2026年高考物理一轮考点复习电阻定律欧姆定律焦耳定律及电功率（学生版+解析）

第19讲电阻定律欧姆定律焦耳定律及电功率

学习目标

I、理解电流概念，并会用微观表达式求电流。

2、理解电阻定律和欧姆定律，并能利用其计算电阻。

3、理解电功率和焦耳定律，并会计算纯电阻和非纯电阻的热功率等问题。

夯实基础

考点一对电阻、电阻定律的理解和应用

1.电阻

(1)定义式：/?=J.

(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小.

2.电阻定律：R='.

3.电阻率

(1)物埋怠义：反映导体导电性能的物埋量,是导体材料本身的属性.

(2)电阻率与温度的关系

①金属的电阻率随温度升高而增大；②半导体的电阻率随温度升高而减小；③超导体：当温度降低

到绝对零度附近时,某班材料的电阻率突然减小为零,成为超导体.

4.电阻与电阻率的区别

(I)电阻是反映导体对电流睡作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大一电阻率是反

映制作导体的材料导电性能好坏的物理量,电阻率小的材料导电性能好.

(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的

导体对电流的阻碍作用不一定小.

(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.

5.电阻的决定式和定义式的区别

公式

R号

区别电阻的决定式电阻的定义式

说明了电阻提供了一种测定电阻的方法，并不说明电

的决定因素阻与U和有关

只适用于粗细均匀的金属导体和浓度适用于任何

均匀的电解质溶液纯电阻导体

考点二对欧姆定律及伏安特性曲线的理解

L/=¥与R=’的区别

(1)/=系是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流/与电压U成正比,与电阻K成反比.

(2)公式尺=与是电阻的定义式，它表明了•种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电反成正比,

跟电流成反比

2.对伏安特性曲线的理解

(1)图1甲中的图线。、b表示线性元件，图乙中的图线c、d表示非线性元件.

(2)图象的斜率表示电阻的倒投，斜率越大，电阻越小，故凡至凡(如图甲所示).

(3)图线c的电阻随电压的增大而减小，图线d的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示).

甲乙

(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻.

考点三电功、电功率、电热与热功率

1.电功

(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功.

(2)公式：W="="%(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

(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢.

IV

(2)公式：尸=7=这(适用于任何电路).

3.焦耳定律

(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比.

(2)公式：。=产式.

4.电功率P=/U和热功率尸=尸/?的应用

(1)不论是纯电阻还是非纯电住，电流的电功率均为P，u=U/,热功率均为P热=/比

(J-

(2)对于纯电阻而言：PyP*=IU=FR=F\

y2

(3)对于非纯电阻而言：P-u=IU=+Pntfa=I2R+Pttfe.

考点四电流的微观解释和表达式的应用“柱体微元”模型

带电粒子在外加电场的作用下，形成定向移动的粒子流，从中取一圆柱形粒子流作为研究对象，即

为“柱体微元”模型.

设柱体微元的长度为3横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为〃，每个自由电荷的电荷量为心

电荷定向移动的速率为y，则：

(1)柱体微元中的总电荷量为Q=〃L5。/.

(2)电荷通过横截面的时间f=5.

⑶电流的微观表达式/=号=〃心

例题精析.

［例题1］超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。

超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度左和临

界磁场强度”c。临界温度左是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导

态的温度。临界磁场强度从、描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过

该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度"C与热力学温度

r的关系为从=Heo［1一0)2卜式中"C。是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说

法正确的是()

A.若温度低于足，超导体一定处于超导态

B.若温度逐渐升高但不超过女，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态

C.若外加磁场强度大于月co，目.温度低于左，则超导体处于超导态

D.若外加磁场强度小于风力，且温度高于左，则超导体处于超导态

［例题2］闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下方的地面会

感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到&）=5xl（）5v/m时击穿空气，发生短

时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离h=lxKPm,该云朵与地面间的电

场强度恰好达到&）时发生闪电，放电电流随时间变化的简化函数图像如图所示。假设该次放电

将云朵所带电荷全部放掉，云朵和地面构成的电容器可视为理想的平行板电容器。下列说法不

正确的是（）

A.这次放电释放的总电荷量Q=5C

B.这次放电过程中的平均电流/=5x104A

C.该等效电容器的电容值C=1x10-8F

D.放电前该电容器存储的电能£=2.5X109J

［例题3J北京正负电子对撞机的储存环是半径为/?的圆形轨道，环中的几个电子以速度u定向运动,

己知电子的电荷量为6,个电子形成的电流为（）

［例题4］如图所示为小灯泡通电后其电流/随电压U变化的图像，。、。为图像上两点，坐标分别

为（S,刀）、（S,/2）,PN为图像上。点的切线。下列说法正确的是（）

A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小

B.当小灯泡两端的电压为以时，小灯泡的电阻R=?

