专题04 恒定电流【考点清单】（原卷版）-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（教科版2019必修三）

专题04恒定电流目录TOC\o"1-2"\h\u 2清单01电源和电流 2清单02电阻 3清单03电功、电功率和焦耳定律 3清单04电源电动势 4清单05电源输出功率和电源的效率问题 4清单06串并联电路的特点 5清单07闭合电路的欧姆定律 6 7清单01电势和电势能 错误！未定义书签。清单01电源和电流 7考点1：电流的微观表达式 7考点2：等效电流 7清单02电阻 8考点1：电阻定律 8考点2：影响电阻的因素 8清单03电功、电功率和焦耳定律 9考点1：计算串并联电路的电功和电功率 9考点2：计算混联电路各电阻的电功和电功率 10考点3：含电动机电路的综合计算 11考点4：电动机被卡主时的功率计算 11清单04电源电动势 12考点1：电动势和电势差的对比 12考点2：判断电源内部带点粒子移动方向和能量转化 13清单05串并联电路的特点 14考点1：动态电路分析 14考点2：故障电路分析 15考点3：含容电路的分析 15清单06闭合电路的欧姆定律 16考点1：电源的U—I图像 16考点2：利用闭合电路的欧姆定律计算电源的电动势和内阻 17 17清单01电源和电流电源（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（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n:单位体积内电荷的数目；S:导体的横截面积；v电荷的定向移动速率清单02电阻电阻（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式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I有关决定式粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液电阻的决定因素（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．清单03电功、电功率和焦耳定律电功和电热、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＝UItW=Pt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＝UIP=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＝I2R非纯电阻电路的分析方法(1)抓住两个关键量：确定电动机的电压UM和电流IM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＝UMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率Pr＝Ieq\o\al(2,M)r，最后求出输出功率P出＝P－Pr.(2)坚持“躲着”求解UM、IM：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．清单04电源电动势1．电动势(1)电源：通过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；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，E＝eq\f(W,q)；②物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成本领的大小，在数值上等于电源电路时两极间的电压．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E=WU=W单位伏特（V）联系E=U内+U电源的内阻定义：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；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；清单05电源输出功率和电源的效率问题电源的输出功率和电源效率的比较电源总功率任意电路：P总＝EI＝P出＋P内电源内部消耗的功率纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)P内＝I2r＝P总－P出电源的输出功率任意电路：P出＝UI＝P总－P内纯电阻电路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,（R＋r）2)P出与外电阻R的关系电源的效率任意电路：η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100%纯电阻电路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%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r，外电路有一可调电阻R，电源的输出功率为：P出＝I2R＝eq\f(E2R,（R＋r）2)＝eq\f(E2,\f(（R－r）2,R)＋4r).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：(1)当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝eq\f(E2,4r)；(2)当R＞r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越小；(3)当R＜r时，随着R的增大，电源的输出功率越来越大；(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R1和R2，且R1R2＝r2.清单06串并联电路的特点1．