文档文本内容
选择 7 恒定电流与交变电流
考点内容 考情分析
考向一 电路的动态分析 高考对于这部分知识点主要以创
设的情景或者模型进行命题，强
考向二 纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热
化对物理基本概念、基本规律的
考核试题的呈现形式丰富，提问
角度设置新颖。
考向三 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较
考向四 变压器及动态分析 远距离输电
1.思想方法
一、理清直流电路知识点体系二、正弦交变电流“四值”的理解与应用
三、理想变压器和远距离输电
2.模型建构
一、直流电路的分析与计算
1.闭合电路的欧姆定律的三个公式
(1)E=U外+U内（任意电路）：
(2)E=U外+I(任意电路)：
(3)E=I(R+r)(纯电阻电路)：
2.动态电路分析的三种方法
（1）程序法
2、需要记住的几个结论
①当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，整个电路的总电阻一定增大（或减小）。②若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电
阻减小
③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大，用电器短路相当于该处电阻减小至零。
（2）“串反并同”结论法
①所谓“串反”，即某一电阻增大时，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。
即：←R↑→
（3）极限法
因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或为零
再讨论。
二、交变电流的产生和描述
1．公式法
利用E＝、U＝、I＝计算，只适用于正(余)弦式交变电流。
2．有效值的定义计算法(非正弦式电流)
计算时要抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解，注意时间
至少取一个周期或为周期的整数倍。
3．能量关系法
当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。
三、变压器
1．理想变压器的基本关系式
(1)功率关系：P ＝P 。
入 出
(2)电压关系：＝。若n>n，为降压变压器；若n<n，为升压变压器。
1 2 1 2
(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时，UI＝UI＋UI＋…＋UI。
1 1 2 2 3 3 n n四、远距离输电
1．降低输电损耗的两个途径
减少输电损耗的理论依据：P ＝I2r。
损
(1)减小输电线的电阻：根据电阻定律r＝ρ，要减小输电线的电阻r，在输电距离一定的情况下，
可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积的方法。
(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据 P＝UI，要减小电流，必须提高输
电电压。
2.远距离输电问题的分析方法
对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的
顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析。
3．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)
(1)功率关系：P＝P，P＝P，P＝P ＋P。
1 2 3 4 2 损 3
(2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，
U＝ΔU＋U，I＝I＝I 。
2 3 2 3 线
(3)输电电流：I ＝＝＝。
线
2
(4)输电线上损耗的电功率P ＝I ΔU＝IR ＝ R 。
损 线 线 线
当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的。
考向一 电路的动态分析
1. （2024•丹阳市校级一模）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R 、R 分
2 3
别为总阻值一定的滑动变阻器，R 为定值电阻，R 为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减
0 1小）。当开关 S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是
（ ）
A．若断开开关S，带电微粒向上运动
B．只逐渐减小对R 的光照强度时，电压表示数变大，电阻R 消耗电功率变大
1 0
C．只调节电阻R 的滑动端P 向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动
2 1
D．只调节电阻R 的滑动端P 向上端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻R 中有向上的电流
3 2 3
2. （2024•镇海区校级模拟）如图所示，C为平行板电容器，D为理想二极管。当滑动
变阻器R 的滑片在中点时，闭合开关K，带电小球恰能在两平行板间静止，下列说法正确的
2
是（ ）
A．若将滑动变阻器R 的滑片向右移动，电容器带电量不变
2
B．若将滑动变阻器R 的滑片向右移动，则带电小球将向下加速运动
2
C．若电容器的上金属板向下平移一小段距离，则带电小球向下加速运动
D．若电容器的上金属板向上平移一小段距离，则带电小球仍保持静止
3. （2024•镜湖区校级二模）在如图所示的电路中，灯泡A和R 的阻值均为2 ，灯泡B
1
和R 的阻值均为4 ，电源电动势E＝15V，内阻r＝5 ，灯泡A和B的额定电压均Ω为2.4V，
2
R 为定值电阻，闭合Ω开关S，灯泡A和B恰好正常发光Ω。若某时刻R 突然发生断路，设A、B
3 2
