资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台2021年高考物理一轮复习考点全覆盖(30)电路的基本概念和规律(解析版)考点解读:一、对电阻定律、欧姆定律的理解电阻的决定式和定义式的比较公式R=ρR=区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定,R由ρ、l、S共同决定提供了一种测电阻的方法——伏安法,R与U、I均无关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体联系均可计算导体的电阻,在计算同一导体电阻时,计算结果相同二、伏安特性曲线的理解1.图甲中图线a、b表示线性元件,图乙中图线c、d表示非线性元件.2.图线a、b的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Ra3.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.非线性元件的I-U图线是曲线时,导体电阻Rn=,即电阻等于图线上点(Un,In)与坐标原点连线的斜率的倒数,而不等于该点切线斜率的倒数.三、电功、电功率和电热的计算1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较:纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热W=UIt,Q=I2Rt=t,W=QW=UIt,Q=I2Rt,W>Q电功率与热功率P电=UI,P热=I2R=,P电=P热P电=UI,P热=I2R,P电>P热2.电功与电热的处理方法:(1)首先要分清所研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路,正确选择计算公式.(2)处理非纯电阻电路的计算问题时,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.考向一:对电阻定律、欧姆定律的理解【例1】(多选)某种材料的圆柱形导体的长度为L,横截面的直径为d,导体两端所加电压为U,当这三个物理量中仅有一个物理量改变时,关于导体中自由电子定向运动的平均速率,下列说法正确的是A.电压变为2U,导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍B.导体的长度变为2L,导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的1/2C.导体横截面的直径变为2d,导体中自由电子定向运动的平`均速率变为原来的1/2D.导体横截面的直径变为d/2,导体中自由电子定向运动的平均速率不变【答案】ABD【解析】根据欧姆定律、电阻定律及电流的微观表达式I=neSv,联立可得。仅电压变为2U时,电子定向运动的平均速率变为2v,故A正确;仅导体的长度变为2L,电子定向运动的平均速率变为0.5v,故B正确;速率v与横截面积S或者截面的直径d无关,故C错误,D正确。【变式1】 如图所示,两个同种材料制成的导体放在水平面上,两导体是横截面为正方形的柱体,柱体高均为h,大柱体横截面边长为a,小柱体横截面边长为b,则( )A.若电流沿图示方向,大柱体与小柱体的电阻之比为a∶bB.若电流沿图示方向,大柱体与小柱体的电阻之比为a2∶b2C.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为b∶aD.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为b2∶a2【答案】D【解析】电流如题图方向时,由R=ρ,R大=ρ,R小=ρ,故R大∶R小=1∶1,故A、B错误;电流方向竖直向下时,R大′=ρ,R小′=ρ,则R大′∶R小′=b2∶a2,故C错误,D正确.【变式2】已知纯电阻用电器A的电阻是纯电阻用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A和B的电流IA和IB的关系是( )A.IA=2IBB.IA=C.IA=IBD.IA=【答案】D【解析】由I=得,IA∶IB=∶=1∶4,即IA=,故选项D正确.考向二:带电粒子在电场中的直线运动【例2】如图所示,图线1表示的导体电阻为R1,图线2表示的导体电阻为R2,则下列说法正确的是( )A.R1∶R2=1∶3B.R1∶R2=3∶1C.将R1与R2串联后接在恒定电源上,则流过两电阻的电流之比为1∶3D.将R1与R2并联后接在恒定电源上,则流过两电阻的电流之比为1∶3【答案】A【解析】在I-U图象中,R=,由题图可知,k1=1,k2=,所以R1∶R2=1∶3,选项A正确,B错误;R1与R2串联后接在恒定电源上,流过两电阻的电流相等,选项C错误;R1与R2并联后接在恒定电源上,流过两电阻的电流之比==,选项D错误.【变式3】(多选)某一热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件的伏安特性曲线的交点,则下列说法中正确的是A.图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线B.图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线C.图线中的M点,表示该状态小灯泡的电阻等于热敏电阻的阻值D.图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等【答案】BCD【解析】随着电压的增加,元件的热功率增加,温度升高;从图象可以看出,a图线对应电阻减小,b图象对应电阻增加;热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,而小灯泡的电阻随温度的升高而增加,故a是热敏电阻,b是小灯泡,A错误,B正确;图线中的M点,电流和电压都相等,根据欧姆定律,电阻相等,功率也相等,故C、D正确。【变式4】(多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯,之后逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示.图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则( )A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβC.