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专题 08 恒定电流与交变电流
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
在知识考查层面，恒定电流部分注重
考点1 恒定电
2022、2023、2025 电路基本规律，如欧姆定律、闭合电路欧
流
姆定律的深度理解与应用，强化电路动态
分析，像含滑动变阻器、电容器电路的分
析，还常将电路知识与实验相结合，考查
电表改装、电阻测量等实验原理与操作。
交变电流板块，则着重考查交变电流的产
生原理、变化规律、有效值计算，以及变
压器、远距离输电等知识，且愈发重视与
电磁感应、能量守恒等知识的综合运用，
如分析变压器工作时的能量转化过程。
能力要求上，强调数理结合，考生需
运用数学工具，如函数图像分析电流、电
考点2 交变电 压变化规律，通过几何关系处理交流电图
2021、2022、2023、2024、2025
流 像问题；注重逻辑推理，面对多过程、多
对象的电路或交流电问题，能理清各物理
量关系，推导结论；同时，对实验探究能
力考查力度加大，要求考生能设计实验验
证相关规律，处理实验数据并分析误差，
如通过实验探究影响变压器变压比的因
素。此外，部分试题会引入新的信息，考
查考生获取信息、迁移知识、解决新问题
的创新能力，全方位检验考生对这部分知
识的掌握程度与物理学科核心素养的发展
水平。
考点01 恒定电流
1．（2025·北京·高考）如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为E,A 、A 和A 是
1 2 3
三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列说法正确的是（ ）
A．闭合瞬间，A 与A 同时亮起 B．闭合后，A 亮起后亮度不变
1 3 2
C．稳定后，A 与A 亮度一样 D．稳定后，电容器的电荷量是CE
1 3
【答案】C
【详解】A．闭合开关瞬间，电容器C相当于通路，线圈L相当于断路，所以A 、A 瞬间亮起，A 逐渐变
1 2 3
亮，A错误；
B．闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当于断路，所以A 亮一下后熄灭，B错误；
2
C．稳定后，电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以A 、A 串联，所以一样亮，C正确；
1 3
D．稳定后，电容器与A 并联，两端电压等于A 两端电压，由于线圈电阻和电源内阻忽略不计，且A 、A
3 3 1 3
1 1
串联，A 两端电压为 E，根据Q=CU，可得电容器的电荷量等于 CE，D错误。
3 2 2
故选C。
2．（2023·北京·高考）如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部
真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（l>>a）。
带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管
壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为+q，不计粒
子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的圆弧半径为a
Bqa
B．粒子质量为
v
C．管道内的等效电流为nqπa2v
D．粒子束对管道的平均作用力大小为Bnql
【答案】C
【详解】A．带正电的粒子沿轴线射入，然后垂直打到管壁上，可知粒子运动的圆弧半径为r=a 故A正
确，不符合题意；
v2 Bqa
B．根据qvB=m 可得粒子的质量m= 故B正确，不符合题意；
r vn n
C．管道内的等效电流为I=NqSv 单位体积内电荷数为 则I= qπa2v=nq 故C错误，符合
πa2v πva2
题意；
2a
D．由动量定理可得FΔt=2nmΔtv 粒子束对管道的平均作用力大小F'× =F 联立解得F'=nBql
l
故D正确，不符合题意。
故选C。
3．（2022·北京·高考）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的R 和R ，其中
1 2
一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压
力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U 时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电
1
压小于U （U 、U 为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（ ）
2 1 2
A．U <U
1 2
B．R 为压力传感器
2
C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低
D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高
【答案】C
【详解】AB．题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。控制开关自动
开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于U ，根据串
1
联电路电压分部特点可知，R 为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，R 压力传感器两端电
1 1
压变小，U >U ，AB错误；