*1

c.当小灯泡两端的电压为仿时，小灯泡的电阻R=

D.当小灯泡两端的电压为S时.，小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小

［例题5］通常积雨云层上部带正电荷，下部带负电荷，地面就感应出大量正电荷，形成一个强大的

电场，云与地面间的空气层就会被击穿，发生云地闪电，如图甲。某片积雨云层与大地上一凸

起建筑物间电场的电场线分布如图乙，M、N是电场中三点，PM=MN,则（）

甲J

A.P、M,N三点的场强大小为EP<EM<EN

B.P、M点间的电势差UPM大于M、N点间的电势差UWN

C.电子在产点电势能大于在N点的电势能

D.闪电发生时，，放电电流由积雨云层指向地面凸起建筑物

［例题6］如图所示为某科研小组研制的悬球式加速度仪，它可用来测定沿水平轨道运动的列车的加

速度。•金属球系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在。点。A8是•根长为L=10cm的均

匀电阻丝，金属丝与电阻丝接触良好，且摩擦不计。电阻丝的中心。处焊接一根导线，从。

点也引出一根导线，两线之间接入一个零刻度在中央、晨程合适的理想电压表，金属丝和导线

电阻不计。图中虚线OC与电阻丝AB垂直，其长度h二5cm,电阻丝接在电压为U=1OV

的直流稳压电源上，重力加速度g=10m/s2,整个装置固定在列车中，使A8沿着前进的方

向。列车静止时，金属丝处于竖直方向。当列车向右做匀加速运动时，金属丝将偏离竖直方

向，电压表示数为负值，下列说法正确的是（）

A.若电压表示数为正值时，该列车可能向左做匀减速运动

B.此装置能测得的最大加速度为20m/s2

C.当列车以5m/s2的加速度向右运动时，金属丝将向左偏离轻直方向45。

D.当电压表的示数为2V时，列车的加速度大小为4m/s2

［例题7］某型号小电风扇铭牌上的主要参数如图所示。当在小电风扇上加2V电压时，小电风扇不转

动，测得通过它的电流为0.4A,根据题中和铭牌上提供的信息可知（）

FS-69电风扇

规格100mm

额定电压6V

额定功率2.4W

A.小电风扇的内阻为5。

B.当在小电风扇上加16V电压时通过的电流为1.2A

C.小电风扇正常工作时的机械功率为2.0W

D.小电风扇正常工作时的热功率为0.4W

［例题8］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，其中材料相同的金属导体

制成截面为正方形，电阻仅与导体的长、宽、高中一个因素有关，把与电阻无关的另外两个因

素的尺寸做成微型。如图所示的集成电路中有两块方形金属导体修、R2是并联关系，上下表

面均为正方形，勺的上、下表面面积大于R2的上、下表面面积，R/的厚度侪小于R2的厚度

〃2,闭合开关稳定后，下列说法正确的是（）

A.Q、&的电阻相等

B.R/的功率小于的功率

C.若R/、R2沿竖直方向接入电路，电阻是不变的

D.%、&的厚度变化，制造成微型不会影响其电阻

题型专炼

题型1电流定义式的应用

1.已知氢原子核外电子在基态运行的周期约为2X10T6S,电子电荷量的值为1.6x10-19（：,电

子在第一激发态的半径是基态半径的4倍。电子在第一激发态做圆周运动形成的电流约为

（）

A.0.1mAB.0.3mAC.0.8mAD.8mA

2.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更

加深刻的理解其物理本质。一段长为/、电阻率为p、横截面积为S的细金属直导线，单位体

枳内有〃个自由电子，电子电荷量为e、质量为机。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运

动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子

的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若

电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为鼠下列说法不百触的是

（）

A.比例系数k=nep

B.当该导线通有恒定的耳流/时导线中自由电子定向移动的速率u=<

C.比例系数k与导线中自由电子定向移动的速率V无关

D.金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功