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点,白炽灯的电阻可表示为【答案】CD【解析】白炽灯的电阻随电压的增大而增大,选项A错误;在A点,白炽灯的电阻大小可表示为,选项B错误,选项D正确;在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0,选项C正确.【变式5】如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相等、粗细均匀电阻丝的伏安特征曲线,下列判断正确的是()A.a代表的电阻丝较细B.b代表的电阻丝较细C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比【答案】A【解析】图线的斜率表示电阻的倒数,图线a的斜率小于b的斜率,所以a的电阻大于b的电阻,根据电阻定律知,长度相等、材料相同时,电阻与横截面积成反比,所以阻值较大的a的横截面积小,A正确,B、C错误;电阻的大小与电压、电流无关,故D错误。考向三:电功、电功率和电热的计算【例3】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A,通过洗衣机电动机的电流是0.50A,则下列说法中正确的是( )A.电饭煲的电阻为44Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB.电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC.1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍【答案】C【解析】由于电饭煲是纯电阻元件,所以R1==44Ω,P1=UI1=1100W,其在1min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104J,洗衣机为非纯电阻元件,所以R2≠,P2=UI2=110W,其在1min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103J,其热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍.故选C.【变式6】三只电阻R1、R2、R3如图所示连接,在电路的两端加上恒定电压后,电阻R1消耗的功率最大,则三只电阻的阻值大小关系为A.B.C.D.【答案】B【解析】电阻R1与电阻R2串联,电流相同,由于电阻R1的功率最大,根据P=I2R,有R1>R2;R3两端的电压大于R1两端电压,即U3>U1,已知电阻R1的功率大于R3的功率,即P1>P3,根据P=U2/R,可知,故R3>R1,即R3>R1>R2,故B正确。另解:根据题述P1+P2>P3,即,可知R3>R1+R2。【变式7】如图为一种服务型机器人,其额定功率为48W,额定工作电压为24V.机器人的锂电池容量为20A·h,则机器人( )A.额定工作电流为20AB.充满电后最长工作时间为2hC.电池充满后总电荷量为7.2×104CD.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J【答案】C【解析】根据P=UI可知,机器人额定工作电流为2A,选项A错误;机器人的锂电池容量为20A·h,则在额定电流2A下工作时,能够工作最长时间为10h,选项B错误;电池充满电后的总电荷量Q=It=20×3600C=7.2×104C,选项C正确;在额定电流下,机器人功率为48W,即每秒消耗能量48J,选项D错误.精选练习1.城市民用供电线路有的地方用的是截面积为50mm2的铝芯电缆线输电。已知铝的电阻率为2.9×10﹣8Ω·m。那么长度为1500m的这种铝芯电缆线的电阻是( )A.0.87ΩB.87ΩC.9.7×10﹣16ΩD.9.7×10﹣2Ω【答案】A【解析】根据题述,铝芯电缆线的截面积为S=50mm2=50×10-6m2,电阻率为ρ=2.9×10-8Ω?m,长度为L=1500m,根据电阻定律可得电阻为:,故A正确。2.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10cm,bc=5cm,若将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1A;若将C与D接入电压为U的电路中时,则电流为( )A.4AB.2AC.AD.A【答案】A【解析】根据电阻定律公式R=ρ得,RAB=ρ,RCD=ρ,故=.接入电压相同的电路,两次电流之比为1∶4,故将C与D接入电压为U的电路中时电流为4A.3.(多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=C.对应P点,小灯泡的电阻为R=D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小【答案】ABD【解析】由于灯泡的电阻在图线上的每一点都是(U、I是对应的点坐标),由图线不难看出,随电压的增大,电流的增加变得越发缓慢(I?U图线的斜率逐渐减小),电阻变大,故A、B正确,C错误;小灯泡的功率P=UI,所以D正确。4.如图所示是某一电器的铭牌,从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是( )【答案】A【解析】铭牌上标注功率为24W,功率较低,所以应为电风扇,选项A正确.5.(多选)如图甲所示,电动势为E、内阻为r的电源与R=6Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是A.电源的电动势E=V,内阻r=4ΩB.图乙中Rx=25ΩC.定值电阻R消耗的最大功率为0.96WD.调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1W【答案】BC【解析】当RP=R+r=10Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,R=6Ω,可得内阻r=4Ω,最大功率,解得E=4V,选项A错误;滑动变阻器的阻值为4Ω时消耗的功率与阻值Rx时消耗的功率相等,有4Rx=(R+r)2,解得Rx=25Ω,选项B正确;当回路的电流最大时,定值电阻R消耗的功率最大,故最大功率为,选项C正确;当外电路电阻与内阻相等时,电源输出功率最大,本题中定值电阻R的阻值已经大于内阻的阻值,故滑动变阻器RP的阻值为零时,电源的输出功率最大,最大功率为,选项D错误。