2026年高考物理一轮复习(通用版)第39讲电路的基本概念及规律(复习讲义)(学生版+解析)

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\l "_Tc13080" 02体系构建•思维可视 PAGEREF _Tc13080 \h 3
\l "_Tc24791" 03核心突破•靶向攻坚 PAGEREF _Tc24791 \h 4
\l "_Tc11552" 考点一 电流的理解与计算 PAGEREF _Tc11552 \h 4
\l "_Tc13798" 知识点 电流的计算 PAGEREF _Tc13798 \h 4
\l "_Tc18472" 考向1 电流定义式的应用 PAGEREF _Tc18472 \h 4
\l "_Tc27476" 考向2 电流微观表达式的应用 PAGEREF _Tc27476 \h 6
\l "_Tc5350" 考点二 电阻与电阻定律的理解 PAGEREF _Tc5350 \h 7
\l "_Tc15391" 知识点1 电阻定律 PAGEREF _Tc15391 \h 7
\l "_Tc790" 知识点2 电阻的计算 PAGEREF _Tc790 \h 8
\l "_Tc16124" 考向 电阻定律的应用 PAGEREF _Tc16124 \h 8
\l "_Tc17628" 考点三 欧姆定律与伏安特性曲线 PAGEREF _Tc17628 \h 10
\l "_Tc696" 知识点1 欧姆定律 PAGEREF _Tc696 \h 10
\l "_Tc9760" 知识点2 伏安特性曲线 PAGEREF _Tc9760 \h 10
\l "_Tc676" 考向 欧姆定律及伏安特性曲线的综合应用 PAGEREF _Tc676 \h 10
\l "_Tc16336" 考点四 电功与电热、电功率与电热功率 PAGEREF _Tc16336 \h 12
\l "_Tc23377" 知识点1 电功率和焦耳定律 PAGEREF _Tc23377 \h 12
\l "_Tc28207" 知识点2 纯电阻电路与非纯电阻电路的比较 PAGEREF _Tc28207 \h 12
\l "_Tc10785" 考向1 纯电阻热功率计算 PAGEREF _Tc10785 \h 13
\l "_Tc27287" 考向2 非纯电阻热功率计算 PAGEREF _Tc27287 \h 15
\l "_Tc5759" 04真题溯源•考向感知 PAGEREF _Tc5759 \h 17
电路的基本概念及规律
电流的理解与计算
形成条件
导体中有自由电荷
导体两端存在电压
电流的性质
电流是标量
正电荷定向移动的方向为电流方向
电流的计算
1.I=Q/t；2.I=nqsv；3.I=U/R
电阻与电阻定律的理解
电阻定律
电阻的定义
反映导体对电流阻碍作用的大小
电阻的计算公式
R＝ρ(L/S)
电阻率
物理意义
反映导体的导电性能
电阻率与温度的关系
金属随温度升高而增大
半导体随温度升高而减小
欧姆定律与伏安特性曲线
欧姆定律
内容概述
电流与电压成正比，与电阻成反比
表达式
I＝U/R
适用范围
金属和电解液导电的纯电阻电路
“二同”原则
同体性
同时性
伏安特性曲线
I-U图像
U-I图像
电功与电热、电功率与电热功率
电功率和焦耳定律
电功的定义和表达式
W＝UIt
电功率的定义和表达式
P＝UI
焦耳定律
Q＝I2Rt
热功率的表达式
P＝Q/t
纯电阻电路与非纯电阻电路的不同


考点一 电流的理解与计算
知识点 电流的计算
1．形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压。
2．电流是标量：正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
3.电流的计算
特别提醒
\l "_Tc17630" 考向1 电流定义式的应用
例1 如图所示是某种手机电池外壳上的文字说明，则下列说法正确的是（ ）
A．该电池的容量为252C
B．该电池待机时的平均工作电流约为14.58mA
C．mA⋅h与J均属于能量的单位
D．mA和h都是国际单位制中的基本单位
【答案】B
【详解】A．该电池的容量为q=It=700×10−3×3600C=2520C，故A错误；
B．该电池待机时的平均工作电流为I=qt=252048×3600A≈14.58mA，故B正确；
C．mA⋅h为电荷量的单位，J为能量的单位，故C错误；
D．mA和h都不是国际单位制中的基本单位，故D错误。
故选B。
【变式训练1-1·变载体】自动体外除颤器（AED）是一种便携式的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15μF，充电至3kV电压，如果电容器在9ms时间内完成放电，下列说法正确的是（ ）
A．在放电治疗的过程中通过人体的电荷量为45C
B．在充电过程中，回路中的电流逐渐减小
C．该电容器放电完成后，电容减小为0