大小相等

3.心脏除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过

心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动的仪器。如图所示是一次心

脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为l5pF,充电后电容器的电压为4.0kV,如

果电容器在2.0ms时间内完成放电，下列说法正确的是（）

A.放电之前，电容器存储的电荷量为6xlO4C

B.放电过程中通过人体的电流平均值为30A

C.放电之后，电容器的目容为零

D.放电之后，电容器的电压仍为4kV

题型2电流微观表达式的应用

4.一根横截面积为S的铜导线，通过的电流为/,已经知道铜的密度为〃，铜的摩尔质量为M,

电子电荷量为e，阿伏加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由

电子定向移动速率为（）

A°B.%C.&D.3

pN^SepSeMpSeMp

5.1916年，斯泰瓦和托尔曼发现不带电的闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴转

动，在转速变化时，线圈中会有电流通过。这一现象可解释为：当线圈转速变化时，由于惯

性，自由电子与线圈有相对运动。取金属线圈为参照物，正离子晶格相对静止，由于惯性影

响，可等效为自由电子受到一个沿线圈切线方向的“力叩/，但正离子品格对自由电子的作用力

B不允许自由电子无限制地增大速度，修和后会达到平衡，其效果是自由电子相对金属线圈

有定向运动。已知B与线圈角速度的变化率。成正比，巴与自由电子相对正离子晶格的速度

成正比。下列说法正确的是（）

A.若线圈加速转动，4越小,电流越大，且方向与线圈转动方向相反

B.若线圈加速转动，a越小,电流越小，且方向与线圈转动方向相同

C.若线圈减速转动，a越大,电流越大，且方向与线圈转动方向相同

D.若线圈减速转动，〃越大,电流越小，且方向与线圈转动方向相反

6.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速

度为零，经加速后形成横截面积为5、电流为/的电子克。已知电子的电荷量为e、质量为

〃?，则在刚射出加速电场时，一小段长为△/的电子束内的电子个数是（）

题型3电阻定律的应用

7.交流电存在趋肤效应。趋肤效应指的是，当交流电流经导体时，电流主要分布在导体的表层区

域，这种现象导致导体的有效导电横截面积减少，进而使得电阻值上升。•些高压输电导线由

6根相同的相互绝缘的子导线并联组合而成，这种设计H勺意图在于扩大导线的有效导电横截面

积。假设趋肤深度保持恒定，并且远小于导线的半径，电流几乎完全在导线的最外层表面流

动。若单根粗导线的横截面积与6根子导线横截面积之和相等，则相同长度粗导线的交流电阻

是6根子导线交流电阻的()

A.电倍B.几倍C.3倍D.6倍

8.人体接触高压线极其危险，如图所示小鸟站在一条通电的铝质裸露的高压线上却平安无事。小

明为搞清楚其中的原因，杳阅相关数据知：导线横截面积为150mm2,导线上通过的电流为

350A,鸟两爪间的距离为5cm,铝的电阻率为3x10“Q.m。结合数据分析正确的是

()

A.小鸟的双脚绝缘，没有电流通过小鸟，所以小鸟不会触电

B.小鸟两脚间的输电线目阻约为1.0x107。

C.小鸟两脚间电压约为3.5xl(T3V

D.小鸟两脚间电压约为3.5xI。-，v

9.DNA分子由于•其独特的序列可编程性以及在某些条件下表现出的导电性，而被应用于传感器

的制作中。如图所示是郑州大学的对某DNA链的导电性进行的研究，根据实验数据，下列说

法正确的是()

A.(a)图中,在-40niV到40mV范围内，该DNA链的电阻没有明显变化

B.(b)图中，在-20mV到2()mV范围内，并联的DNA链的电阻没有明显变化

C.(b)图中，在-20mV到20mV范围内，联的DNA链的电阻约为I40Q

D.在探究DNA分子的导电性时，为减小实验误差，应该加较大的电压，并长时间通电

/?=Y=2x106。故AC错误，B正确;

题型4欧姆定律及伏安特性曲线的综合应用

10.将横截面相同、材料不同的两段导体k、G无缝连接成一段导体，总长度为LOOm,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x的变