1 2
E E
U= R =
R +R 1 R
CD．根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为
1 2 1+ 2
若定值电阻的阻值越大，当开
R
1
启低水位预警时a、b两端的电压大于U 时，R 压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电
1 1
压小于U 时开启高水位预警时，R 压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。
2 1
故选C。
4．（2022·北京·高考）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据
分析等。
（1）用电压表（内阻约为3kΩ）和电流表（内阻约为0.1Ω）测量一个电阻的阻值（约为5Ω）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的 （选填“甲”或“乙”）。
（2）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约20kΩ电阻的阻值，下列实验步
骤正确的操作顺序为 （填各实验步骤前的字母）。
A．将选择开关置于“×1k”位置
B．将选择开关置于“OFF”位置
C．将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开
D．将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0”
（3）图2是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎
么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的
情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；
试触d 时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则 （选填选项前的字母）。
A．导线ab断路
B．滑动变阻器断路
C．导线cd断路
D．滑动变阻器短路
【答案】 甲 ADCB C
【详解】（1）[1]因为待测电阻约为5Ω，而R <❑√R ⋅R =10❑√3Ω 故为了减小误差应该采用电流表的外
x V A
接法，即选用甲图；
（2）[2]测量过程中应该先选择合适挡位，根据题意选择“×1k”挡位，然后进行欧姆调零，再进行测
量，测量完成后要将开关置于“OFF”挡，故顺序为ADCB。
（3）[3]闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现
断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触b、c时依然是这个情况说明b、c段是正
常的，试触d时，电压表没有示数说明在cd之间某处发生了断路，故选C。
考点02 交变电流
5．（2025·北京·高考）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时
间变化的规律为e=10sin(100πt)V。下列说法正确的是（ ）A．该交流电的频率为100Hz
B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0
C．线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上
D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为10❑√2V
【答案】C
ω
【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为f= =50Hz 故A错误；
2π
B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故
B错误；
C．根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由B→A，由左手定则可知，AB边受到的安
培力方向向上，故C正确；
D．根据题意，由公式E =NBSω可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为20V，故D
m
错误。
故选C。
6．（2024·北京·高考）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化
的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（
）
A．原线圈两端电压的有效值为24❑√2V
B．副线圈中电流的有效值为0.5A
C．原、副线圈匝数之比为1∶4
D．原线圈的输入功率为12W
【答案】B
U
【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为U =24❑√2V，则原线圈两端电压的有效值为U = m =24V故
m 1 ❑√2
A错误；P 3W
B．灯泡正常发光，由P = UI得，副线圈中电流有效值为I= L = =0.5A 故B正确；
U 6V
2
n U
C．由理想变压器电压与匝数关系可知 1 = 1 =4 故C错误；
n U
2 2
D．理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率P = P
1 L
= 3W
故D错误。
故选B。
7．（2023·北京·高考）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交
