重难点10 电路-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（上海专用）

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（2025年预测的可能性仅供参考，每颗☆代表出题的可能性为20%，以此类推）
【思维导图】
【高分技巧】
一、电路基本知识
1． 电流的微观表达式
导体电流：I =nqSv 在金属导体中q=e，所以I＝neSv
2． 简化电路的方法
(1)拖动法 (2)节点法
例如下图，R1、R2和R3并联，再和R4串联。
3． 电阻定律：R＝ρeq \f(l,S)，式中ρ叫作这种材料的电阻率。
是定义式，R＝ρeq \f(l,S) 是决定式。
4． 导体的伏安特性曲线
(1) 伏安特性曲线
伏安特性曲线是一条直线，欧姆定律适用的元件是线性元件；
伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件是非线性元件。
(2) I－U图像是曲线时，导体某状态的电阻，其含义不是该点切线斜率的倒数，如下图。
5． 伏安法测电阻
（速记：大内偏大，即电阻较大时，使用内接法，测量结果偏大）
6． 多用电表接入方式
(1)无论测量电流、电压还是电阻，接入后电流都是“红进、黑出”。
(2)使用欧姆挡时，使用多用电表的内部电源。
7．二极管的单向导电性
(1)二极管符号如图，左端P为正极，右端N为负极。
特点：正向电阻很小，反向电阻很大
(2)多用电表测二极管的正、反向电阻
二、电源电动势和内阻
1．电动势
(1) 定义：非静电力把单位电量的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。
(2) 公式：E＝eq \f(W非,q) 比值定义法! 反映电源非静电力做功的本领的大小。
2．电源的内阻：电源内部导体的电阻，通常用r表示。
3．电池容量：电池放电时能输出的总电荷量，其单位是：A·h或mA·h。
(1)通过额定电流可计算放电时间
(2)通过额定电压可计算电池静电力做功W=qU
4． 电源电动势E=U外+U内的本质