化关系如图乙，则导体〃、G的电阻率之比约为（）

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

11,（22-23高三下•北京海淀区•）根据欧姆定律/=1串联电路总电阻夫=勺+氏2+…、并联电路总

电阻合擀+擀+…，通过逻辑推理就可以判定在材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正

比，与横截面积成反比。现在要求在这两个结论的基础上，通过实验探究导体的电阻与材料的

关系。选择。、h两种不同的金属丝做实验，关于这个实验的下列哪个说法是正确的（）

A.所选的〃、〃两种金属丝的长度必须是相同的

B.所选的外〃两种金属丝的横截面积必须是相同的

C.所选的〃、〃两种金属丝长度和横截面积都必须是相司的

D.所选的公〃两种金属丝长度和横截面积都可以不做限制

12.如图甲所示，电动势为0.10V的电池连接一只电流表，两者的内阻忽略不计。电池的一端连接

长度为1.0m导线的右端，电流表的另一端接上导线的其一点，x为接点与导线左端的距离，

导线由一段金属线1（电阻率为5.6x10-8Q-m）和一段金属线2（电阻率为2.8xIO"。-m）

串接而成，它们的横截面积相同。由电流表测得的电流/,所推得的电路总电阻R和x的图像

如图乙所示，下列说法正确的是（）

期（10一3。）

导线

图甲

A.导线的左边部分为金属线1

B.导线的横截面积约为1.0x］（T8m2

C.当x=0.7m时电池消耗的功率约为0.36W

D.当x>0.3m时电流表读数/随工变化的关系式近似为/=

题型5电功与电热、电功率与电热功率

13.（24-25高二下•山西部分重点高中・）某品牌的手机充电器铭牌如表所示，用该充电器在正常工作

状态下给容量为4200mAh、额定电压为4V的手机电池充电，下列说法正确的是（）

输入：100~240V50/60HZ

输出：5V4A

A.该充电器的额定输出功率为12.5WB.该充电器输入交流电压的最大值为240V

C.手机电池充满电需要约1.68小时D.手机电池充满电储存的电能为60.48kJ

14.我国新能源汽车产业实现了快速发展，产销量和出口量均居世界第一，形成完整且竞争力强的

产业链，成长起一批具有国际竞争力的企业。某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新

方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。如图所示，一款车型装配了N块

“刀片电池”，每块“刀片电池''的容量是q，平均工作电压是U,该车型采用充电电压为4的快

充充电桩时，充电效率为80%,充满电需要的时间为已知该车型每行驶100km平均能耗是

E,则下列说法不正确的是（）

A.电池组充满电后储存的电荷星为M/

B.单块电池充满电后储存的电能为qU

C.电池组充满电后的续航里程为粤空

D.快充充电桩的平均充电电流为呼

15.我国某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空

间内装入更多电池。如图所示，一款车型装配了N块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是

q，平均工作电压是U,该车型采用充电电压为Uo的快充充电桩时，充电效率为80%,充满电

需要的时间为人已知该车型每行驶100km平均能耗是E,则下列说法不正确的是（）

A.电池组充满电后储存的电荷量为NgB.单块电池充满电后储存的电能为qU

C.电池组充满电后的续航里程为华吆D.快充充电桩的平均充电电流为消

题型6纯电阻热功率、非纯电阻热功率计算

16,（24-25高三上•浙江县域教研联盟•模拟）如图所示，电动机以恒定速度吊起重物，已知电动机输

入电压为220V,额定功率为484W,重物质量为50kg,g取10m/s2,则（)

A.电动机内阻为100。

B.电路中的电流一定为2.2A

C.当重物速度为0.4m/s时，电动机的输出功率为484W

D.当重物速度为0.4m/s时，电动机的输出功率为200W

17.江厦潮汐电站是中国第一座双向潮汐电站，在涨潮与落潮时均可发电，且一天中涨潮与落潮均

有两次。电站总库容490万立方米，发电有效库容270万立方米，平均潮差5.08米。电站发

电机组总装机容量3000千瓦，平均每昼夜发电15小时。该电站（）

A.每年能提供的电能约为1.64x106kWh

B.每年能提供的电能约为2.74x106kWh

C.发电的效率约为29%

D.发电的效率约为10%

18.直流电动机在生活生产中有广泛的应用，其主要结构为两部分；定子和转子，其中定子包括；

主磁极、机座、转向器、电刷等；转子包括：电枢铁芯、电枢绕组等。如图所示是电动机提升

重物的示意图，已知电源电动势E=9V,内阻r=1.5Q,电阻R=2C。闭合开关S,发现电动

机被卡死，此时电压表的示数为6V,立即关闭电源。清除故障后重新闭合开关，当电动机正

常工作时，电压表的示数为7.5V,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是（）

X厂R

-

s◎TTM

电动机

A.电动机内部线圈的电阻为RM=5.5。

B.电动机正常工作时线圈电阻的热功率为1W

C.电动机正常工作时电源的效率约为66.7%

D.电动机正常工作时将一个质量为1kg重物由静止吊起，则重物的最大速度为0.55m/s

第19讲电阻定律欧姆定律焦耳定律及电功率

学习目标

1、理解电流概念，并会用微观表达式求电流。

2、理解电阻定律和欧姆定律，并能利用其计算电阻。

3、理解电功率和焦耳定律，并会计算纯电阻和非纯电阻的热功率等问题。

夯实基础

考点一对电阻、电阻定律的理解和应用

I.电阻

⑴定义式：R=%

(2)物理意义：导体的电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小.

2.电阻定律：R=p4.

3.电阻率

(I)物理意义：反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性.

