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第38 讲 电路的基本概念及规律
目录
01
考情解码·命题预警2
02 体系构建·思维可视.........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚.........................................................................................................................4
考点一 电流的理解与计算 .............................................................................................................4
知识点 电流的计算..................................................................................................................................4
考向1 电流定义式的应用......................................................................................................................4
考向2 电流微观表达式的应用..........................................................................................................5
考点二 电阻与电阻定律的理解 .......................................................................................................6
知识点1 电阻定律.....................................................................................................................................6
知识点2 电阻的计算.................................................................................................................................6
考向 电阻定律的应用...........................................................................................................................7
考点三 欧姆定律与伏安特性曲线 ..................................................................................................8
知识点1 欧姆定律.....................................................................................................................................8
知识点2 伏安特性曲线.............................................................................................................................8
考向 欧姆定律及伏安特性曲线的综合应用..........................................................................................8
考点四 电功与电热、电功率与电热功率 .................................................................................10
知识点1 电功率和焦耳定律..................................................................................................................10
知识点2 纯电阻电路与非纯电阻电路的比较....................................................................................10
考向1 纯电阻热功率计算......................................................................................................................11
考向2 非纯电阻热功率计算............................................................................................................12
04 真题溯源·考向感知........................................................................................................................13
1
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金属随温度升高而增大
电阻率与温度的关系
反映导体的导电性能
物理意义
电阻率
R＝ρ(L/S)
电阻的计算公式
反映导体对电流阻碍作用的大小
电阻的定义
电阻定律
电阻与电阻定律的理解
1.I=Q/t；2.I=nqsv；3.I=U/R
电流的计算
正电荷定向移动的方向为电流方向
电流是标量
电流的性质
导体两端存在电压
导体中有自由电荷
形成条件
电流的理解与计算
考点
要求
考频
2025 年
2024 年
2023 年
电流的计算
理解
低频
2025•广西
2024•江西
2023·北京
欧姆定律
电阻定律
简单
应用
中频
2025•广西
2024•广西
\
电功
点热
综合
应用
中频
2025•浙江
2024•海南
2023·上海
考情分析：
1.命题形式：选择题实验题计算题
2.命题分析：黑吉辽蒙高考对电路的基本概念和规律的考查，有些省市较为频繁，题目难度不大。这一部
分内容的欧姆定律和焦耳定律也可能结合电磁感应中的电路问题加以考查。
3.备考建议：本讲内容备考时候，强化训练欧姆定律和电阻定律的应用，以及电功电热在非纯电阻电路中
的应用。
4.命题情境：多以日常生活中中用电器、串并联电路中的纯电阻和非纯电阻为命题情境。
复习目标：
1.理解电流概念，并会用微观表达式求电流。
2.理解电阻定律和欧姆定律，并能利用其计算电阻。
3.理解电功率和焦耳定律，并会计算纯电阻和非纯电阻的热功率等问题。
2
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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
公式
公式含义
定义式
I＝
反映了I 的大小，但不能说I∝q，I∝
3
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微观式
I＝nqSv