均不会被烧坏。则（ ）A．A、B灯泡均变亮
B．灯泡A和灯泡B的功率之和变大
C．灯泡A两端电压变化比灯泡B两端电压变化大
D．R 消耗的电功率变小
3
4. （2024•姜堰区校级模拟）在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡
（其灯丝电阻可视为不变），R 、R 为定值电阻（R ＞r），R 为光敏电阻，其阻值大小随所
1 2 1 3
受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R 的光的强度减弱，则（ ）
3
A．电压表的示数变大 B．电源输出功率变小
C．通过R 的电流变小 D．小灯泡变亮
2
5. （多选）（2024•枣强县校级模拟）图甲为交警正在用气体酒精浓度测试仪查酒驾的
情景，图乙为气体酒精浓度测试仪的原理图，R 为气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的增
1
大而减小，R 为报警器的电阻（阻值不变），R 大于电源内阻，当报警器两端的电压达到一
0 0
定值时，报警器报警。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器
R 的滑片，使电压表示数为U ，调零后R 的滑片位置保持不变。测试时，当气体酒精浓度达
2 0 2
到酒驾指定浓度时，电压表示数增大为U，报警器报警。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，
下列说法正确的是（ ）A．当R 两端的电压减小U﹣U 时，报警器开始报警
1 0
B．电源的输出功率增大
C．移去电压表，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小
D．若不小心将R 的滑片向下移了一些，报警时气体酒精浓度比指定的浓度大
2
考向二 纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热
6. （2023•杭州一模）如图是某品牌排烟风机的相关参数，若已知空气密度为
1.3kg/m3，则下列表述判断正确的是（ ）
风机流量 22000m3/h
风机效率 65%
电机电功率 5.5kW
风机转速 1450r/min
工作电压 220V/50Hz
A．风机的转动的角速度为314rad/s
B．排风扇的内电阻约为8.8
C．空气排出的速度约为15mΩ/s
D．出风口半径约为0.26m
7. （2023•浙江模拟）如图为某人设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。
可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹
热风和吹冷风三种工作状态。n 和n 分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项
1 2
参数如表所示。下列说法中正确的是（ ）
热风时输入功率 460W冷风时输入功率 60W
小风扇额定电压 60V
正常工作时小风扇输出功率 52W
A．小风扇的内阻为8
B．吹热风时流经电热Ω丝的电流约为2.1A
C．变压器原、副线圈的匝数比n ：n 为3：11
1 2
D．吹冷风时P的c触点与a接触、P的d触点与b接触
8. （2024•九龙坡区模拟）工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试
P 1
过程中系统输出的 − 图像如图，其中P为直流电源的输出功率，I为总电流，下列说法正
I2 J
确的是（ ）
A．该蓄电池的电动势为12V
B．该蓄电池的内阻为2
C．该蓄电池的最大输出Ω功率为144W
D．该蓄电池的短路电流为12A
9. （2023•湖南模拟）如图所示电路中，电源电动势 E＝8V，内阻r＝1 ，定值电阻R
1
＝9 ，R ＝10 ，R ＝5 ；滑动变阻器R 的取值范围为0～15 。闭合开关S，Ω调节滑动变阻
2 3 4
器的Ω滑片，使RΩ 取不同的Ω阻值接入电路，则下列说法正确的是（Ω ）
4A．R ＝0时，定值电阻R 消耗的功率最大，为2W
4 1
B．R ＝5 时，电源内阻消耗的功率最小，为0.5W
4
C．R ＝1Ω0 时，R 消耗的功率最大，为0.4W
4 4
D．R ＝15Ω时，电源的效率最高，为90%
4
10. （Ω 2023•台州二模）某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有
“36V，12A•h”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机
械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（ ）
A．电动机两端电压为36V
B．电动机的电流约为5A
C．自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h
D．自行车匀速行驶的最远距离约为30km
考向三 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较
11. （2024•和平区校级模拟）电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将
3V直流电压通过转换器转变为正弦交变电压u＝3sin10000 t（V），再将其加在理想变压器的
原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到2700V时可π击杀蚊虫，正常工作时（ ）A．交流电压表的示数为3V
B．副线圈与原线圈匝数比需满足n
2≥900
n
1
C．电击网上的高频电压的频率为10000Hz
D．将3V直流电压连接在变压器的原线圈两端电蚊拍也可以正常工作
12. （2024•庐阳区校级模拟）如图为某电吹风的设计电路图，a、b、c、d为四个固定触
点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、