(2)电阻率与温度的关系

①金属的电阻率随温度升高而增大；②半导体的电阻率随温度升高而减小；③超导体：当温度降低

到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体.

4.电阻与电阻率的区别

(1)电阻是反映导体对电流阻隹作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大一电阻率是反

映制作导体的材料曼电性能好坏的物埋量，电阻率小的材料导电性能好.

(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的

导体对电流的阻碍作用不一定小.

(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.

5.电阻的决定式和定义式的区别

公式R=PsR=7

电阻的决定式电阻的定义式

说明了电阻提供了一种测定电阻的方法，并不说明电

区别的决定因素阻与U和跖•关

只适用于粗细均匀的金属导体和浓度适用于任何

均匀的电解质溶液纯电阻导体

考点二对欧姆定律及伏安特性曲线的理解

1./=专与R=，的区别

(1)/=/是欧姆定律的数学表达式，衣示通过导体的电流/与电压U成正比,与电阻K成反比.

(2)公式R=与是电阻的定义式，它表明了一种测量电阻的方法，不能错误地认为“电阻跟电后成正比,

跟电流成反比

2.对伏安特性曲线的理解

(1)图1甲中的图线。、b表示线性元件，图乙中的图线c、d表示非线性元件.

(2)图象的斜率表示电阻的倒教，斜率越大，电阻越小，故凡4凡(如图甲所示).

(3)图线c的电阻随电压的增大而减小，图线d的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示).

(4)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值对应这一状态下的电阻.

考点三电功、电功率、电热与热功率

1.电功

(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功.

(2)公式：W=gU=血(适用于任何电路).

(3)电流做功的实质：曳能转化成其他形式能的过程.

2.电功率

(I)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：户=辛=改适用于任何电路).

3.焦耳定律

(1)电热：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比.

(2)公式：Q=-R/.

4.电功率P=/U和热功率尸=尸〃的应用

(1)不论是纯电阻还是非纯电住，电流的电功率均为AJ=U/,热功率均为P热=-比

(2)对于纯电阻而言：P电=尸产/。=尸/?=方.

t/2

⑶对于非纯电阻而言：=IU=PL+Putt!=/2/?+Pjtte.

考点四电流的微观解释和表达式的应用“柱体微元”模型

带电粒子在外加电场的作用下，形成定向移动的粒子流，从中取一圆柱形粒子流作为研究对象，即

为“柱体微元”模型.

设柱体微元的长度为3横截面积为S,单位体积内的自由电荷数为〃，每个自由电荷的电荷量为小

电荷定向移动的速率为y，则：

(1)柱体微元中的总甩荷量为Q=〃LSc/.

(2)电荷通过横截面的时间

(3)电流的微观表达式/=，=”vS.

例题精析.

［例题9］超导体是一种在温度降低到特定温度以K，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。

超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度照和临

界磁场强度临界温度及是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导

态的温度。临界磁场强度队•描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过

该值后，超导体将从超导态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度”。与热力学温度

丁的关系为儿=%0卜-6)［，式中“co是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说

法正确的是()

A.若温度低于7b,超导体一定处于超导态

B.若温度逐渐升高但不超过左，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态

C.若外加磁场强度大于月”，且温度低于左，则超导体处于超导态

D.若外加磁场强度小于“功，且温度高于左，则超导体处于超导态

【答案】B

【来源】2025届北京市西城区高三下学期二模物理试题

【详解】A.若温度低于左，但磁场强度高于超导体处于正常态，A错误；

B.温度不超过左，磁场强度低于He,时，超导体处于超导态，所以温度升高且不超过此时，可以

通过减小磁场强度的方式来维持超导态，B正确；

C.温度低于7b,根据儿=儿01一(5)］得，儿<儿o!若外加磁场强度大于"co，则外加磁

场大于临界磁场，超导体处于正常态，C错误；

D.若温度高于左，超导体处于正常态，D错误。

故选Bo

［例题10］闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下方的地面会

感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到E0=5xl()5v/m时击穿空气，发生短

时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离h二lx103m,该云朵与地面间的电

场强度恰好达到E。时发生闪电，放电电流随时间变化的简化函数图像如图所示。假设该次放电

将云朵所带电荷全部放掉，云朵和地面构成的电容器可视为理想的平行板电容器。下列说法不

年确的是()