D．该电容器放电过程的平均电流强度为15A
【答案】B
【详解】A．在放电治疗的过程中通过人体的电荷量为Q=CU=45×10−3C，A错误；
B．在充电过程中，回路中的电流逐渐减小，充电完成时充电电流减小到0，B正确；
C．该电容器放电完成后，电容不变，C错误；
D．该电容器放电过程的平均电流强度为I=Qt=5A，D错误。故选B。
【变式训练1-2·变载体】锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量5000mA⋅h，正常通话电流100mA，则（ ）
A．正常通话时，电池输出的功率为0.37W
B．电池充满电后，手机能正常通话25h
C．图示状态是电池充电状态，将电能转化为化学能
D．图示状态是电池内部电场对锂离子的静电力做负功，将化学能转化为电能
【答案】D
【详解】A．电池总功率P=EI=0.37W，正常通话时，由于存在一定的内阻，所以电池输出的功率小于0.37W，故A错误；
B．电池充满电后，手机能正常通话时间为t=qI=50h，故B错误；
C．图示状态锂离子从电池负极到正极，即为电池内部的电流方向，故处于放电状态，化学能转化为电能，故C错误；
D．图示状态是电池内部电场对锂离子的静电力做负功，将化学能转化为电能，故D正确。
故选D 。
\l "_Tc16322" 考向2 电流微观表达式的应用
例2我国从月球取回的月壤中，发现了少量的天然石墨烯，石墨烯是人类迄今为止发现的导电性能最好的材料。用石墨烯制成的一段粗细均匀的导体，通过该导体的电流为I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为v；当通过该导体的电流为2I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为（ ）
A．vB．2vC．4vD．8v
【答案】B
【详解】由电流的微观表达式I=nqsv可知，电流与同一段粗细均匀的导体，电流I与自由电荷定向移动的平均速率为v成正比。
故当通过该导体的电流为2I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为2v。
故选B。
【变式训练2-1·变载体】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l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。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k。下列说法正确的是（ ）
A．比例系数k=ne2ρ
B．比例系数k的单位为kg⋅s
C．当该导线通有恒定的电流I时，导线中自由电子定向移动的速率v=Ine2S
D．当该导线通有恒定的电流I时，导线中自由电子受到平均阻力大小为f=ρIeS
【答案】A
【详解】C．一小间内，流过导线横截面的电子个数为N=nSvΔt电荷量为Q=Ne=neSvΔt根据电流的定义有I=QΔt=neSv解得v=IneS故C错误；
AD．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f=kv=eE=Ule，U=IR=neSv⋅ρlS=neρvl解得k=ne2ρ，f=IρeS故A正确，D错误；
B．根据f=kv可知比例系数k的单位为Nm/s=kg(m/s2)sm=kgs故B错误；故选A。
【变式训练2-2·变载体】某同学家里白天用电器消耗的功率为P，晚上用电器消耗的功率变为4P，已知每个用电器的额定电压均为220V，不考虑温度对电阻的影响，则该同学家晚上与白天相比较（ ）
A．进户线中的电流为白天的2倍B．进户线中自由电荷定向移动的速率为白天的4倍
C．进户线的电阻率减小为白天的14D．用电器的等效电阻为白天的4倍
【答案】B
【详解】A．由P=UI，4P=UI'，可得I'=4I所以晚上进户线中的电流为白天的4倍，故A错误；
B．根据电流的微观表达式I=nqvS可知晚上进户线中自由电荷定向移动的速率为白天的4倍，故B正确；
C．不考虑温度对电阻的影响，晚上进户线的电阻率与白天的相等，故C错误；
D．由R=UI，可知晚上用电器的等效电阻为白天的14倍，故D错误。故选B。

考点二 电阻与电阻定律的理解
知识点1 电阻定律
1．电阻：反映了导体对电流阻碍作用的大小。表达式为R＝ eq \f(U,I) 。
2．电阻定律：同种材料的导体，其电阻R跟它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料以及温度有关。表达式为R＝ρ eq \f(l,S) 。
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：金属的电阻率随温度升高而增大；半导体的电阻率随温度升高而减小。
知识点2 电阻的计算
考向 电阻定律的应用