串并联电路的比较串联并联电路图电流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)比例关系W∝P∝U∝RW∝P∝I∝12.串并联电路常用的四个推论（1）串联电路的总电阻其中任一部分电路的总电阻．（2）并联电路的总电阻其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．（3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是各个电阻耗电功率之和．（4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻时，电路的总电阻．清单07闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比；（2）公式：I＝eq\f(E,R＋r)(只适用于纯电阻电路)；（3）其他表达形式①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir；②功率表达式：EI＝UI＋I2r.2．路端电压与外电阻的关系（1）一般情况：U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，当R增大时，U增大；（2）特殊情况：①当外电路断路时，I＝0，U＝E；②当外电路短路时，I短＝eq\f(E,r)，U＝0.3.对闭合电路欧姆定律的理解和应用在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．电源U－I图象电阻U－I图象关系式U＝E－IrU＝IR图形物理意义电源的路端电压随电流的变化关系电阻两端电压与电阻中的电流的关系截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值表示外电阻的大小表示该电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r的大小若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小两曲线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压清单01电源和电流考点1：电流的微观表达式1．（23-24高二上·福建莆田·期中）有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子的定向移动速度为v，在△t时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（）A．nvS△t B．nv△t C． D．2．（多选）（23-24高二上·新疆省直辖县级单位·期末）一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率v0，导体中通过的电流为I，则下列说法正确的有（）A．自由电子定向移动的速率v0 B．自由电子定向移动的速率为C．电场传播的速率为真空中的光速c D．自由电子定向移动的速率为考点2：等效电流3．（22-23高二上·福建南平·期末）均匀带电绝缘圆环所带电荷量为Q。现使圆环绕垂直圆环所在平面且过圆心的轴以角速度匀速转动。则环转动产生的等效电流为（）A． B． C． D．4．安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流。设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是（）A．电流大小为，电流方向为顺时针 B．电流大小为，电流方向为顺时针C．电流大小为，电流方向为逆时针 D．电流大小为，电流方向为逆时针清单02电阻考点1：电阻定律5．（23-24高二上·宁夏石嘴山·期中）一块均匀的长方体金属导体，长、宽、高分别为a、b、c，如图所示。电流沿AB方向时测得导体的电阻为R，该金属的电阻率为（）A． B． C． D．6．（23-24高二上·陕西渭南·期末）如图所示，厚薄均匀的长方体金属片，边长ab=10cm，bc=5cm，当A与B间接入的电压为U时，电流为1A，当C与D间接入的电压为U时，其电流为（）A．4A B．2A C．0.5A D．0.25A考点2：影响电阻的因素7．2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率就是电阻率的倒数，即。下列说法正确的是（

）A．电导率的单位是 B．材料的电导率与材料的形状有关C．材料的电导率越小，其导电性能越强 D．电导率大小与温度无关8．（23-24高二上·广东广州·期中）下列说法正确的是（）A．导体的电阻由导体本身决定，与温度无关B．电阻率的单位是C．将一根均匀电阻丝拉长为原来的2倍，则电阻丝的电阻也变为原来的2倍D．通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流越大清单03电功、电功率和焦耳定律考点1：计算串并联电路的电功和电功率9．（23-24高二上·上海·期末）有两只额定电压都是110伏的灯泡A和B，A的额定功率是100瓦，B的额定功率是40瓦。为了使它们接在220伏的电路中仍能正常发光，电路消耗的功率又最省，图所示中最合理的接法是（）A． B．C． D．10．（23-24高二上·广东·期中）某工程师设计一个多挡的发热电路，通过开关S1、S2的闭合或断开来实现。电路如图所示，R1=4R0，R2=3R0，R3=2R0，R4=R0，M、N加恒定电压，最小功率100W，则电路的最大功率为（）A．1000WB．200W C．333W D．520W考点2：计算混联电路各电阻的电功和电功率11．（22-23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I随它两端电压U变化的关系图像如图（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2组成如图（b）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R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，下列关系中正确的是（）A． B． C． D．12．（22-23高二上·山东济宁·期中）在如图所示电路中，灯L标有“6V