A.这次放电释放的总电荷量Q=5C

B.这次放电过程中的平均电流/=5x104A

C.该等效电容器的电容值C=lx10-8F

D.放电前该电容器存储的电能£=2.5x109］

【答案】D

【来源】2025届北京市东城区高三下学期一模物理试题

【详解】A.根据q=〃可知/-£图像与t轴围成面积表示电荷量，则这次放电样放的总电荷量Q=

3-3

72X100x10x0.1x10C=5C

故A正确；

B.这次放电过程中的平均电流/=［=：A=5x104A

vU・JLX1U

故B正确；

C.云朵和地面的电势差U=E（）x/i=5xl08v

该等效电容器的电容值C=^=lx10-8F

故C正确；

D.放电前该电容器存储的电能E=\CU2=1.25x109J

故D错误。

本题选不正确项，故选D。

［例题11］北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，环中的几个电子以速度u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（）

AnR口nevnev62nRe

A.—o.C.1J.---------

nenR2nRnv

【答案】c

【来源】2025届陕西省安康市高三下学期三模物理试题

【详解】电子运动的周期为7=陋

V

根据电流定义式可知，n个电子形成的电流为/=掌

联立解得/=篝

故选C。

［例题12］如图所示为小灯泡通电后其电流/随电压U变化的图像，Q、。为图像上两点，坐标分别

为（必，刀）、（S，/2），PN为图像上P点的切线。下列说法正确的是（）

A.随着所加电压的增人，小灯泡的电阻减小

B.当小灯泡两端的电压为S时，小灯泡的电阻R=?

C.当小灯泡两端的电压为S时，小灯泡的电阻/?=生

，2一，】

D.当小灯泡两端的电压为S时，小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小

【答案】B

【来源】2025届北京市房山区高三下学期第一次综合练习（一模）物理试题

【详解】A.根据欧姆定律有/=J

可知，/-U图像中，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值表示小灯泡不同状态时的电阻的

倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值减小，即

小灯泡的电阻增大，A错误；

BC,根据欧姆定律有/=9

可知，图像中某点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻的倒数，则对应（2点，小灯泡的电阻为

R"

A

则对应P点，小灯泡的电阻为R=%

12

B正确，C错误；

D.小灯泡消耗的功率为P=U/,可知小灯泡的功率为图中过P点的矩形所围面积大小，D错误。

故选B.