例3如图甲所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体B刚好能嵌入导体A，导体C刚好能嵌入导体B，现将三段导体按图乙方式接入到电路中，则（ ）
A．导体A、B、C的电阻之比为1:1:1
B．导体A、B、C两端的电压之比为1:2:3
C．流过导体A、C的电流之比为1:3
D．以上说法都不对
【答案】A
【详解】A．根据题意，三段导体的横截面积分别为SA=(3L)2−(2L)2=L2，SB=(2L)2−L2=L2，SC=L2根据电阻计算公式R=ρlS，因为ρ、l、S均相同，所以三段导体的电阻相同，故A正确；
BC．由题图乙电路可知，导体A、B、C两端的电压之比为1:1:2，流过导体A、C的电流之比为1:2，故BC错误。故选A。
【变式训练3-1·变考法】如图1所示，金属丝ab的横截面积为S，接触点p可移动。cd两端电压恒为U，理想电流表示数I随 ap间距离x的变化关系如图2所示，若图像斜率的绝对值为K。则金属丝的电阻率为（ ）
A．KUSB．KSUXC．KUSD．USK
【答案】C
【详解】设金属丝ab的长度为L，由图1根据欧姆定律可得I=URpb根据电阻电路可得Rpb=ρL−xS联立整理可得1I=−ρUSx+ρLUS可知1I−x图像的斜率绝对值为K=ρUS可得金属丝的电阻率为ρ=KUS故选C。
【变式训练3-2·变载体】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．R1、R2的厚度变化，制造成微型不会影响其电阻
【答案】B
【详解】A．设正方形边长为L，材料电阻率为ρ，则电阻R=ρLS=ρLLℎ=ρ1ℎ
可知ℎ与电阻成反比，由于R1的厚度h1小于R2的厚度h2，可知R1>R2，故A错误；
B．由于二者并联，电压相同，根据P=U2R可知电阻大的功率小，故R1的功率小于R2的功率，故B正确；
C．若R1、R2沿竖直方向接入电路，则电阻Rx=ρlS=ρℎL2可知电阻会发生改变，故C错误；
D．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。故选B。

考点三 欧姆定律与伏安特性曲线
知识点1 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＝ eq \f(U,R) 。
3．适用范围：金属导电和电解液导电的纯电阻电路，不适用于气体导电或半导体元件。
4.欧姆定律的“二同”
(1)同体性:指I、U、R三个物理量必须对应同一段电路或同一段导体。
(2)同时性:指U和I必须是导体上同一时刻的电压和电流。
知识点2 伏安特性曲线
I-U图像与U-I图像：
考向 欧姆定律及伏安特性曲线的综合应用
例4如图甲所示，X、Y为长方体容器左右两侧的两个电极，长方体容器由绝缘体构成，在长方体内注满电解液﹐在X、Y间加上不同电压后，通过电解液的电流也不同，二者间的关系图线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．通过电解液的电流I=5×10−3A时，电解液的电阻为600Ω
B．X、Y间电压为8V时电解液的电阻比X、Y间电压为12V时电解液的电阻大
C．电阻率的单位为Ωm
D．X、Y间电压增大时，电解液的电阻率也增大
【答案】B
【详解】A．根据欧姆定律可知，通过电解液的电流I=5×10−3A时，电解液的电阻R=UI=2400Ω选项A错误；
B．U−I图像中与坐标原点连线（割线）的斜率表示电阻，结合题图乙可知，X、Y间电压为8V时电解液的电阻比X、Y间电压为12V时电解液的电阻大，选项B正确；
CD．根据电阻定律R=ρlS可知，电阻率的单位为Ω⋅m，结合B项可知，X、Y间电压增大时，电解液的电阻率减小，选项CD错误。故选B。
【变式训练4-1·变考法】图中的实线分别是电阻a、b的伏安特性曲线，虚线c是b（U=1V时）的切线，a、c相互平行，下列说法正确的是（ ）
A．U=1V时，b的电阻为5Ω
B．U=1V时，a、b的电阻相等
C．b的电阻随电压的升高而减小
D．U=3V时，a、b的电阻相等
【答案】D
【详解】ABC．根据I−U图像可知，电阻a的阻值保持不变，大小为Ra=UI=5Ω根据电阻b的伏安特性曲线可知，曲线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，而连线斜率为k=IU=1Rb可知b的电阻随电压的升高而增大，U=1V时，b的电阻为Rb=U1I1=2.5ΩPf>Pg
B．Pa=PcPg
D．Pa=Pc>Pb=Pd，PeQ
电功的计算
W＝UIt＝I2Rt＝ eq \f(U2,R) t
W＝UIt
电热的计算
Q＝UIt＝I2Rt＝ eq \f(U2,R) t
Q＝I2Rt
电功率的计算
P＝UI＝I2R＝ eq \f(U2,R)
P＝UI
电热功率的计算
P热＝UI＝I2R＝ eq \f(U2,R)
P热＝I2R
主机
电池电动势、容量
14.4V、5200mA·h
额定电压
14.4V
额定功率
69W
充电座
额定功率
28W
额定输出电压
20V
额定输出电流
1.2A