吹热风和吹冷风三种工作状态，理想变压器原、副线圈的匝数分别记为 n 和n 。下列说法中
1 2
正确的是（ ）
热风时输入功率 500W
冷风时输入功率 60W
小风扇额定电压 60V
正常工作时小风扇 48W
输出功率
A．触片P位于ab时，电吹风属于吹冷风状态
B．理想变压器原、副线圈的匝数比n ：n ＝11：3
1 2
C．小风扇工作时的电流为2A
D．电热丝的电阻为100
Ω13. 阻值相等的甲、乙两电阻分别接到图（a）和（b）所示的方波交变电压、正弦式交变
电压电路中，两种电压的周期和峰值都相等，则甲、乙两电阻的电功率之比为（ ）
A．1：1 B．2：1 C．√2：1 D．1：√2
14. 某交流发电机产生交变电流的装置如左图所示，产生的感应电动势与时间的关系如右
图所示，下列说法正确的是（ ）
A．t＝0时，线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最大
B．线圈通过中性面时，交变电流不改变方向
C．线框中产生的感应电动势e＝100sin50t（V）
D．如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为200V、0.02s
15. （2024•温州一模）如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱
随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动 T形绝缘支架运动，从而驱动
导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为 v＝0.2sin2t
（m/s），导轨间距L＝0.2m，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝
2T，定值电阻R ＝R ＝1 。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为
1 2
理想交流电表，D为理想二Ω 极管，则（ ）A．圆盘转动的转速为2r/s
B．电压表的示数为0.08V
C．小圆柱圆周运动的半径为0.2m
D．电阻R 和R 的总功率为4.8×10﹣3W
1 2
考向四 变压器及动态分析 远距离输电
2
16. （2024•天河区三模）如图，在磁感应强度大小为B= T的匀强磁场中，有一面积为
π
S＝1m2的矩形单匝闭合导线框ABCD，AB边与磁场方向垂直，线框电阻不计。理想变压器原
副线圈匝数比n ：n ＝2：1，电阻R＝50 。使线框以恒定角速度 ＝100 rad/s绕过AD、BC
1 2
中点的轴旋转。下列说法正确的是（ Ω） ω π
A．副线圈中的电流表A示数为√2A
B．线框ABCD中感应电动势的最大值200√2V
C．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最小
D．副线圈电流的频率为100Hz
17. （2024•道里区校级四模）如图所示，理想变压器左侧原线圈通过输电线与理想交流
电流表A 和发电机连接，其中发电机部分由长为L、电阻不计的导体棒以及两个半径也为L
1
的电阻不计的金属圆环组成。使导体棒的两个端点分别位于金属圆环的同一水平面上，导体棒
以角速度 在竖直面内绕圆环中心轴匀速转动，整个空间存在方向竖直向下、与金属圆环平
行、磁感应ω强度为B的匀强磁场。变压器右侧副线圈中接有阻值为 R的定值电阻和变阻箱
R ，以及理想交流电压表V 、V 、V 和理想交流电流表A ，初始时调节电阻箱阻值使其大小
P 1 2 3 2
等于R，此时电路能正常工作，之后再次调节电阻箱使其阻值等于2R，已知n ：n ＝1：2，上
1 2
述过程中，下列说法正确的是（ ）A．电流表A 的示数减小，电流表A 的示数增加
1 2
B．电压表V 的示数不变，电压表V 的示数增加
1 3
C．电压表V 的示数为√2Bl2ω
2
D．电阻箱消耗的电功率增大
18. （2024•浙江模拟）如图所示为高压输电电路图，发电站输送的电压为 u＝
U sin50 t，变压器为理想变压器。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路
m
的前后端π，电流互感器接入远距离输电线路。电压互感器的原、副线圈匝数比为 k：1，电流
互感器的原、副线圈匝数比为1：k，且k＞100。高压输电线路正常工作时，电压互感器甲、
乙的示数分别为U 、U ，电流互感器的示数为I。则（ ）
1 2
A．用户使用的电流是频率为50Hz的交流电
(U −U )
B．该远距离输电线路上的电阻为k 1 2
I
C．该远距离输电线路上损耗的功率为k2I（U ﹣U ）
1 2
I
D．该远距离输电线路上的电流为
k
19. （2024•广东模拟）某风力发电机的输出电压为 2500V，用户得到的电功率为
141kW，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为90 ，输电线路如图所示。若输电线因发
热而损失的功率为输送功率的6%，变压器均视为理想变Ω压器，已知降压变压器副线圈的匝数为110匝，则下列说法正确的是（ ）
A．通过输电线的电流为10A
B．风力发电机的输出功率为162kW
C．升压变压器副线圈的匝数是原线圈的匝数的7倍
D．降压变压器原线圈的匝数为3525匝
20. （2024•如皋市模拟）如图为某小型水电站电能输送线路示意图，发电机通过升压变
压器和降压变压器向用户供电。已知发电机线圈电阻为r，产生感应电动势有效值为E。升压
变压器原副线圈匝数比为a，降压变压器原副线圈匝数比为b，两变压器间输电线总电阻为
R ，用户端总电阻为R 。电流表为理想电表，变压器为理想变压器，下列说法正确的是（
1 2
）
A．电流表的示数 E
I=
√2[r+a2 (R +b2R )]
1 2
B．升压变压器原线圈两端的电压 U = Ea2 (R 1 +b2R 2 )
1 r+a2 (R +b2R )
1 2
C．电阻R 、R 消耗的功率之比为R ：bR
1 2 1 2
D．若用户端负载增加，电流表示数变小
