恒定电流-2025年江苏高考物理复习专练（解析版）

重难点10恒定电流

<1

之爸题趋势

考点三年考情分析2025考向预测

本专题就是高考的热点，恒定电流主要考察电路中

2020年江苏题的功率和效率问题（结合电磁感应在计算题中考

考点电路的分析与计算2021年江苏题察），电路的分析（以选择题考察）。高考命题考察

2022年江苏题方向：电路中的功率与效率、闭合电路欧姆定律的

应用、电路及含容电路动态分析。

重难诠释

◎

【情境解读】

定义式：［=2

电流|微观表达式：7=〃如“

关系式：I=—

电

路的

本概

基伏安特性曲线

及规

念

律

电阻

电功、电功率

及电热、热功

率的h徽

非纯电阻电路

串联电路电流关系

串并

联

的

电路

电压关系

规律

并联电路功率关系

E

I=------

R+r

闭合电

姆

路

欧闭合电路的欧

定

律姆定律

闭合电路的欧

姆定律闭合电路的功率和效率问题

【高分技巧】

1.闭合电路中的功率与效率

(1)电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗

的功率。

①任意电路：p&=EI=IU外+/U内=%+4V

声

②纯电阻电路：电=l\R+r)=------

R+r

(2)电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率。

①任意电路：坳=U外I=IE—产厂=斑—比.

2

/E

②纯电阻电路：坳=/2夫=

+厂

由产出与外电阻R的关系图像可以看出:

I、当R=?•时，电源的输出功率最大，为产出m=fj，但效率不是最大，而是只有50%.

II、当R＞厂时，随着R的增大，输出功率越来越小.

IIL当RO•时，随着R的增大，输出功率越来越大.

IV、当尸出＜尸mm时，每个输出功率对应两个外电阻Ri和&，且产，因此需要注意题目中可能出

现双解的情况.

（3）电源内耗功率:内电路上消耗的电功率%=U内I=I2r=绛—峪

（4）电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即

①任意电路：n=—x100%=—x100%=—x100%

P息ElE

②纯电阻电路：〃=—^―x100%

R+r

提高纯电阻电路效率的方法：R越大，〃越高。

2.电路的简化与分析

（1）含有电容器电路的简化与分析

①电路简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所在的电路视为断路，简化电路时可以去掉,

求电荷量时再在相应位置补上.

②电容器的电压

i、电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线。

ii、电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。

③电容器的电荷量及变化

i、电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电.若电容器两端电压升高，电容器将充电；

若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。

ii、如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|。1一。2|。

iii、、如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为

（2）理想电表中电流表一般可视为导线，电压表可以视为开关断开。.

（3）等效电源法

把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”、“内阻”如下：

①两点间断路时的电压等效为电动势E'。

②两点短路时的电流为等效短路电流/短'，等效内电阻,=另。

常见电路等效电源如下:

(&+r)/？2

(4)非纯电阻电路的分析方法

①抓住两个关键量：确定非纯电阻电路的电压和电流&是解决所有问题的关键•若能求出、

IM，就能确定非纯电阻电路的电功率尸=UMIM,根据电流/“和非纯电阻电路的电阻厂可求出热功率

pr=5最后求出输出功率电=P-P,。

②坚持“躲着”求解UM、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

UM和电流1M。

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。

【技巧点拨】

U2

①非纯电阻电路中，二鼠/既不能表示电功也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立

②不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路.当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适

用，电能全部转化为内能.只有在电动机转动时才为非纯电阻电路，此时欧姆定律不再适用，大部分电能转

化为机械能。.

(5)电路的故障分析

①电路故障一般是短路或断路.常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部断路、接触不

良等现象.故障的特点如下：

i、断路状态的特点：电源电压不为零而电流为零;若外电路某两点之间的电压不为零，则这两点间有断

点，而这两点与电源连接部分无断点。

ii、短路状态的特点：有电流通过电路而电压为零。

②利用电流表、电压表判断电路故障的方法

i、电流表示数正常而电压表无示数的情况：“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表

无示数”表明无电流通过电压表

故障原因可能是:a.电压表损坏;b.电压表接触不良;c.与电压表并联的用电器短路。

ii、电压表有示数而电流表无示数的情况：“电压表有示数”表明有电流通过电压表，“电流表无示数”

说明没有或几乎没有电流流过电流表。.