（1） （2）
(1) V1测量内电压，V2测量外电压。 E=U1+U2
(2) 电源内部，
b→c：非静电力做功，电势差为Ucb；
c→d：静电力做功，U内=Ir；
d→d：非静电力做功，电势差为Uad；
电源外部，
a→b：静电力做功，U外=IR；
E = Ucb+Uad = U外+ U内
三、闭合电路欧姆定律
1． 内容：I＝eq \f(E,R＋r) 适用条件：外电路为纯电阻电路。
2． 路端电压随外电阻的变化规律
(1) 当外电阻R增大时，由I＝eq \f(E,R＋r)可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大，
当R增大到无限大(断路)时，I＝0，U＝E，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势。
(2) 当外电阻R减小时，由I＝eq \f(E,R＋r)可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小，
当R减小到零(短路)时，I＝eq \f(E,r)，U＝0。此时电流I0称短路电流。
(3) 电路动态分析
速记口诀：并同串反
定性分析过程：外电路电阻→总电流 →内部电压→外部电压 →各串并联支路
3． 闭合电路的电源及电阻的U－I图像
当电阻R接入电动势为E的电源两端时，电源和电阻的U－I图像如图所示。
(1)交点坐标：(IP，UP)表示电源E与电阻R接通时，电路中的电流和电阻R两端的电压。
(2)电源U-I图像的斜率表示内阻r，电阻U-I图像斜率表示电阻R（直线）。
(3)如果电源U-I图像不是直线，只是斜率的含义变化，但纵坐标轴截距仍表示E，横坐标轴截距仍表示短路电流（纵坐标轴起点为0）。
4． 闭合电路欧姆定律的表达形式
四、电功和电功率
1．电功：W＝Uit 电功率：P＝eq \f(W,t)＝UI
2．焦耳定律：Q＝I2Rt 热功率：P＝I2R
3． 纯电阻电路和非纯电阻电路的功热关系
4． 电动机的功率和效率
(1)电动机的输入功率是电动机消耗的总功率，P入＝UI。
(2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P热＝I2r。
(3)电动机的输出功率是电动机将电能转化为机械能的功率，P出＝IU－I2r。
(4)电动机的效率：η＝eq \f(P出,P入)×100%＝eq \f(IU－I2r,IU)×100%。
五、电功率图像
1． 电源输出功率P出与外电路电阻R关系
在电路中，电源输出功率P出与外电路电阻R关系如下图：
①当R=r时，电源的输出功率最大， （利用均值不等式证明）
②当外电路电阻为R1和R2，且R1R2=r2时，电源具有相同的输出功率P1=P2
物理含义，例：r=2Ω，R1=1Ω时输出功率为P1，R2=4Ω时输出功率为P2，则P1=P2
③R增大，电源的效率一直增大，但输出功率不是一直增大
④在Rr时，输出功率随R增大而减小
⑤等效内阻分析法：电源串联一个定值电阻时，r’=r+R0，分析方法同上
2． 电路中功率和电流的关系图像
① P总= P出+P内
② P总和P内交点处：外电阻R=0，此时P总=P内=EI=I2r，可求得E，r
③ P出和P内交点处：R=r
（建议练习时间：60分钟）
一、单选题
1．（24-25高二上·上海·期中）某同学用多用电表测量下图中各元件的物理量，若调零和挡位选择正确，闭合开关后，下列操作正确的是（ ）
A．测量通过灯泡的电流时，将红、黑表笔分别接在图中c、d两点
B．测量电阻两端的电压时，将红、黑表笔分别接在图中c、b两点
C．测量电阻的阻值时，断开开关S后，将红、黑表笔分别接在图中b、c两点
D．测量结束后将选择开关旋到OFF档或者直流电压最大档
2．热膨胀是很多材料的性质，对材料的热膨胀现象的研究一直是科技领域研究工作中的热点问题。但有些材料因热膨胀导致的尺寸变化很小，难以测量。某同学设计制作了电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动。现在测量某材料的热膨胀，将待测材料平放在加热器上进行加热使其温度升高，闭合开关S，下列说法中正确的是（ ）
A．如果材料沿竖直方向膨胀，则极板所带电荷量降低
B．检测到灵敏电流计的电流方向为从a至b，说明被测材料出现了反常膨胀（温度升高，高度变小）
C．滑动变阻器滑片向左滑动少许可以提高检测仪的工作电压
D．检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从a到b的短暂电流
3．电风扇正常工作时的发热功率为P1。若扇叶被卡住时，此时的发热功率为P2，假设电风扇两端电压保持不变，电风扇正常工作时的电功率P3为（ ）
A．B．C．D．
4．如图虚线框内为超导限流器。当通过超导电阻的电流不超过1.2A时，该电阻处于超导状态即电阻为0；当通过超导电阻的电流大于1.2A时，将造成超导体失超，从超导态转变为正常态（一个纯电阻，且）。已知限流电阻，小灯泡L规格为“，”（电阻不变），电源电动势，内阻。原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现L突然发生短路，则（ ）
A．灯泡L短路前，内、外电路消耗的总功率为6W
B．灯泡L短路后，因外电阻减小，所以电源输出功率将变小
C．灯泡L短路后通过的电流为2A
D．灯泡L短路后的功率为
5．（20-21高二上·上海·期末）如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中（ ）
A．U先变大后变小 B．U与I比值先变小后变大
C．I先变小后变大 D．U变化量与I变化量比值等于R3
6．某同学利用DIS定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值，用电压传感器测得路端电压，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b，由图线可知（ ）
A．， B．，
C．，D．，
7．某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻，在是否可忽略电流表内阻这种情况下，以电阻箱读数R为横坐标，电流表读数的倒数为纵坐标。下图中实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚线代表电流表内阻不可忽略的情况，这四幅图中，能正确反映相关物理量之间关系的是（ ）
A． B． C． D．
8．（24-25高二上·上海·阶段练习）如图所示，直线ac为某一直流电源的总功率随电流变化的图线，虚线bc为这个电源内部热功率随电流变化的图线，当电路中电流为2A时（ ）
A．外电路电阻等于电源内阻B．电源内部热功率为2W
C．电源输出功率为2WD．路端电压为3V
二、多选题
9．如图所示，R1、R2、R3的电阻之比是2：3：5，电流表内阻忽略不计，电压表内阻无穷大，电路两端的电压恒定，则甲图中两个电压表的示数之比和乙图中两个电流表的示数之比分别为（ ）
A．电压表的示数之比3：5B．电压表的示数之比5：8
C．电流表的示数之比16：25D．电流表的示数之比2：5
10．电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时（未到 a），下列说法正确的是（ ）