［例题13］通常积雨云层上部带正电荷，下部带负电荷，地面就感应出大量正电荷，形成一个强大的

电场，云与地面间的空气层就会被击穿，发生云地闪电，如图甲。某片积雨云层与大地上一凸

起建筑物间电场的电场线分布如图乙，M、N是电场中三点，PM=MN,则（）

A.P、M、N三点的场强大小为EP<EM<EN

B.P、M点间的电势差Gw大于M、N点间的电势差

C.电子在。点电势能大于在N点的电势能

D.闪电发生时，放电电流由积雨云层指向地面凸起建筑物

【答案】B

【来源】物理（贵州卷2025年高考第三次模拟考试

【详解】A.电场线的疏密程度表示电场强度的大小，结合图甲可知，P、M,N三点的场强大小为

Ep>EM>EN

故A错误；

B.PM段电场线比MN段电场线密，则PM段电场强度较大，根据公式U=E4可知，P、M点间的

电势差UPM大于M、N点间的电势差UMN,故B正确；

C.根据沿电场方向电势降低，由图可知AM、N三点的电势关系为8P>0M>8N

根据Ep=q>,由于电子带负电，则电子在尸点的电势能小亍在N点的电势能，故C错误；

D.闪电发生时，放电电流由地面凸起建筑物指向积雨云层，故D错误。

故选Bo

I例题14］如图所示为某科研小组研制的悬球式加速度仪，它可用来测定沿水平轨道运动的列车的加

速度。一金属球系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在。点。A8是一根长为L=lDcm的均

匀电阻丝，金属丝与电阻丝接触良好，且摩擦不计。电阻丝的中心C处焊接一根导线，从O

点也引出一根导线，两线之间接入一个零刻度在中央、量程合适的理想电压表，金属丝和导线

电阻不计。图中虚线。。与电阻丝A8垂直，其长度九二5cm,电阻丝A8接在电压为U=10V

的直流稳压电源上，重力加速度g=lOm/s?。整个装置固定在列车中，使A3沿着前进的方

向.列车静止时，金属丝处于竖直方向。当列车向右做匀加速运动时，金属丝将偏离竖直方

向，电压表示数为负值，下列说法正确的是（）

A.若电压表示数为正值时，该列车可能向左做匀减速运动

B.此装置能测得的最大加速度为20m/s2

C.当列车以5m/s2的加速度向右运动时，金属丝将向左隔离竖直方向45。

D.当电压表的示数为2V时，列车的加速度大小为4m/（

【答案】D

【来源】2025屈广东衡水金卷高三下学期2月大联考物理试卷

【详解】A.由题可知，当列车向右做匀加速运动时，金属丝将偏离竖直方向，电压表示数为负

值，此时加速度方向向右，当电压表示数为正值时，加速度方向向左，该列车可能向左做匀加速运

动或向右做匀减速运动，故A错误；

BC.设金属丝与竖直方向的夹角为。，对小球进行受力分析，小球受重力、金属丝的拉力，其合力

沿水平方向,大小为尸=mgtan。

根据牛顿第二定律可得。=-=淮空=

mm

当金属丝摆到八点或8点时，加速度最大，此时tan。=1,0=45°,a=10m/s2

故BC错误；

D.电压表所测电阻丝的长度1/=htanO=y

串联电路电流相等，有苫=孑

则电压表的示数为U'=£2/=詈

将U'=2V代入，可得Q=4m/s2,故D正确。

故选D。

［例题15］某型号小电风扇铭牌上的主要参数如图所示。当在小电风扇上加2V电压时，小电风扇不转

动，测得通过它的电流为0.4A,根据题中和铭牌上提供的信息可知（）

FS-69电风扇

规格100mm

额定电压6V

额定功率2.4W

A.小电风扇的内阻为5。

B.当在小电风扇上加6V电压时通过的电流为1.2A

C.小电风扇正常工作时的机械功率为2.0W

D.小电风扇正常工作时的热功率为0.4W

【答案】A

【来源】2025届贵州省铜仁市高三下学期3月模拟考试物理试题

【详解】A.当在小电风扇上加2V电压时，小电风扇不转动，测得通过它的电流为0.4A,可以解得

小电风扇的内阻为r=彳=5Q,故A正确；

B.当在小电风扇上加6V电压时电风扇正常工作，即其功率为2.4W,此时电流为，2=，=04A,故B

错误；

CD.小电风扇正常工作时，其热功率为P热=/>=0.8W

小电风扇正常工作时的机械功率为「机=「-P热=1.6W

故CD错误。

故选Ao

［例题16］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，其中材料相同的金属导体

制成截面为正方形，电阻仅与导体的长、宽、高中一个因素有关，把与电阻无关的另外两个因

素的尺寸做成微型。如图所示的集成电路中有两块方形金属导体幻、R2是并联关系，上下表

面均为正方形，R/的上、下表面面积大于R2的上、下表面面积，Q的厚度/〃小于处的厚度

用，闭合开关稳定后，下列说法正确的是（）

A.长、上的电阻相等

B.Q的功率小于&的功率

C.若R/、R2沿竖直方向接入电路，电阻是不变的

D.Q、七的厚度变化，制造成微型不会影响其电阻

【答案】B

【来源】2025届河北省秦皇岛市山海关区高三下学期毕业班第二次模拟考试物理试卷

【详解.】A.设正方形边长为心材料电阻率为p，则电阻R=P《=P2=PJ

3LnTV

可知八与电阻成反比，由于R/的厚度用小于&的厚度力2,可知故A错误；

B.由于二者并联，电压相同，根据P=［

可知电阻大的功率小，故修的功率小于&的功率，故B正确：

C.若七、&沿竖直方向接入电路，则电阻Rx=P：=P4

L»

可知电阻会发生改变，故c错误；

D.若M、&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。

故选Bo

题型1电流定义式的应用

19.己知氢原子核外电子在基态运行的周期约为2xl()T6s,电子电荷量的值为1.6X10T9C,电

子在第一激发态的半径是基态半径的4倍。电子在第一激发态做圆周运动形成的电流约为

()

A.0.1mAB.0.3mAC.0.8mAD.8mA

【答案】A

【来源】2()25届新疆维吾尔自治区高三卜.学期第三次适应性检测理科综合试题-高中物理

【详解】根据k詈=mMr

可呜=上

可得第•激发态与基态的周期之比,=8

根据/=£=*

C0/1

解得/=0.1mA

故选Ao

20.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更

加深刻的理解其物理本质。一段长为/、电阻率为八横截面积为S的细金属直导线，单位体

积内有〃个自由电子，电子电荷量为6、质量为/〃。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运

动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞，该碰撞过程将对电子

的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若

电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为鼠下列说法下无碰的是

()

