1、五年高考(全国卷)命题分析五年常考热点五年未考重点闭合电路的欧姆定律20162卷17题1.电路的基本概念和规律2.电路的动态分析和电路故障问题3.测定金属的电阻率4.测定电源的电动势和内阻实验：测量仪器的读数问题20173卷23题实验：电阻的测量20182017201620153卷23题2卷23题2卷23题2卷23题实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线20171卷23题实验：练习使用多用电表20173卷23题实验：电表的改装和校对2019201820151卷23题、3卷23题2卷22题1卷23题实验：拓展创新实验2019201820162卷23题1卷23题1卷23题1.考查方式：本章内容的高频考点主
2、要是电学实验的知识同时也会考查电路的相关知识，一般难度较小，常以选择题的形式出题，而电学实验知识主要考查闭合电路欧姆定律、仪器的选取、电路的设计与创新知识，有一定的难度常以实验填空题的形式出题.2.命题趋势：(1)应用串、并联电路规律、闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路的动态分析(2)非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功、电热的关系(3)实验及相关电路的设计与创新.第1讲电路的基本概念和规律一、电流部分电路欧姆定律1电流(1)形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压(2)标矢性：电流是标量，正电荷定向移动的方向规定为电流的方向(3)两个表达式：定义式：I；决定式：I.
3、2部分电路欧姆定律(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.(3)适用范围：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导体或半导体元件(4)导体的伏安特性曲线(IU)图线图1比较电阻的大小：图线的斜率ktan ，图1中R1R2(选填“”“”或“”)；线性元件：伏安特性曲线是直线的电学元件，适用于欧姆定律；非线性元件：伏安特性曲线是曲线的电学元件，不适用于欧姆定律自测1 (2019吉林“五地六校”合作体联考)如图2所示为a、b两电阻的伏安特性曲线，图中45，关于两电阻的描述正确的是()图2A电阻a的阻值随电流的增大而增大B因IU图线的斜率表示电阻的倒数，故电
4、阻b的阻值R1.0 C在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值D在电阻b两端加2 V电压时，流过电阻的电流是4 A答案C解析IU图像上的点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数，由题图可知，电阻a的图像上的点与坐标原点连线的斜率越来越大，故a的电阻随电流的增大而减小，故选项A错误； IU图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，但是由于横、纵坐标轴的长度单位不同，则不能由R1.0 求解电阻b的阻值，只能通过R 2 求解，选项B错误；根据R可知在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值，选项C正确；由题图可知，在电阻b两端加2 V电压时，流过电阻的电流是1 A，选项D错误二、电阻及电阻定律
5、1电阻(1)定义：导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻(2)公式：R，其中U为导体两端的电压，I为通过导体的电流(3)单位：国际单位是欧姆()(4)决定因素：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，其大小由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关2电阻定律(1)内容：导体电阻还与构成它的材料有关，同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比(2)公式：R.其中l是导体的长度，S是导体的横截面积，是导体的电阻率，其国际单位是欧米，符号为m.(3)适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液3电阻率(1)计算式：R.(2)物理意义：反映导体的导电性能，是导体材
6、料本身的属性(3)电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而增大；负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小自测2(2019湖北武汉市四月调研)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1 000倍电导率就是电阻率的倒数，即.下列说法正确的是()A材料的电导率越小，其导电性能越强B材料的电导率与材料的形状有关C电导率的单位是D电导率大小与温度无关答案C解析材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越弱，选项A错误；材料的电导率与材料的形状无关，选项B错误；根据R，则，则电导率的单位是，选项C正确；导体的电阻率与温度有关，
7、则电导率大小与温度有关，选项D错误三、电功、电功率、电热及热功率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：WqUIUt(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(2)公式：PIU(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：QI2Rt(适用于任何电路)4电功率PIU和热功率PI2R的应用(1)不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P电UI，热功率均为P热I2R.(2)对于纯电阻电路：P电P热I
8、UI2R.(3)对于非纯电阻电路：P电IUP热P其他I2RP其他P其他自测3 (多选)如图3所示，电阻R120 ，电动机的内阻R210 .当开关断开时，电流表的示数是0.5 A，当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()图3AI1.5 A BI1.5 ACP15 W DP15 W答案BD利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时，注意以下基本思路：设柱体微元的长度为L，横截面积为S，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的速率为v，则：(1)柱体微元中的总电荷量为QnLSq.(2)电荷通过横截面的时间t.(3)电流的微