A．定值电阻R2的电功率减小
B．电压表和电流表的示数都减小
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值
11．如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，定值电阻阻值大于电源内阻，在潜水器下潜的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．通过显示器的电流增大B．压力传感器两端的电压变大
C．电源内阻的功率一定减小D．电源的输出功率变大
12．如图所示，电源内阻r和灯泡L的电阻R均恒定不变，D为理想二极管，、为定值电阻，电表均为理想电表。闭合S且电路稳定后，有一带电油滴在平行板电容器中处于静止状态。现将滑动变阻器滑片向上滑动，电表、和A示数变化量的绝对值分别为、和，则下列说法中正确的是（ ）
A．灯泡变暗，电流表示数增大B．油滴不动
C．D．
三、填空题
13．用多用电表欧姆挡“×100”测试三只晶体二极管，其结果依次如图中的①、②、③所示。由图可知，图________中的二极管是好的，该二极管的正极是________端。
14．（24-25高二上·上海浦东新·期中）如图所示为探究外电压、内电压间关系的仪器---可调高内阻电池。实验中调节滑动变阻器使得两个理想电压表示数相同。将挡板缓慢下压的过程中，滑动变阻器的电功率 ，电池内部消耗的电功率 。（均选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）
15．太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染。某太阳能汽车，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板。若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2，它正对太阳时电池能够产生200V的电压，并对车上电动机提供10.5A的电流，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，则电池的输出功率为 W，将太阳能转化为电能的效率为 。如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为 m/s。
四、实验题
16． (1）游标卡尺的读数：
（2）螺旋测微器的读数：
17．（24-25高二上·上海·期中）甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻不计。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。
(1)由图2可知，甲同学绘制的是图线 （填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为 V，内阻为 Ω。
(2)丙同学打算以纵坐标，以R作横坐标，请根据（1）中计算的结果将丙所作图线在图3中画出 。
(3)分析可知，在图1所示电路中，当电阻箱的阻值 时，电阻箱消耗的最大电功率是 。
五、解答题
18． “祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的电路简化如图，其中定值电阻，太阳能电池电动势E=150V，内阻r未知，电动机线圈电阻，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压，定值电阻消耗的功率为125W。求：
（1）流过电动机的电流；
（2）太阳能电池的内电阻；
（3）电动机的输出效率。（保留两位有效数字）
（23-24高二上·上海虹口·期末）物理学是一门实验科学，实验是科学研究的基本方法之一。它是根据科学研究的目的，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象和自然规律。
19．某同学用DIS“测电源电动势和内电阻”实验电路如图（a）所示，某次实验电压传感器示数U与电流传感器示数I的关系如图（b）所示。

（1）图（a）中，定值电阻在电路中的作用是 。
（2）由图（b）的可得，该电源电动势 V，内阻 Ω。
（3）根据实验测得的U、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的图线如图（c）所示，则图线最高点A点的纵坐标 W（结果保留3位有效数字）。
20．“观察电容器的充、放电现象”的实验电路如图甲所示。电路中，电源的电动势（电源内阻忽略不计）。实验前，电容器C不带电；实验时，先使S与“1”端相连给电容器充电，充电结束后再使S与“2”端相连，直至放电完毕。电流传感器与计算机相连，计算机记录了电路中电流随时间变化的关系，如图乙所示。

（1）图乙中阴影部分的面积 （选填“>”、“”、“