故障原因可能是:a.电流表短路;b.和电压表并联的用电器断路。

iii、电流表和电压表均无示数的情况：“两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，

可能是干路断路导致无电流。.

iv、欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路.在用欧姆

表检测时，应断开电源。

3.电路的动态分析

（1）程序法：遵循“局部一整体一局部”的思路

电路结构的变化-R的变化-R总的变化总的变化端的变化-固定支路（7联分流的变化-其他

'串联分压u/

支路的变化.

（2）结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零。

①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率

都将减小，反之则增大.

②所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率

都将增大，反之则减小。

（3）极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去

讨论.

（4）特殊值法:对于某些特殊电路问题，可以采取代入特殊值的方法去判定。

4.闭合电路的图像问题

（1）导体的伏安特性曲线：由于电阻的导电性能不同，所以不同的电阻有不同的伏安特性曲线。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。

Ri

d

/xII/P”四⑷

u......州乙u

（2）电源的伏安特性曲线：闭合电路中，当外电阻R发生变化时，干路电流/发生变化，路端电压U

也随之发生，路端电压U与电流/的关系可表示为。端=E-Ir,若以。为纵坐标、I为横坐标，可在

U-/直角坐标系中作出图线，此图线称为电源的伏安特性曲线。

由。端=E-7r可知函数图像是一条向下倾斜的直线.纵坐标轴上的截距等于电动势的大小；横坐标

轴上的截距等于短路电流I短；图线的斜率值等于电源内阻的大小。

①直线斜率的绝对值表示电源的内阻厂，纵轴的截距为电源电动势Eo

②直线上点A与原点。的连线的斜率表示对应的外电路电阻R.

③图线上每一点的横、纵坐标的乘积为对应情况下电源的输出功率，对于图中的A点有尸

④图中实线和虚线的交点称为“工作点”，这是求解非线性元件功率的突破口。

限时提升练

（建议用时：40分钟）

1.（2022.江苏.高考真题）如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为A=2C,凡=3C,&=2Q,