流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯
泡正常发光的是（ ）
A．仅增加原线圈匝数 B．仅增加副线圈匝数
C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D．将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈
【答案】B
n U
【详解】A．由 1 = 1 知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压U 减小，不能使小灯泡正常发光，故A
n U 2
2 2
错误；
n U
B．由 1 = 1 知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U 增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确；
n U 2
2 2
n U
C．由 1 = 1 知，将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压
n U
2 2
U 不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误；
2
D．将两个3.8V小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U 不变，不能使小灯泡正
2
常发光，故D错误。
故选B。
8．（2022·北京·高考）某理想变压器的原线圈接在220V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22000V，
输出电流为300mA。该变压器（ ）
A．原、副线圈的匝数之比为100∶1 B．输入电流为30A
C．输入电流的最大值为15❑√2A D．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100
【答案】B
n U 220 1
【详解】A．原、副线圈的匝数之比为 1 = 1 = = 故A错误；
n U 22000 100
2 2
n I n
B．根据 1 = 2 可得输入电流为I = 2 I =100×300×10−3A=30A故B正确；
n I 1 n 2
2 1 1
C．输入电流的最大值为I =❑√2I =30❑√2A 故C错误；
m 1
D．变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，故D错误。
故选B。9．（2021·北京·高考）一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在t=0.4 s时电流改变方向 B．该交变电流的周期为0.5 s
❑√2
C．该交变电流的表达式为i=2cos5πt A D．该交变电流的有效值为 A
2
【答案】C
【详解】A．由图可知t=0.4 s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误；
B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误；
2π
C．由图可知，电流的最大值为i =2A，角速度为ω= =5πrad/s 故该交变电流的表达式为
max T
i=i cosωt=2cos5πt A 故C正确；
max
i
D．该交变电流的有效值为i= max =❑√2A 故D错误。
❑√2
故选C。
1．（2025·北京朝阳·二模）某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的
电路。下列说法不正确的是（ ）
A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表
B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表
C．若想扩大安培表的量程，可适当增大R
1
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大R
2
【答案】C
【详解】A．将S调到1位置时，电阻R 与表头并联，这是扩大表头的电流量程，故其改装后是安培表，
1
故A正确；
B．将S调到2位置，电阻R 与改装后的电流表串联，电阻R 起到分压作用，则为改装后的伏特表，故B
2 2正确；
C．若想扩大安培表的量程，电阻R 分流的增大，电流增大，根据欧姆定律可以知道需要减小电阻R ，故
1 1
C错误；
D．若想扩大伏特表的量程，则电阻R 分压作用要增大，故需要适当增大R ，故D正确。
2 2
故选C。
2．（2025·北京昌平·二模）图1为某声敏电阻的阻值R随声音强度L（单位：dB）变化关系的图像，某同
学利用该声敏电阻制作了声音强度检测装置，其简化电路如图2所示。电源电动势E=8V，内阻r=2Ω，
电阻R 、R 中的一个是定值电阻，另一个是声敏电阻。已知定值电阻的阻值为10Ω，电压表的量程为
1 2
0~3V，声音强度越大，电压表的示数也越大。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为2.5V时，声音强度为20dB
B．该电路能测量的最大声音强度为120dB
C．该电路中声敏电阻的最大功率可达8W
D．若换用阻值更小的定值电阻，则电路能测量的最大声音强度将变大
【答案】D
【详解】A．根据题意可知声音强度越大，声敏电阻的阻值越小。电压表的示数也越大，结合串联电路，
电阻越大分压越大可知R 是声敏电阻，R 是定值电阻，电压表的示数为2.5V时，流过电路的电流
1 2
2.5
I= A=0.25A
10
E−Ir−U
声敏电阻的阻值R = 代入数据可得R =20Ω结合图1可知声音强度为80dB，故A错误；