A.比例系数k=nep

B.当该导线通有恒定的耳流/时导线中自由电子定向移动的速率u=」

C.比例系数k与导线中自由电子定向移动的速率I，无关

D.金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功

大小相等

【答案】A

【来源】2024届北京市门头沟区高三下学期一模物理试卷

【详解】B.一小段时间内，流过导线横截面的电子个数为

N=nSvAt

电荷量

Q=Ne=nSveLt

根据电流的定义有

,Qc

/=—=neSv

△t

解得

/

v=--

neS

故B正确，不符合题意；

AC.取长度为L的一段导体，则电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，则

,U

kv=eE=e—

LJ

由（/=//?,I=neSv,R=pg,解得

k—ne2p

故A错误，符合题意；C正确，不符合题意；

D.金属中的自由电子定向移动的速率不变，电子做定向移动时满足电场力与阻力相等，则电场力

对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等，故D正确，不符合题意。

故选Ao

21.心脏除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过

心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动的仪器。如图所示是一次心

脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15pF,充电后电容器的电压为4.0kV,如

果电容器在2.0ms时间内完成放电，下列说法正确的是（）

A.放电之前，电容器存储的电荷量为6xlO，C

B.放电过程中通过人体的电流平均值为30A

C.放电之后，电容器的可容为零

D.放电之后，电容器的电压仍为4kV

【答案】B

【来源】山西省运城市2023・2024学年高二上学期10月月考物理试题

【详解】A.根据

Q=CU=15x10-6x4x103C=0.06C

可知放电前，电容器储存的电量为0.06C,A错误；

B.放电过程通过人体的平均电流大小为

Q0.06C

/=-=------------=30A

t2x10-3s

B正确；

C.电容是表征电容器储存电荷本领大小的物理量，放电之后，电容器的电容是不变的，c错误;

D.放电之后，电容器的电荷量为零，电压为零，D错误。

故选Bo

题型2电流微观表达式的应用

22.一根横截面积为S的铜导线,通过的电流为/.已经知道铜的密度为q铜的摩尔质量为

电子电荷量为阿伏加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由

电子定向移动速率为（）

Ml

B.幽R.AD•瞽

*pNASepSe'MpSe

【答案】A

【来源】2016届上海市徐汇、金山、松江区高三下学期二模物理试卷

【详解】设自由电子定向移动的速率为明导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为,,对

铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，即

n=等//时间内通过导体截面的电荷晟为

q=ne

则电流强度为

2=丝出

tM

解得

MI

V=——T-

pNASe

故选Ao

23.1916年，斯泰瓦和托尔曼发现不带电的闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴转

动，在转速变化时，线圈中会有电流通过。这一现象可解释为：当线圈转速变化时，由于惯

性，自由电子与线圈有相对运动。取金属线圈为参照物，正离子晶格相对静止，由于惯性影

响，可等效力自由电子受到一个沿线圈切线方向的“力'力，但正离子晶格对自由电子的作用力

尸2不允许自由电子无限制地增大速度，R和人会达到平衡，其效果是自由电子相对金属线圈

有定向运动。已知B与线圈角速度的变化率。成正比，22与自由电子相对正离子晶格的速度

成正比。下列说法正确的是（）

A.若线圈加速转动，〃越小,电流越大，且方向与线圈转动方向相反

B.若线圈加速转动，4越小,电流越小，且方向与线圈转动方向相同

C.若线圈减速转动，a越大,电流越大，且方向与线圈转动方向相同

D.若线圈减速转动，a越大,电流越小，且方向与线圈转动方向相反

【答案】B

【来源】2022届北京市门头沟区高三下学期高考一模物理试题

【详解】AB.若线圈加速转动，由于惯性，自由电子相对正离子晶格方向与线圈转动方向相反的

方向转动，电流方向与电子相对运动方向相反，即与线圈转动方向相同，巳与线圈角速度的变化率

。成正比，出与自由电子相对正离子晶格的速度成正比，〃越小，B越小，F/与尸2会达到平衡，Fj

越小，尸2越小，自由电子相对正离子晶格的速度越小，电流越小，A错误，B正确；

CD.若线圈减速转动，由于惯性，自由电子相对正离子晶格方向与线圈转动方向相同的方向转

动，电流方向与电子相对运动方向相反，即与线圈转动方向相同，B与线圈角速度的变化率〃成正

比，&与自由电子相对正离子晶格的速度成正比，。越人，B越人，B与尸2会达到平衡，B越

大，尸2越大，自由电子相对正离子晶格的速度越大，电流越大，CD错误。

故选Bo

24.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速

度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为/的电子贡。己知电子的电荷量为e、质量为

〃?，则在刚射出加速电场时，一小段长为A/的电子束内的电子个数是（）

【答案】B

【来源】2010-2（）11学年安徽省泗县双语中学高二下学期第一次月考物理试卷

【详解】在加速电场中有

eU=-2m\r

得

f2eU

V=I——

7m

在刚射出加速电场时，一小段长为A/的电子束内电荷量为

q=].b.t=l.A-Z

则电子个数

_q_IMIm

〃一「丁国

故选B。

题型3