凡=4Q,电源电动势E=12V,内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（

A.R[B.R2C.R3D.R4

【答案】A

【解析】由电路图可知品与R串联后与&并联，再与品串联。并联电路部分的等效电阻为

臂+RJ

井（&+凡+凡）

E

由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过R的电流为，=/=-~—=3A

4+«并

IR*IR*

并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则，2=—=2A,/3=/4=p'd=1A

4尺3+瑞

四个灯泡的实际功率分别为4=//=18W,鸟=/；&=12W,8=/；居=2W,舄=凡=4W

故四个灯泡中功率最大的是品。故选A。

2.（2020.江苏.高考真题）某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，

开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（）

车灯

E,r

A.车灯的电流变小B.路端电压变小

C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大

【答案】ABD

【解析】开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流/灯变小，A正确；电路的路端电压为

UE-U

。路=。灯=/灯R灯，/灯变小，路端电压变小，B正确；总电流即干路电流为/干=」=-----直，。路

rr

减小，干路电流增大，C错误；电源总功率为电="干，/干增大，总功率变大，D正确。故选ABD。

3.（2021.江苏.高考真题）有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨

膜电流，若将该细胞膜视为1X10-8F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV,则

该过程中跨膜电流的平均值为（）

A.1.5X10-7AB.2X10-7AC.3.5X10-7AD.5X10-7A

【答案】D

【解析】根据。=cu,可知AQ=CAU=10-8x（30+70）xl0-3C=10-9C,则该过程中跨膜电流的平均值为

八些=』A=5xO7Ao故选D。

t2x10-3

4.（2024.江苏南京.二模）把带铁芯的线圈入（电阻忽略不计）、电容器、小灯泡、开关、直流恒压电源

DC和交流电源AC（直流恒压电源的电压与交流电源电压的有效值相等），分别组成如下电路，其中小灯泡

最亮的是（）

卜

C

1-DC——।——AC——

【答案】A

【解析】线圈具有阻交流、通直流的特点，电容器具有隔直流、通交流的特点，电容器对交流电具有

容抗，故直流电源接线圈时，对电流阻碍作用最小，小灯泡最亮。故选A。

5.（2024.江苏南京弘光中学.二模）如图所示，某同学用电流传感器探究电容器充电过程中对旁路的影

响，H0时刻闭合开关S,则能正确表示此后电阻R1中电流变化过程的图像是（）

【答案】B

【解析】闭合开关S瞬间，对电容器充电，通过及的电流逐渐减小，则通过R的电流逐渐增加，电容

器充电结束，通过Ri的电流达到最大，并保持不变。故选B。

6.（2024.江苏苏锡常镇.教学情况调研二）如图所示，某同学用电流传感器探究电容器充电过程中对旁

路的影响，时刻闭合开关S,则能正确表示此后电阻Ri中电流变化过程的图像是（）

【答案】B

【解析】闭合开关S瞬间，对电容器充电，通过&的电流逐渐减小，则通过R的电流逐渐增加，电容

器充电结束，通过修的电流达到最大，并保持不变。故选B

7.（2024.江苏苏锡常镇.三模补偿训练）据报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟

内充满电.用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（）

A.该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大

B.该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少

C.该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变

D.充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零

【答案】B

【解析】电容器的电容由自身因素决定，该电容器给手机电池充电时和充电结束后，电容器的电容不

变，故AD错误；该电容器给手机电池充电时，电容器放电，电容器所带的电荷量减少，存储的电能变少，

故B正确，C错误；故选B。

8.（2024.江苏南通.三模补偿）某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡

完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断

开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法

甲乙

A.开关S闭合瞬间，流经灯D?和D3的电流相等

B.开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变

C.开关S断开瞬间，灯D?闪亮一下再熄灭

D.根据题中信息，可以推算出图乙中小与乙的比值

【答案】D

【解析】开关S闭合瞬间，由于电感线圈的阻碍作用，灯D3逐渐变亮，通过灯D3的电流缓慢增加,

待稳定后，流经灯D?和D3的电流相等；故从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D1的电流也是逐渐增加，A、

B错误；开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯D?和D3提供电流，又

因为电路稳定的时候，流经灯D?和Da的电流相等，所以灯D2逐渐熄灭，C错误；开关S闭合瞬间，灯D1

F

和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律％=万电路稳定后，流过D3的电流为

1EE

5.右二森，开关S断开瞬间，电感线圈能够为D2和D3提供与之前等大电流，故其两端电压为

—K

2

2Ew,3

"2=八2氏=丁所以」=了故可以推算出图乙中小与“2的比值，D正确。故选D。

3忧24

9.（2024.江苏南京.三模补偿）图1和图2是教材中演示电感器对交变电流的阻碍作用的两个电路图.把

带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，如图1所示，再把它们接到交流电源上,

如图2所示.取直流电源的电压与交流电压的有效值相等，观察比较两种情况下电路稳定时灯泡的亮度.下

列叙述正确的是

B.接直流和接交流灯泡一样亮

C.线圈对直流和交流的阻碍作用相同

D.线圈对交流的阻碍作用更大

【答案】D

【解析】由于直流电路仅仅是开关闭合或者断开瞬间电流会发生变化，因此在开关闭合或断开瞬间电

感线圈对会产生感应电流对电流有阻碍作用，但是交变电流由于电流大小和方向时刻改变，电感线圈始终

会产生感应电流阻碍原电流的变化，所以两灯泡的亮度不同，图1的灯泡更亮，故正确答案为D。

10.（2024.江苏扬州.三模）通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器原理如

图所示，电容器的M极板固定，与弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。则当手机（）

R

■MI1------1

左言右—乂女~~

A.匀速运动时，电流表示数为零，电容器M极板带负电

B.由静止突然向前加速时，电容器的电容增大

C.由静止突然向前加速时，流过电流表的电流由6向a

D.保持向前匀减速运动时，电流表示数变小

【答案】C

【解析】匀速运动时，N极板相对M极板的位置不变，电容器的电容不变，则电容器带电量不变，电

路中没有电流，电流表示数为零，电容器M极板与电源正极相连，带正电，故A错误；由静止突然向前加

速时，因为惯性，N极板相对M极板向后运动，两极板间距变大，根据。=型-,可知电容器的电容减

4兀kd

小，根据Q=C。，可知电容器带电量减小，则电容器放电，流过电流表的电流由6向。，故B错误，C正

确；保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，N极板受力不变，则弹簧形变量不变，N极板相对M极板