1 I 1
3.0
B．电压表的量程为0~3V，则电路中的最大电流I = A=0.3A声敏电阻的最小阻值
max 10
E−I r−U
R = max 代入数据可得R ≈14.5Ω 结合图1可知声音强度大于120dB，故B错误；
1min I 1min
max
E2
E P=
C．将R
2
等效为电源内阻，R
1
的功率P=（
R +R +r
）2R
1
整理可得 [R
1
−(R
2
+r)]2
+4(R +r)
当R
1
1 2 R 2
1阻值越接近R +r时，R 功率越大，根据以上分析可知当电压表示数为3V时，R 的功率最大为
2 1 1
P =EI −I2 （R +r)代入数据可得P =1.32W 故C错误；
max max max 2 max
E E
U= ⋅R =
D．电压表的示数 R
1
+R
2
+r 2 R
1 +
r
+1
电压表量程不变，若换用阻值更小的定值电阻，则光敏电
R R
2 2
阻的最小值变小，结合图1可知声音强度变大，即电路能测量的最大声音强度将变大，故D正确。
故选D。
3．（2025·北京西城·二模）超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁
场的材料。超导体从有电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度Tc和临界
磁场强度Hc。临界温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临
界磁场强度Hc描述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导
态转变为正常态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为H =H [ 1− ( T ) 2 ) ，式中
c c0 T
c
Hc 是理论上达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是（ ）
0
A．若温度低于Tc，超导体一定处于超导态
B．若温度逐渐升高但不超过Tc，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态
C．若外加磁场强度大于Hc，且温度低于Tc，则超导体处于超导态
0
D．若外加磁场强度小于Hc，且温度高于Tc，则超导体处于超导态
0
【答案】B
【详解】A．若温度低于Tc，但磁场强度高于Hc，超导体处于正常态，A错误；
B．温度不超过Tc，磁场强度低于Hc时，超导体处于超导态，所以温度升高且不超过Tc时，可以通过减
小磁场强度的方式来维持超导态，B正确；
C．温度低于Tc，根据H =H [ 1− ( T ) 2 ) 得，H <H ❑ ，若外加磁场强度大于Hc，则外加磁场大于临
c c0 T c c 0 0
c
界磁场，超导体处于正常态，C错误；
D．若温度高于Tc，超导体处于正常态，D错误。
故选B。
4．（2025·北京东城·二模）人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子，不容易导电，某脂肪测量仪的工作原理
是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低，简化电路如图所示，其中定值电阻R 与人体
1
等效电阻R 的阻值相差不大。下列说法正确的是（ ）
2A．脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大
B．脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小
C．脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小
D．脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大
【答案】B
【详解】A．题意知人体脂肪缺乏等效电阻变小，脂肪所占比例低者等效电阻较小，根据闭合电路欧姆定
E
律可得 I= 可知电流较大，则电压表示数U=E−I(r+R )可知U较小，故A错误；
R +R +r 1
1 2
B．脂肪所占比例高者等效电阻较大，根据闭合电路欧姆定律可知电流较小，电流表的示数较小，故B正
确；
C．脂肪所占比例低者对应的电流较大，根据P =I2r 可知电源内阻消耗的功率较大，故C错误；
r
D．脂肪所占比例高者对应的电流较小，根据P=EI 可知电源消耗的总功率较小，故D错误。
故选B。
5．（2025·北京通州·一模）如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，R为定值电阻， R
L
为滑动
变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器R 的滑片P向
L
下移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数增大
B．电路中总电阻增大
C．电压表的示数增大
D．恒流源输出功率增大
【答案】A
【详解】B．滑动变阻器R 的滑片向下移动时，接入电路的电阻变小，根据并联电路的特征可知电路中总
L
电阻减小，B错误；
AC．恒流源流出的总电流不变，电路中总电阻减小，则并联部分总电压减小，即电压表的示数减小，则
流过电阻R的电流减小，由于总电流不变，则流过滑动变阻器的电流增大，即电流表的示数增大，A错
误，C正确；
D．根据P=I2R 由于恒流源电流大小不变，总电阻减小，所以恒流源的输出功率减小，D错误。
总
故选A。
6．（2025·北京东城·一模）闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下