9、观表达式InqvS.例1如图4所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()图4A. B. Cnev D.答案C解析由电流定义可知：IneSv.由欧姆定律可得：UIRneSvneLv，又E，故Enev，选项C正确变式1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I的电子束已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内的电子
10、个数是()A. B. C. D. 答案B解析在加速电场中有eUmv2，得v .在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内电荷量为qItI，则电子个数n ，B正确1电阻的决定式和定义式的比较公式RR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、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质溶液适用于任何纯电阻导体2.对伏安特性曲线的理解(如图5甲、乙所示)图5(1)图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件(2)在图甲中，斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，RaRe.在图乙中，斜率表示电阻倒数的大小斜率越
11、大，电阻越小，RdRf.(3)图线b的斜率变小，电阻变小，图线c的斜率变大，电阻变小注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数根据R，电阻为某点和原点连线的斜率或斜率的倒数例2如图6所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab10 cm，bc5 cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2 A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为()图6A0.5 A B1 A C2 A D4 A答案A解析设金属薄片厚度为d，根据电阻定律R，有RCD，RAB，故2；根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比，故两次电流之比为41，故第二次电流为0.5 A，选项A正确变式2用电器到发电站的距离为l，线路上
12、的电流为I，已知输电线的电阻率为.为使线路上的电压降不超过U，那么，输电线横截面积的最小值为()A. B. C. D.答案B解析输电线的总长为2l，R，则S，故B正确例3(多选)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7所示图像上A点与原点的连线与横轴成角，A点的切线与横轴成角，则()图7A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tan C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，白炽灯的电阻可表示为，选项B错误，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
13、3 (2020安徽黄山市质检)如图8所示是电阻R的IU图像，图中45，由此得出()图8A欧姆定律适用于该元件B电阻R0.5 C因IU图像的斜率表示电阻的倒数，故R1.0 D在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是2.0 C答案A解析根据数学知识可知，通过电阻的电流与两端电压成正比，欧姆定律适用，A正确；根据电阻的定义式R可知，IU图像斜率的倒数等于电阻R，则得R 2 ，B、C错误；由题图知，当U6.0 V时，I3.0 A，则每秒通过电阻横截面的电荷量是qIt3.01 C3.0 C，D错误1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WUIt
14、对纯电阻电路，电功等于电热，WQUItI2Rt；对非纯电阻电路，电功大于电热，WQ电热电流通过导体产生的热量QI2Rt电功率单位时间内电流所做的功PUI对纯电阻电路，电功率等于热功率，P电P热UII2R；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PI2R2.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PUMIM，根据电流IM和电动机的电阻r可求出热功率PrIr，最后求出输出功率P出PPr.(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
15、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IM.(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”寻找等量关系求解例4(多选)如图9所示，电源电动势E3 V，小灯泡L的规格为“2 V0.4 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R4 时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作则()图9A电源内阻为1 B电动机的内阻为4 C电动机正常工作电压为1 VD电源效率约为93.3%答案AD解析小灯泡正常工作时的电阻RL10 ，流过小灯泡的电流I0.2 A，当开关S接1
16、时，R总15 ，电源内阻rR总RRL1 ，A正确；当开关S接2时，电动机M两端的电压UMEIrU0.8 V，电动机为非纯电阻用电器，电动机内阻RM内4 ，电源效率100%100%93.3%，D正确变式4 (2019浙江超级全能生2月联考)小雷同学家里购买了一款扫地机器人，如图10所示，小雷同学仔细检查了这个新扫地机器人，发现铭牌上标有如下表所示数据，则该扫地机器人()图10主机基本参数产品尺寸345 mm*345 mm*96 mm电池14.4 V/5 200 mAh锂电池产品质量约3.8 kg无线连接WiFi智能快连额定电压14.4 V额定功率55 WA.额定工作电流为0.25 AB充满电后正
17、常工作的时间为2.5 hC电池充满电后储存的总电荷量为18 720 CD以额定电流工作时每小时消耗能量为55 J答案C解析由铭牌知，扫地机器人工作的额定电压为14.4 V，额定功率为55 W，则额定电流I A3.82 A，每秒钟消耗能量WPt55 J，A、D错误；根据电池容量5 200 mAh知，电池充满电后储存的总电荷量Q5.2 A3 600 s18 720 C，充满电后正常工作的时间t1.36 h，B错误，C正确变式5如图11所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出已