的位置不变，则电容器的电容不变，电容器带电量不变，电路中无电流，电流表示数不变，为零，故D错

误。故选C。

11.（2024.江苏徐州.三模）某学习小组设计了改变电容器极板间电压的电路，电压表可视为理想电表,

下列电路中，电容器极板间电压变化范围较大的是（）

【解析】由题图可知，分压式电路电压测量范围较大，A选项中滑动端P处于最左端时电容器两端电

RFRE

压为0,当滑动端处于最右端时，电容器两端电压为。=——，故电压表变化范围为0-------,故A正

R+rR+r

确。B选项中滑动端P处于最左端时电容器两端电压为0,当滑动端处于最右端时，电容器两端电压为

RFRF

U=——，故电压表变化范围为0------,但是B图不利于保护元件，滑动端处于最左端时电源短路，

R+rR+r

B错误；C、D图中电压表读数始终为电源电动势，C、D错误。故选A。

12.（2024.江苏泰州.一模）通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器原理如

图所示，电容器的M极板固定，与弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。则当手机（）

R

■MI1------1

冒

左番右~~包~~

A.匀速运动时，电流表示数为零，电容器M极板带负电

B.由静止突然向前加速时，电容器的电容增大

C.由静止突然向前加速时，流过电流表的电流由。向。

D.保持向前匀减速运动时，电流表示数变小

【答案】C

【解析】匀速运动时，N极板相对M极板的位置不变，电容器的电容不变，则电容器带电量不变，电

路中没有电流，电流表示数为零，电容器M极板与电源正极相连，带正电，故A错误；由静止突然向前加

速时，因为惯性，N极板相对M极板向后运动，两极板间距变大，根据。=三忑］，可知电容器的电容减

4兀kd

小，根据Q=C。，可知电容器带电量减小，则电容器放电，流过电流表的电流由b向a,故B错误，C正

确；保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，N极板受力不变，则弹簧形变量不变，N极板相对M极板

的位置不变，则电容器的电容不变，电容器带电量不变，电路中无电流，电流表示数不变，为零，故D错

误。故选C。

13.（2024.江苏苏州南航附中.二模）以下实验中，说法正确的是（）

A.在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减

小

B.“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面

积

C.“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升

高，金属热电阻阻值减小

D."探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈

接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零

【答案】D

【解析】在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流逐

渐增大，故A错误；“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，让油酸在水面尽可能

散开，形成单分子油膜，再描下油膜轮廓，测出油膜面积，故B错误；“观察光敏电阻特性”和“观察金属热

电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大，故C错误；“探

究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的

交流电时，副线圈输出电压不为零，故D正确。故选D。

14.（2024.江苏苏州南航附中.二模）如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个可变

电阻R组成，知灵敏电流计的满偏电流4=2mA,内电阻4=300。，则下列说法正确的是（）

B.乙表是电压表,R减小时量程增大

C.在甲图中，若改装的电流表量程为0.6A,则尺=0.5Q

D.在乙图中，若改装的电压表量程为3V,则H=1500Q

【答案】A

【解析】甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表。电流表

JR

的量程为/=/.+上至，可知当R减小时量程增大，故A正确；乙由一个灵敏电流表G和个变阻器R串

gR

联，利用串联电阻的分压，改装成电压表。电压表的量程为。=4（4+R）,可知R减小时量程减小，故

JR

B错误；由公式/=/+上至，在甲图中，若改装成的电流表的量程为0.6A,则有

gR

[2义300

R=-^-=-^--CL^1.003dt故C错误；由公式u=//4+R），在乙图中，若改装成的电压表的

7

I-Ig600-2八，

U3

量程为3V,则有R=J"-Rg=2义103Q—3000=12000‘故D错误。故选A。

15.（2024.江苏苏锡常镇.三模补偿训练）据媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机

几分钟内充满电。若用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（）

A.该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大

B.该电容器给手机电池充电时，电容器存储电能变少

C.该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变

D.充电结束后，电容器的电容为零

【答案】B

【解析】电容是描述电容器的容纳电荷的本领大小的物理量，与电容器的电压及电量无关，故AD错

误；当该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电荷量减小，则电能变少，C错误，B正确。故选B。

16.（2024.江苏南京、盐城.一模）图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正

负极板（分别为A、8）为二氧化铅及铅，电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析，下列说法正确的是（）

挡板定位孔

A.电压表V］正极与。相连

B.电压表V2的测量值大于电路的外电压

C.电压表V的测量值不会大于电压表V2的测量值

D.电压表V］和V2测得的示数之和接近于一定值

【答案】D

【解析】电压表V1和V2分别测量电路中的内电压和外电压，在电源的外部，电流方向从电源的正极

流向负极，而电源的内部，电流方向由电源的负极流向正极，电压表Vi测量内电压，则电压表Vi正极与b

相连。电压表Vi和V2测得的示数之和为电源电动势应接近于一定值，故AB错误，D正确；根据串联电路,

电阻分到电压跟阻值成正比，因为不知道内外电阻阻值，所以电压表Vi的测量值有可能会大于电压表V2

的测量值，故C错误。故选D。

17.（2024.江苏苏锡常镇.教学情况调研一）如图所示电路中，电阻均与&阻值相同，理想二极

管与鸟并联，在42间加峰值电压不变的正弦式电流，则用与凡的电功率之比是（）

AB

----oo-

A.1