方的地面会感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到E =5×105V/m时击穿空气，发生短时
0
放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离 =1× 103m，该云朵与地面间的电场强度恰好达
ℎ到E 时发生闪电，放电电流随时间变化的简化函数图像如图所示。假设该次放电将云朵所带电荷全部放
0
掉，云朵和地面构成的电容器可视为理想的平行板电容器。下列说法不正确的是（ ）
A．这次放电释放的总电荷量Q=5C
B．这次放电过程中的平均电流I=5×104A
C．该等效电容器的电容值C=1×10−8F
D．放电前该电容器存储的电能E=2.5×109J
【答案】D
【详解】A．根据q=It可知I−t图像与t轴围成面积表示电荷量，则这次放电释放的总电荷量
1
Q= ×100×103×0.1×10−3C=5C
2
故A正确；
Q 5
B．这次放电过程中的平均电流I= = A=5×104A 故B正确；
t 0.1×10−3
Q
C．云朵和地面的电势差U=E × ℎ =5× 108V 该等效电容器的电容值C= =1×10−8F 故C正确；
0 U
1
D．放电前该电容器存储的电能E= CU2=1.25×109J 故D错误。
2
故选D。
7．（2025·北京西城·一模）某同学自制电子秤的原理示意图如图所示。托盘与金属弹簧相连，滑动变阻器
R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为
0.设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R，弹簧劲度系数为k，
0
重力加速度为g。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，电压表示数未超过量程。下列说法正
确的是（ ）
g
A．该电子秤能够称量的物体最大质量为
kl
R +r
B．电压表的示数能够达到的最大值为 0 E
R+R +r
0(R +r)klU
C．电压表示数为U时，物体的质量为 0
gR(E−U)
R klU
D．电压表示数为U时，物体的质量为 0
gR(E−U)
【答案】C
【详解】A．当指针指到R的最下端时所称的质量最大，则mg=kl 解得该电子秤能够称量的物体最大质
kl
量为m= 选项A错误；
g
ER
U =
B．当指针指到R的最下端时电压表的示数能够达到的最大值，则
m R+R +r
选项B错误；
0
U U U(R +r)
R = = = 0 R
CD．电压表示数为U时，指针到R上端电阻为R，则 1 I E−U E−U 弹簧压缩量x= 1 l 则
1 R
R +r
0
(R +r)klU
m'g=kx 解得物体的质量为m'= 0 选项C正确，D错误。
gR(E−U)
故选C。
8．（2025·北京四中顺义分校·零模）如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧
与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电
源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的示数为0。当P端电
势高于Q端时，电压表示数为正。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是
（ ）
A．若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端
B．若电压表示数为负时，则物体速度方向向右
C．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比
D．若物体向右匀加速运动，则电压表示数为负，则示数均匀增加
【答案】C
【详解】A．沿电流方向电势逐渐降低，由图可知通过电阻R的电流方向是向左的，所以若M位于R的中
点右侧，P点电势升高，所以P端电势高于Q端，故A错误；
B．若电压表示数为负，说明P端电势低于Q端，则M位于中点的左侧，左边的弹簧被压缩，右边的弹簧
被拉伸，滑块受合力方向向右，即物体加速度方向向右，所以物体有可能向右加速运动，也有可能向左减
速运动，故B错误；C．物体的加速度越大，M偏离中点的位置就越远，相对PQ两端的电势差就越大，通过电阻的电流的恒
定的，则M点和中点之间的电阻也越大，且M点与中点的电阻大小与M点到中点的距离成正比，根据
U=IR可知，电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比，故C正确；
D．由上面B的分析可知，若物体向右匀加速运动，电压表的示数为负，因为加速度是恒定的，所以示数
也是恒定的，故D错误。
故选C。
9．（2025·北京海淀·三模预测）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n 和n，原线圈接在正
1 2
弦式交变电源上，副线圈接有一灯泡L。为了检测理想变压器的相关数据，变压器的铁芯上还接有一匝数
为2匝的电压互感器，电压表为理想交流电压表。已知电路稳定时小灯泡恰好正常发光，电压互感器中电
压表的示数为U，下列说法正确的是（ ）
0
n U
A．小灯泡的额定电压为 2 0
2
2U
0
B．正弦式交变电源的电压有效值为
n
1
C．原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率
U n
D．原、副线圈两端的电压之比 1 > 1
U n
2 2
【答案】A
U U n U
【详解】A．根据变压器原理可知 0 = 2 得U = 2 0 故A正确；
n n 2 2
V 2
U U n U
B．根据变压器原理可知 0 = 1 得U = 1 0 此为原线圈、也为正弦式交变电源的电压有效值，故B错
