【答案】C

故A错误;

故B错误;

故C正确;

B.太阳能电池的内阻为3c

【答案】C

故A错误;

故B错误;

故C正确；

故D错误。

故选Co

6.（2024•内蒙古赤峰・一模）太阳能电池板在光照时将光能转化为电能即为光伏发电。太阳能电池板作

为电源，其路端电压与干路电流的关系如图中的曲线所示，太阳能电池板负载的U/图线为图中倾斜直线。

当太阳能电池板给负载供电时，下列说法正确的是（）

UN

01.002.003.007/mA

A.太阳能电池板的效率约为50%

C.太阳能电池板的内阻约为IkQ

D.太阳能电池板的内阻消耗的功率约为L8W

【答案】B

故A错误；

故B正确；

CD.由图可知路端电压与干路电流的关系图线为曲线，则太阳能电池板负载的内阻是变化的。故无法计算

太阳能电池板的内阻和内阻消耗的功率，故CD错误。

故选Bo

二、多选题

7.（2024•四川・模拟预测）如图所示是利用霍尔效应测量磁场的传感器，由运算芯片LM393和霍尔元件

组成，LM393输出的时钟电流（交变电流）经二极管整流后成为恒定电流/从霍尔元件的4端流入，从尸

端流出。磁感应强度为4的匀强磁场垂直于霍尔原件的工作面水平向左，测得CQ端电压为已知霍尔元

件的载流子为自由电子，单位体积的自由电子数为〃，电子的电荷量为e,霍尔原件沿A尸方向的长度为4,

沿C。方向的宽度为4,沿磁场方向的厚度为儿下列说法正确的是（）

A.C端的电势高于。端

B.若将匀强磁场的磁感应强度减小，C。间的电压将增大

【答案】AD

【详解】A.已知霍尔元件的载流子为自由电子，电流方向从A流向F,则左手定则可得电子偏向。端，则

。端的电势高于。端，故A正确

若将匀强磁场的磁感应强度减小，CO间的电压将减小，故B错误

故C错误

故D正确.

故选AD。

8.（2024•贵州•模