3W”，定值电阻，，电源内阻，当滑片P滑到最下端时，理想电流表读数为1A，此时灯L恰好正常发光，试求：（1）滑动变阻器最大值；（2）当滑片P滑到最上端时，电流表的读数；（3）若把电流表A与定值电阻互换位置，当滑片P位于滑动变阻器的中点时，整个滑动变阻器消耗的功率。考点3：含电动机电路的综合计算13．（23-24高二上·福建龙岩·期末）夏天天气炎热，同学们常用手持式微型电风扇来降温解暑。某小组拆下一个小电风扇的电动机，设计了如下图所示的实验电路，其中电源的电动势E=12V，内阻r=3Ω，小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率为0.75W，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，当R=7Ω时，灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，根据以上信息，可以得出：(1)该电动机正常工作时的电流为A，功率为W；(2)若已知该电动机线圈电阻RM=2Ω，则其正常工作时的输出功率为W。14．（23-24高二上·湖北十堰·期中）如图所示，电源电动势，E=8V，内电阻r=1Ω，小灯泡标有“3V3W”字样，小灯泡标有“2V4W”字样，电动机D的内阻rD=0.5Ω，当闭合电键S，将滑动变阻器R的阻值调到1Ω时，两灯泡和电动机均能正常工作。求：(1)流过电动机的电流；(2)电动机输出的机械功率；(3)电源的输出功率。考点4：电动机被卡住时的功率计算15．（23-24高二上·山东淄博·期末）如图所示为某品牌玩具的电动机及其伏安特性曲线，由该图像可知（）A．该电动机内阻为2.5ΩB．电压为1V时该电动机损失的热功率为0.2WC．电压为1V时该电动机的输出功率为0.4WD．电压为1V时该电动机的总功率为0.6W16．（22-23高二上·北京西城·阶段练习）利用电动机提升重物的示意图如下。已知电源电动势，电源内阻，电动机线圈电阻，定值电阻，重物质量，当电动机匀速提升重物时，理想电压表的示数，不计空气阻力和摩擦，取。求：（1）流经电源的电流和电动机两端的电压；（2）电动机的热功率和重物匀速上升时的速度；（3）由于人员使用不当，致使电动机被卡住而无法转动，求此时电动机的热功率。清单04电源电动势考点1：电动势和电势差的对比17．（23-24高二上·四川乐山·期末）下列关于电压、电动势的说法正确的是（）A．电源的电动势与外部电路有关B．电压与电动势的单位都是伏特，路端电压即为电动势C．电源的电动势越大意味着电源把其他形式的能转化为电能的本领越强D．由电动势公式可知，非静电力做功越多电动势就越大18．（多选）（22-23高二上·江西赣州·期末）物理思想方法是高中物理学科核心素养的重要内容，等效替代法在处理许多问题时可以带来很大方便。电源的两个重要参数分别是电动势E和内阻r，我们已经知道电源电动势数值上等于电源的开路电压，如图甲所示，如果我们在电源两端M、N之间接上一个理想电压表，则理想电压表测得的数值就是电动势大小；如果在电源两端M、N之间接上一个理想电流表，则理想电流表测得的就是短路电流；而理想电压表与理想电流表读数之比为电源内阻。现有一个电动势为E、内阻为r的电源和一阻值为R的定值电阻，将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源，如图乙和丙中虚线框所示。设虚线框内电路的等效电源的电动势为，等效内电阻为，试根据以上信息，判断下列说法中正确的是（）A．乙图中的， B．乙图中的，C．丙图中的， D．丙图中的，考点2：判断电源内部带点粒子移动方向和能量转化19．（23-24高二上·广东广州·期末）锂电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。锂电池在充电和工作时主要依靠锂离子（Li＋）在正极和负极之间移动来工作。如图为锂电池的内部结构，某过程中Li＋从负极通过隔膜返回正极。锂电池的电动势为3.7V，工作电流为1A，则（）

A．电源的路端电压为3.7V B．此过程电池处于充电状态C．电路中单位时间内非静电力做的功为3.7J D．电池中电荷量的单位通常标识为“”20．（多选）（22-23高二上·天津津南·期末）如图所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（）A．充电宝输出的电功率为 B．手机电池内阻C．手机电池产生的焦耳热为 D．手机电池储存的化学能为清单05串并联电路的特点考点1：动态电路分析21．（23-24高二下·安徽黄山·期末）如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，V、A、、四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、、表示，下列判断正确的是（）A．I减小，减小B．I增大，增大C．电压表V的示数与电流表A示数之比不变D．电压表的示数的变化量与电流表A示数的变化量之比保持不变22．（23-24高二下·安徽阜阳·期末）如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（）A．断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点B．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧C．保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点D．保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧考点2：故障电路分析23．（23-24高二上·北京海淀·期中）如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则下面选项中正确的是（