n n 1 2
V 1
误；
CD．由于变压器是理想变压器，且电压表为理想交流电压表，无能量损失，则原线圈的输入功率等于副
U U U n
线圈的输出功率，又 1 = 2 得 1 = 1 故CD错误。
n n U n
1 2 2 2
故选A。
10．（2025·北京东城·二模）燃油汽车启动时，火花塞产生电火花的简化电路如图所示，初级线圈回路中
的电源电动势为12V，次级线圈回路中的火花塞的两个电极P、Q靠得很近。汽车启动时，开关不停地闭
合、断开，次级线圈产生的瞬时高压可达千伏甚至万伏，使电极P、Q间产生电火花，点燃汽缸中的可燃
混合气。下列说法正确的是（ ）A．开关闭合瞬间，P、Q间无电压
B．开关断开瞬间，火花塞会产生电火花
C．初级线圈的匝数应远大于次级线圈的匝数
D．P、Q间的高压是由于次级线圈的自感现象产生的
【答案】B
【详解】A．闭合开关的瞬间，初级线圈的电流发生变化，铁芯内的磁通量发生变化，次级线圈产生高电
压，P、Q间有电压，故A错误；
B．断开开关的瞬间，初级线圈的电流发生变化，铁芯内的磁通量发生变化，次级线圈产生高电压，火花
塞会产生电火花，故B正确；
U n
C．根据变压器电压比等于匝数比有 1 = 1 可知，为了使次级线圈产生高电压，初级线圈的匝数应远小
U n
2 2
于次级线圈的匝数，故C错误；
D．P、Q间的高压是由于互感现象产生的，故D错误。
故选B。
11．（2025·北京朝阳·二模）如图所示，在理想变压器的原线圈回路中接有定值电阻R ，副线圈回路中接
1
有滑动变阻器R 。原线圈一侧接在稳定的正弦式交流电源上，电流表和电压表均为理想交流电表。滑动变
2
阻器滑片从某处自下向上滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数增大 B．电流表的示数增大
C．R 两端的电压增大 D．流过R 的电流增大
1 2
【答案】A
【详解】AB．滑片从某处自下向上滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值R变大，由等效电阻有
n 2
R'=( 1 ) R
n
2U
可知等效电阻变大，由欧姆定律可知流经R 1 的电流为 I 1 = R +R' 可知I 1 减小， 即电流表的示数减小； 由
1
电路电压关系可知原线圈的电压为U =U−I R 可知I 减小，则原线圈的电压值增大，根据变压器的电压
1 1 1 1
U n
关系有 1 = 1 可知U 增大，则U 增大，即电压表示数变大；A正确，B错误；
U n 1 2
2 2
C．R 两端的电压为ΔU=I R 由上述分析可知I 减小，则R 两端的电压减小，C错误；
1 1 1 1 1
D．由变压器的电流关系有n I =n I 可知I 减小，则I 也减小，即流过R 的电流减小，D错误。
1 1 2 2 1 2 2
故选A。
12．（2025·北京昌平·二模）如图所示，一理想变压器原线圈接在u=311sin100πt(V)）的交流电源上，
副线圈与滑动变阻器R相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为100πHz
B．变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数减小
C．变阻器的滑片向a端滑动，电流表的示数增大
D．变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小
【答案】D
ω 100π
【详解】A．该交流电的频率为f= = Hz=50Hz 选项A错误；
2π 2π
U n
B．电压表的示数等于变压器次级电压，根据 1 = 1 可知总是不变的，变阻器的滑片向b端滑动，电压表
U n
2 2
的示数不变，选项B错误；
CD．变阻器的滑片向a端滑动，R阻值变大，可知次级电流减小，即电流表的示数减小，根据P=I U 可
2 2
知，次级功率减小，则变压器的输入功率减小，选项C错误，D正确。
故选D。
13．（2025·北京西城·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220❑√2sin(100πt)❑V的交流电源
上，副线圈接R=22Ω的电阻。原、副线圈的匝数比为10：1，电压表为理想电表。下列说法正确的是（
）
A．交流电的频率为100Hz
B．电压表的示数约为31.1V
C．原线圈电流的有效值为1AD．原线圈的输入功率为22W
【答案】D
ω 100π
【详解】A．交流电的频率为f= = Hz=50Hz 故A错误；
2π 2π
U n
B．电压表的读数为电压的有效值，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比 1 = 1 可得副
U n
2 2
线圈的电压为U =22V 所以电压表的读数为22V，故B错误；
2
U 22 I n
CD．根据欧姆定律可得副线圈的电流的大小为I = = A=1A 根据电流与匝数成反比 1 = 2 可得原线
2 R 22 I n
2 1
U2
圈的电流的大小为I =0.1A 由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为P= 2 =22W 故C错
1 R
误，D正确。
故选D。
14．（2025·北京丰台·二模）如图所示，面积为0.01m2的200匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴OO′匀速转
动，转动的角速度为200rad/s，匀强磁场的磁感应强度为0.1T。线圈通过滑环与一理想变压器的原线圈相
连，副线圈接有两个相同的灯泡L 和L ，灯泡的电阻均为5Ω。变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关