从微观上看n、q、S、v 决定了I 的大小
决定式
I＝
I 由U、R 决定，I∝U I∝
特别提醒
电解液导电
异种电荷反向通过某截面，q＝|q1|＋|q2|
电子绕核旋转等效电流
I= e
T ，T 为周期，
kQq
r2 =m 4 π2
T 2 r
考向1 电流定义式的应用
例1（2025·辽宁沈阳·模拟预测）物理学中有很多物理量，这些物理量的单位之间存在关系。下列关于单
位制的说法正确的是（ ）
A．长度、质量、时间都是基本量，因此
都属于基本单位
B．电容的单位
也可以表示为
C．库仑定律中静电力常量
的单位，如果用国际单位制中的基本单位表示，可以写作
D．已知球状液滴小振动频率
，式中
为液滴密度，为液滴半径，则比例系数
的单位为
【变式训练1-1·变载体】（2025·辽宁·高三月考）下列说法正确的是（ ）
A．“元电荷”是物体带电的最小单元，法拉第测出了它的大小
B．库仑最先提出电场的概念，认为电荷
对电荷
的作用就是电荷
的电场对
的作用
C．正电荷定向移动的方向是电流的方向，所以电流为矢量
D．由
可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
【变式训练1-2·变载体】随着电池技术的更新迭代， 电动汽车越来越受消费者的追捧。关于回路中电流说
法正确的是（ ）
A．电流既有大小又有方向， 所以电流是矢量
B．单位时间内通过导体横截面的电荷量越多， 电流就越大
C．在金属导体中， 电流的方向是自由电子定向移动的方向
F
v
4
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D．自由电荷在导体中定向运动的速率越大， 电流强度越大
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2 I时，其内部自由电荷定向移动的平均速率为（ ）
A．v
B．2v
C．4v
D．8v
【变式训练2-1·变载体】有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n 个
自由电子，每个自由电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，则在Δt 时间内，通过导体横截面
的自由电子数目可表示为（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式训练2-2·变载体】一根长为L，横截面积为S 的金属棒，金属棒中单位长度的自由电子数为n，元电
荷为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，电流的大小为（
）
A．
B．
C．
D．
【变式训练2-3·变载体】（24-25 高三上·辽宁·期中）如图，同种材料做成的电阻丝
粗细均匀，
上
有一点
，其长度关系满足
，现将
段均匀拉伸，
段不变，末端为
点，且
，
然后将电阻丝
、
两端接入电路中，则下列说法正确的是（ ）
A．
段横截面积是
段的4 倍
B．
段电阻是
段的4 倍
C．
段电压是
段的一半
D．
段自由电荷定向移动速率是
段的2 倍
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＝。
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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。
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
公式
决定式
定义式
R＝ρ
R＝
区别
指明了电阻的决定因素
提供了一种测定电阻的方法，电阻与U 和I 无关
适用于粗细均匀的金属导体和分布均
匀的导电介质
适用于任何纯电阻导体
相同点
都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)
考向 电阻定律的应用
例3 如图所示，a，b 为同种材料的电阻，已知a 的长度为
，截面积
，b 的长度
，横截面积
，则在
两支路a 和b 中，电荷移动的速率之比（ ）
A．
B．
C．
D．
【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．KU
S
B．KS
U X
C．KUS
D．USK
【变式训练3-2·变载体】如图所示，一块电阻率较大的均匀长方体导体，长
，宽
，厚
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。用多用电表沿
方向测量时，导体的电阻为R；用多用电表沿
方向测量时，导体的电阻为
（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式训练3-3·变载体】如图所示，两个厚度相同、上下表面均为正方形，由同种材料构成的导体A、
B，两个正方形的边长
，分别在A、B 导体左右两侧面加上相同的电压。下列说法正确的是（
）
A．导体A 和B 的电阻之比为
B．导体A 和B 的电阻之比为
C．通过导体A 和B 的电流之比为
D．相等时间内通过导体A 和B 左右两侧面的电荷量之比为
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＝。
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：
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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
−3 A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Ω/m
D．X、Y 间电压增大时，电解液的电阻率也增大
【变式训练4-1·变考法】如图所示为A、B 两个导体的伏安特性曲线，下列说法正确的是（ ）
A．导体B 的电阻随着导体两端电压的升高而变大
B．当A、B 两个导体两端的电压均为 U₀ 时，导体B 的电阻比导体A 的大
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C．将A、B 两导体串联后接在小于
的恒定电压两端，导体B 的电阻比导体A 的大
D．将A、B 两导体并联后接在小于 U₀ 的恒定电压两端，导体B 的电阻比导体A 的小
【变式训练4-2·变载体】两个电阻
、
的伏安特性曲线如图所示，由图可知（ ）
A．
的电阻
B．
的电阻随电压的增大而减小
C．当U=1V 时，
的电阻等于
的电阻
D．
的电阻随电压的增大而增大
【变式训练4-3·变载体】（23-24 高二上·辽宁·期末）电阻
、
的伏安特性曲线如图所示，两条图线交
于点P，
的图像在P 点的切线与纵轴的交点值为0.4A．下列说法正确的是（ ）
A．
的电阻为0.5Ω
B．当导体两端电压为1V 时，
的电阻为5Ω
C．当导体两端电压为1V 时，
的电阻大于
的电阻
D．当导体两端电压为1V 时，
、
消耗的功率相等
考点四 电功与电热、电功率与电热功率
知识点1 电功率和焦耳定律
1．电功：电路中静电力移动电荷做的功。表达式为W＝qU＝UIt。
2．电功率：单位时间内电流做的功。表示电流做功的快慢。表达式为P＝＝UI。
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3．焦耳定律：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。表达
式为Q ＝
I 2 Rt
。
4．热功率：单位时间内的发热量。表达式为P＝。
知识点2 纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
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、电熨斗等