6.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随电流的变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是A.电源1与电源2的内阻之比是7:11B.电源1与电源2的电动势之比是1:2C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1:2D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1:2【答案】C【解析】根据电源U–I图线,,,则,故A错误;E1=E2=10V,故B错误;灯泡伏安特性曲线与电源的路端电压随电流的变化的特性图线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态,则U1=3V,I1=5A,P1=15W,;U2=5V,I2=6A,P2=30W,,P1:P2=1:2,R1:R2=18:25,故C正确,D错误。7.某导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )A.B点的电阻为12ΩB.B点的电阻为4ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了10Ω【答案】D【解析】根据电阻的定义式可以求出A、B两点电阻分别为RA=Ω=30Ω,RB=Ω=40Ω,所以ΔR=RB-RA=10Ω,D正确,A、B、C错误.8.如图所示,R1、R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,正方形的边长之比为2∶1,通过这两个导体的电流方向如图所示,则以下说法正确的是( )A.导体材料的电阻率跟长度成正比,跟材料的横截面积成反比B.若通过导体的电流方向如图,两个导体的电阻R1∶R2=4∶1C.若两导体的电流方向垂直于正方形面通过,则导体电阻之比R1∶R2=4∶1D.若通过导体的电流方向如图,不管两导体电阻是串联还是并联在电路中,两电阻的热功率相同【答案】D【解析】材料的电阻率由材料本身的性质决定,与长度及横截面积无关,A选项错误;设导体的厚度为D,正方形边长为l,若通过导体的电流方向如题图所示,则R=ρ=ρ=,即两导体电阻相等,不管两导体电阻是串联还是并联在电路中,两电阻的热功率相同,B选项错误,D选项正确;若电流方向垂直正方形面通过,由电阻定律可得R=ρ,则R1∶R2=1∶4,C选项错误.21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台2021年高考物理一轮复习考点全覆盖(30)电路的基本概念和规律(原卷版)考点解读:一、对电阻定律、欧姆定律的理解电阻的决定式和定义式的比较公式R=ρR=区别电阻的决定式电阻的定义式说明了导体的电阻由哪些因素决定,R由ρ、l、S共同决定提供了一种测电阻的方法——伏安法,R与U、I均无关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体联系均可计算导体的电阻,在计算同一导体电阻时,计算结果相同二、伏安特性曲线的理解1.图甲中图线a、b表示线性元件,图乙中图线c、d表示非线性元件.2.图线a、b的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故Ra3.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.非线性元件的I-U图线是曲线时,导体电阻Rn=,即电阻等于图线上点(Un,In)与坐标原点连线的斜率的倒数,而不等于该点切线斜率的倒数.三、电功、电功率和电热的计算1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较:纯电阻电路非纯电阻电路实例白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗及转子被卡住的电动机等电动机、电解槽、日光灯等电功与电热W=UIt,Q=I2Rt=t,W=QW=UIt,Q=I2Rt,W>Q电功率与热功率P电=UI,P热=I2R=,P电=P热P电=UI,P热=I2R,P电>P热2.电功与电热的处理方法:(1)首先要分清所研究的电路是纯电阻电路还是非纯电阻电路,正确选择计算公式.(2)处理非纯电阻电路的计算问题时,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.考向一:对电阻定律、欧姆定律的理解【例1】(多选)某种材料的圆柱形导体的长度为L,横截面的直径为d,导体两端所加电压为U,当这三个物理量中仅有一个物理量改变时,关于导体中自由电子定向运动的平均速率,下列说法正确的是A.电压变为2U,导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的2倍B.导体的长度变为2L,导体中自由电子定向运动的平均速率变为原来的1/2C.导体横截面的直径变为2d,导体中自由电子定向运动的平`均速率变为原来的1/2D.导体横截面的直径变为d/2,导体中自由电子定向运动的平均速率不变【变式1】 如图所示,两个同种材料制成的导体放在水平面上,两导体是横截面为正方形的柱体,柱体高均为h,大柱体横截面边长为a,小柱体横截面边长为b,则( )A.若电流沿图示方向,大柱体与小柱体的电阻之比为a∶bB.若电流沿图示方向,大柱体与小柱体的电阻之比为a2∶b2C.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为b∶aD.若电流方向竖直向下,大柱体与小柱体的电阻之比为b2∶a2【变式2】已知纯电阻用电器A的电阻是纯电阻用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A和B的电流IA和IB的关系是( )A.IA=2IBB.IA=C.IA=IBD.IA=考向二:带电粒子在电场中的直线运动【例2】如图所示,图线1表示的导体电阻为R1,图线2表示的导体电阻为R2,则下列说法正确的是( )A.R1∶R2=1∶3B.R1∶R2=3∶1C.将R1与R2串联后接在恒定电源上,则流过两电阻的电流之比为1∶3D.