）A．导线断路 B．滑动变阻器断路 C．导线断路 D．滑动变阻器短路24．（多选）（23-24高二上·山东菏泽·期中）如图所示，灯泡A、B都能正常发光，由于电路中发生故障，导致两个灯泡都变亮，可能的原因是（）A．断路 B．断路 C．断路 D．短路考点3：含容电路的分析25．（23-24高二上·湖北孝感·期末）在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向上移动时，关于灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（）A．L变暗，Q增多 B．L变暗，Q减少C．L变亮，Q增多 D．L变亮，Q减少26．（23-24高二下·江西九江·期中）如图所示的电路中，电源电动势20V、内阻3Ω，定值电阻、、滑功变阻器可调节范围0~10Ω，一对边长的正方形金属板水平放置，板间距。闭合开关S，电路稳定后一质量、电荷量的带电微粒，从两金属板左侧中点以速度沿平行于金属板方向射入电场。不考虑空气阻力，重力加速度（1）若微粒沿直线射出电场，求此时两金属板间电压和滑动变阻器连入电路部分电阻；（2）为使微粒能够射出金属板间电场区域，求滑动变阻器的调节范围。清单06闭合电路的欧姆定律考点1：电源的U—I图像27．（23-24高二上·安徽滁州·期末）自1957年苏联成功发射首颗人造卫星以来，截至2023年10月底，全球有近9500个航天器在轨工作，而这其中90%的发电比例都来源于太阳能电池，因此太阳能电池为人类探索浩瀚星空插上了一双强劲的“翅膀”。如图所示，曲线I为某太阳能电池在一定光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，直线II是某定值电阻的图像，M为曲线I和直线II的交点，M点坐标为。过M点作曲线I的切线，分别与坐标轴相交于、。现将该电池和定值电阻组成闭合回路，保持上述光照强度照射时，下列计算式正确的是（）A．电池的电动势为 B．此时电池的内阻为C．电源的输出功率为 D．电源的效率为28．（多选）（23-24高二下·河南漯河·期末）如图所示，直线、分别是电源与电源的路端电压随输出电流变化的图线，曲线是一个小灯泡的图线。曲线与直线、相交点的坐标分别为、。如果把该小灯泡分别与电源电源单独连接，则下列说法正确的是（）A．电源与电源的内阻之比是B．电源与电源的电动势之比是C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是考点2：电源的最大输出功率和条件29．（23-24高二上·浙江杭州·期中）如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到，定值电阻的阻值范围为，则下列结论正确的是（）A．外电路消耗的最大功率为 B．R消耗的最大功率可能为C．当时，r消耗的功率最小 D．当时，消耗的功率最大30．（多选）（23-24高二下·河南焦作·期末）如图1所示，电源电动势E、内阻r恒定，定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω。闭合S，当滑动变阻器的滑片由a滑至b时，R上消耗的功率P随接入电路电阻的变化关系如图2所示，则（）A．电动势 B．内阻 C．时，R一定为3Ω D．时，R可能为12Ω一、单选题1．（23-24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ρ，单位体积内自由电子个数为n，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（）A．通过直导线的电流为B．通电直导线的电阻为C．导体棒两端的电压为D．一电子从直导线右端运动到左端的过程中，电场力对该电子做的功为2．（23-24高二上·河南·期末）北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以光速的沿环运动而形成I的等效电流时，环中运行的电子数目为（已知光速为c，电子电荷量为e）（）A． B． C． D．3．（2024·广西·高考真题）将横截面相同、材料不同的两段导体、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x的变化关系如图乙，则导体、的电阻率之比约为（）A． B． C． D．4．（23-24高二上·山东济宁·阶段练习）甲、乙为不同材料制成的两个长方体金属导电板，长、宽、高均分别为a、b、c，其中a＞b＞c，如图，它们的外形完全相同。现将甲、乙两金属导电板按下图两种方式接入同一电源时，若回路中的电流相同，那么甲、乙两金属导电板的电阻率之比为（）

A． B． C． D．5．（23-24高二上·广西南宁·期末）如图是某电路的一部分，其中、、、、，那么，电流表测得的电流为（）A．，方向向左B．，方向向左C．，方向向右 D．，方向向右6．（23-24高二上·新疆乌鲁木齐·期末）如图所示的U-I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（）A．电源的输出电压为2V B．电源电动势为3V，内阻为0.5ΩC．电源的输出功率为3.0W D．电源的效率为60%7．（23-24高二上·安徽亳州·期末）如图所示为额定电压为2.5V小灯泡的伏安特性曲线。将该小灯泡与阻值为9Ω的定值电阻串联接在电动势E＝3V、内阻r＝1的电源两端，下列说法中正确的是（）A．小灯泡在额定电压下的电阻值约为8.3 B．小灯泡的电阻值会随其两端电压的升高而减小C．小灯泡的实际功率约为0.75W D．此时小灯泡的电阻为108．（23-24高二下·安徽宣城·期末）如图所示，电表均为理想电表，电源内阻的大小为r，两灯泡的电