工作中的电动机、电解槽、日光灯等
能量转化
电路中消耗的电能全部转化为内
能W＝Q
电路中消耗的电能除转化为内能外，还转化
为其他形式的能W>Q
电功的计算
W＝UIt＝I2Rt＝t
W＝UIt
电热的计算
Q＝UIt＝I2Rt＝t
Q＝I2Rt
电功率的计算
P＝UI＝I2R＝
P＝UI
电热功率的计算
P 热＝UI＝I2R＝
P 热＝I2R
注意：在非纯电阻电路中，t 既不能表示电功，也不能表示电热；既不能表示电功率，也不能表示电热功
率。(因为欧姆定律不成立)
2．电动机(或电解槽)的功率关系：P 入＝P 出＋P 热或IU＝P 出 ＋I2r。[r 为电动机线圈(或电解液)的电阻]
注意：电动机在通电但是卡住不转动时相当于纯电阻电路。
考向1 纯电阻热功率计算
例5 如图所示的电路，4 个电阻乙、丙、戊、己的阻值均为r =1Ω，两个电阻丁、庚的阻值均为R = 4 Ω，
还有一个电阻甲的阻值为R0=2Ω，将a、b与电源相连，已知甲的电流为1A，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙、丙串联的总电阻为3Ω
B．电路的总电阻为2Ω
C．电阻丁两端的电压为2V
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D．除电阻庚之外，其他6 个电阻的热功率之和为8W
【变式训练5-1·变考法】在图甲、乙所示的电路中，所接电源电压均为U，a、c、e、g 四个灯泡的规格均
为“220V 40W”，b、d、f、h 四个灯泡的规格均为“220V 100W”，各个灯泡的实际消耗功率分别为Pa、
Pb、Pc、Pd、Pe、Pf、Pg、Ph，且都没有超过自身的额定功率。这八个灯泡实际消耗功率的大小关系为
（ ）
A．Pa= Pc< Pb= Pd，Pe> Ph> Pf> Pg
B．Pa= Pc< Pb= Pd，Pe< Ph< Pf< Pg
C．Pa= Pc> Pb= Pd，Pe> Ph> Pf> Pg
D．Pa= Pc> Pb= Pd，Pe< Ph< Pf< Pg
【变式训练5-2·变考法】如下图所示，A、B 两灯泡额定电压都为110V，额定功率PA=100 W、PB= 40 W，
接在电压恒为220V 电路上，欲使两灯泡均正常发光，且整个电路消耗的电功率最小，则下面四种电路连
接方式中满足要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
考向2 非纯电阻热功率计算
例6 如图电动机与灯泡串联接入电路，电动机正常工作时，灯泡的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流
为I1；电动机的电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为I2．则下列表达式正确的是（ ）
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A．
B．
C．
D．
【变式训练6-1·变载体】随着科技发展，扫地机器人作为智能化家电典型代表逐步走入千家万户。如图所
示为某一款扫地机器人的主机，产品的相关参数如表所示，下列说法正确的是（ ）
A．“
”为能量单位
B．主机工作电流约为
C．主机电动机的电阻约为
D．电池最多能储存的能量约为
【变式训练6-2·变载体】如图所示，电源电动势
，内阻
，电动机内阻
，闭合开关
S，小灯泡L 恰好正常发光，电动机正常工作，此时理想电压表示数为8.0V，理想电流表示数为1A，下列
说法正确的是（ ）
A．小灯泡额定功率为8W
B．电动机正常工作时发热功率为0.25W
C．电源的输出功率为18W
D．电动机正常工作时其输出的机械功率为8W
【变式训练6-3·变载体】（多选）某次对电动机性能的测试采用如图所示电路，已知电源的电动势为
，内阻为
，电阻
，滑动变阻器的最大阻值为6Ω，电动机额定电压
，线圈电阻
。开关闭合后，调节滑动变阻器
，当电压表的示数为9V 时，电动机恰好正常工作。则
（ ）
A．
两端的电压为3V
B．
消耗的功率为9W
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C．
的阻值为1Ω
D．电动机正常工作的机械功率为10W
1．（2025·广西·高考真题）如图电路中，材质相同的金属导体a 和b，横截面积分别为
、
，长度分别
为、
。闭合开关后，a 和b 中自由电子定向移动的平均速率之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
2．（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．
3．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
，
，
，
，电源电动势
，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（ ）
A．
B．
C．
D．
4．（2025·贵州铜仁·模拟预测）某型号小电风扇铭牌上的主要参数如图所示。当在小电风扇上加
电压
时，小电风扇不转动，测得通过它的电流为
，根据题中和铭牌上提供的信息可知（ ）
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A．小电风扇的内阻为
B．当在小电风扇上加
电压时通过的电流为
C．小电风扇正常工作时的机械功率为
D．小电风扇正常工作时的热功率为
5．（2025·河北秦皇岛·二模）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
6．（2025·河南漯河·模拟预测）我国新能源汽车产业实现了快速发展，产销量和出口量均居世界第一，形
成完整且竞争力强的产业链，成长起一批具有国际竞争力的企业。某汽车集团采用减小厚度、增加长度的
结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。如图所示，一款车型装配了N 块
“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是q，平均工作电压是U，该车型采用充电电压为U0的快充充电
桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为t。已知该车型每行驶100km 平均能耗是E，则下列说法不
正确的是（ ）
A．电池组充满电后储存的电荷量为Nq
B．单块电池充满电后储存的电能为qU
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C．电池组充满电后的续航里程为
D．快充充电桩的平均充电电流为
7．（2023·全国甲卷·高考真题）某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W 的小灯泡的伏安
特性曲线，实验所用电压表内阻约为
，电流表内阻约为
。实验中有图（a）和（b）两个电路图供
选择。
（1）实验中得到的电流I 和电压U 的关系曲线如图（c）所示，该同学选择的电路图是图 （填
“a”或“b”）
（2）若选择另一个电路图进行实验，在答题卡所给图上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图
。
8．（2024·海南·高考真题）虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A 与电热器B 并联。电路中的C
处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240Ω 之间不稳定变化，可等效为电阻
，已知MN
两端电压
，A 与B 的电阻
，求：
（1）MN 间电阻R 的变化范围；
（2）当
，电热器B 消耗的功率（保留3 位有效数字）
15