将R1与R2并联后接在恒定电源上,则流过两电阻的电流之比为1∶3【变式3】(多选)某一热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡串联,通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,M为两元件的伏安特性曲线的交点,则下列说法中正确的是A.图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线B.图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线C.图线中的M点,表示该状态小灯泡的电阻等于热敏电阻的阻值D.图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等【变式4】(多选)我国已经于2012年10月1日起禁止销售100W及以上的白炽灯,之后逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示.图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则( )A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβC.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0D.在A点,白炽灯的电阻可表示为【变式5】如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相等、粗细均匀电阻丝的伏安特征曲线,下列判断正确的是()A.a代表的电阻丝较细B.b代表的电阻丝较细C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比考向三:电功、电功率和电热的计算【例3】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A,通过洗衣机电动机的电流是0.50A,则下列说法中正确的是( )A.电饭煲的电阻为44Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB.电饭煲消耗的电功率为1555W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC.1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍【变式6】三只电阻R1、R2、R3如图所示连接,在电路的两端加上恒定电压后,电阻R1消耗的功率最大,则三只电阻的阻值大小关系为A.B.C.D.【变式7】如图为一种服务型机器人,其额定功率为48W,额定工作电压为24V.机器人的锂电池容量为20A·h,则机器人( )A.额定工作电流为20AB.充满电后最长工作时间为2hC.电池充满后总电荷量为7.2×104CD.以额定电流工作时每秒消耗能量为20J精选练习1.城市民用供电线路有的地方用的是截面积为50mm2的铝芯电缆线输电。已知铝的电阻率为2.9×10﹣8Ω·m。那么长度为1500m的这种铝芯电缆线的电阻是( )A.0.87ΩB.87ΩC.9.7×10﹣16ΩD.9.7×10﹣2Ω2.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10cm,bc=5cm,若将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1A;若将C与D接入电压为U的电路中时,则电流为( )A.4AB.2AC.AD.A3.(多选)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=C.对应P点,小灯泡的电阻为R=D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积大小4.如图所示是某一电器的铭牌,从铭牌上的信息可推断该铭牌对应的电器可能是( )5.(多选)如图甲所示,电动势为E、内阻为r的电源与R=6Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是A.电源的电动势E=V,内阻r=4ΩB.图乙中Rx=25ΩC.定值电阻R消耗的最大功率为0.96WD.调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1W6.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随电流的变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是A.电源1与电源2的内阻之比是7:11B.电源1与电源2的电动势之比是1:2C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1:2D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1:27.某导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是( )A.B点的电阻为12ΩB.B点的电阻为4ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了10Ω8.如图所示,R1、R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,正方形的边长之比为2∶1,通过这两个导体的电流方向如图所示,则以下说法正确的是( )A.导体材料的电阻率跟长度成正比,跟材料的横截面积成反比B.若通过导体的电流方向如图,两个导体的电阻R1∶R2=4∶1C.若两导体的电流方向垂直于正方形面通过,则导体电阻之比R1∶R2=4∶1D.若通过导体的电流方向如图,不管两导体电阻是串联还是并联在电路中,两电阻的热功率相同21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)HYPERLINK"http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)"21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 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