18、知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W关于该电吹风，下列说法正确的是()图11A电热丝的电阻为55 B电动机的电阻为 C当电吹风吹冷风时，电热丝每秒钟消耗的电能为120 JD当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为880 J答案A解析电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P1 000 W120 W880 W，对电热丝，由P可得电热丝的电阻为R 55 ，选项A正确；由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，选项B错误；当电吹风吹冷风时，电热丝没有工作，选项C错误；当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J，选项D错误1
19、关于电流，下列说法中正确的是()A通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大B电子运动的速率越大，电流越大C单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D因为电流有方向，所以电流是矢量答案C解析电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，故A错误，C正确；电流的微观表达式InqSv，电流的大小由单位体积的自由电荷数、每个自由电荷所带电荷量、导体的横截面积和电荷定向移动的速率共同决定，故B错误；电流是标量，故D错误2下列说法正确的是()A电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位正电荷时非静电力所做的功B电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料种类有关，与温度、压力和磁场等外界因素
20、无关C电流通过导体的热功率与电流大小成正比D电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，由C可知电容的大小是由Q(带电荷量)或U(电压)决定的答案A解析电源的电动势在数值上等于电源搬运单位正电荷时非静电力所做的功，A正确；电阻率是反映材料导电性能的物理量，不仅与材料种类有关，还与温度、压力和磁场等外界因素有关，B错误；电流通过导体的热功率与电流大小的平方成正比，C错误；电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，由决定式C可知电容的大小是由r(相对介电常数)、S(正对面积)及d(极板间距)等因素决定的，C只是电容的定义式，D错误3有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路中，电动机不转，测得流过电动机
21、的电流是0.4 A；若把电动机接入2 V电压的电路中，正常工作时的电流是1 A，此时，电动机的输出功率是P出；如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是P热，则()AP出2 W，P热0.5 WBP出1.5 W，P热8 WCP出2 W，P热8 WDP出1.5 W，P热0.5 W答案B解析电动机不转，r0.5 .正常工作时，P电U2I221 W2 W，P热Ir0.5 W，故P出P电P热1.5 W转子突然被卡住，相当于纯电阻，此时I3 A4 A，P热Ir8 W，故B正确4(多选)两电阻R1和R2的伏安特性曲线如图1所示从图线可判断()图1A两电阻阻值的关系是R1R2B电阻一定时，电流
22、随着电压的增大而减小C电压相同时，通过R1的电流较大D两电阻串联接入电路时，R1消耗的功率小答案CD解析IU图像的斜率k，即图像的斜率越大，电阻越小，故有R1R2，A错误；根据IU图像可得电阻一定时，电流随电压的增大而增大，B错误；从IU图像中可得电压相同时，通过电阻R1的电流较大，C正确；两电阻串联接入电路时，通过两电阻的电流相同，根据公式PI2R可得电阻越大，消耗的电功率越大，故D正确5.如图2所示是均匀的长薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2，当端点1、2或3、4接入电路中时，R12R34为()图2AL1L2BL2L1C11 DLL答案D解析设长薄片合金电阻板厚度为h，
23、根据电阻定律R，R12，R34，故D正确6某直流电动机，线圈电阻是0.5 ，当它两端所加的电压为6 V时，通过电动机的电流为2 A由此可知()A电动机发热的功率为72 WB电动机消耗的电功率为72 WC电动机输出的机械功率为10 WD电动机的工作效率为20%答案C解析电动机消耗的总功率为PUI62 W12 W，故B错误；发热功率为P热I2R220.5 W2 W，故A错误；根据能量守恒定律，其输出机械功率为P出PP热12 W2 W10 W，故C正确；电动机的工作效率为100%83.3%，故D错误7一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为0.1 A若把全部水银倒在一个内
24、径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电流将是()A0.4 A B0.8 A C1.6 A D3.2 A答案C解析大圆管内径大一倍，即横截面积变为原来的4倍，由于水银体积不变，故水银柱长度变为原来的，则电阻变为原来的，因所加电压不变，由欧姆定律知电流变为原来的16倍8.如图3为某控制电路的一部分，已知AA的输入电压为24 V，如果电阻R6 k，R16 k，R23 k，则BB不可能输出的电压是()图3A12 V B8 VC6 V D3 V答案D解析若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB为并联电路两端电压，UBBUAA6 V，若S1闭合S2断开，则R1和R串联，U
25、BBUAA12 V，若S2闭合S1断开，则R2和R串联，UBBUAA8 V，若两者都断开，则电路断路，UBB24 V，故D项不可能9.某一导体的伏安特性曲线如图4中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()图4AB点的电阻为12 BB点的电阻为40 C导体的电阻因温度的影响改变了1 D导体的电阻因温度的影响改变了9 答案B解析A点电阻RA 30 ，B点电阻RB 40 ，故A错误，B正确；RRBRA10 ，故C、D错误10.如图5所示，电源电动势E10 V，内阻r1 ，闭合开关S后，标有“8 V,12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R04 ，求：图5(1)电源的输出功率P出；(2)10 s内电动机产生的热量Q；(3)电动机的机械功率答案(1)16 W(2)10 J(3)3 W解析(1)由题意知，并联部分电压为U8 V，故内电压为U内EU2 V总电流I2 A，电源的输出功率P出UI16 W；(2)流过灯泡的电流I11.5 A则流过电动机的电流I2II10.5 A电动机的热功率P0IR01 W10 s内电动机产生的热量QP0t10 J；(3)电动机的总功率PUI24 W电动机的机械功率P机PP03 W.