1 2
S断开时L 正常发光，线圈及所有导线电阻不计，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确
1
的是（ ）
A．线圈中感应电动势为e=40sin100πt（V）
B．开关断开时，电流表的示数为0.08A
C．若开关S闭合，电流表示数将减小
D．若开关S闭合，灯泡L 亮度不变
1
【答案】D
【详解】A．变压器输入端的电动势最大值为E =NBSω=200×0.01×200×0.1V=40V从图示位置开始
m
计时就是从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为
e=E cos(ωt)(V)=40cos(200t)(V) A错误；
m
U n
B．开关断开时，副线圈两端的电压U 等于小灯泡两端的电压U ，根据变压器的原理可得 1 = 1 其中
2 L1 U n
2 2
E
U = m =20❑√2V代入数据解得灯泡L 两端的电压U =2❑√2V 通过L 的电流等于副线圈中的电流，由欧姆
1 ❑√2 1 L1 1
定律可得I =
U
L1 =
2❑√2
A 根据变压器原理可得
I
1 =
n
2 解得电流表的示数为I =
n
2 I =
2❑√2
A
2 R 5 I n 1 n 2 50
2 1 1n
C．若开关S闭合，副线圈中的电流增大，原副线圈的匝数之比不变，结合上述分析可知I = 2 I
1 n 2
1
故电流表的示数增大，C错误；
D．若开关S闭合，原线圈输入端的电压不变，原副线圈的匝数之比不变，故副线圈两端的电压不变，输
U2
出端的电压不变，小灯泡的电阻不变，根据P= 可知，灯泡L 的功率不变，即其亮度不变，D正确。
R 1
故选D。
15．（2025·北京西城·二模）交流发电机的示意图如图1所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线
圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO'沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，
如图2所示。发电机线圈电阻为5Ω，外电路接R=95Ω的定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A．理想电流表的示数为2.2A
B．电动势瞬时值的表达式为e=220sin(50πt)V
C．线圈经过图示位置时，电流方向为ABCDA
D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V
【答案】A
E E
【详解】A．电动势的有效值为E= m =220V ，理想电流表的示数为I= =2.2A，A正确；
❑√2 R+r
2π
B．周期为T=0.02s ，则ω= =100πrad/s ，电动势瞬时值的表达式为
T
e=E sinωt=220❑√2sin(100πt)V，B错误；
m
C．线圈经过图示位置时，根据楞次定律，电流方向为DCBAD，C错误；
D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为220❑√2V，D错误。
故选A。
16．（24-25高三下·北京海淀·二模）将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上，通过电阻的电流i随时
间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．交变电流在一个周期内电流方向改变一次B．交变电流的表达式为i=2cos(10πt)A
C．电阻消耗的电功率为100W
D．电阻两端的电压峰值为50❑√2V
【答案】C
【详解】A．由图可知，交流电在一个周期内电流方向改变两次，A错误；
2π
B．由图可知，交流电的最大最i =2A 周期T=0.4s 故其角频率ω= =5π 则交流电的表达式
m T
i=2cos(5πt)A B错误；
i
C．交流电的有效值I= m =❑√2A 故定值电阻的电功率P=I2R=100W C正确；
❑√2
D．定值电阻两端电压的有效值为U=IR=50❑√2V 故定值电阻两端电压的峰值为U =❑√2U=100V D错
m
误。
故选C。
17．（2025·北京通州·一模）如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图。矩形线圈在磁感应强度为B的
匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，外接负载电阻为
R。下列说法正确的是（ ）
A．图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小
B．从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为e=nBSωsinωt
nBS
C．线圈由图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量q=
R+r
n2B2S2ωπ
D．线圈由图示位置转过360°的过程中，电阻R产生的热量Q=
R+r
【答案】C
【详解】A．线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，故A错误；
B．从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为e=nBSωcosωt 故B错误；
E ΔΦ nBS
C．从题图所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为q=IΔt= Δt=n = 故
R+r R+r R+r
C正确；
D．线圈由图示位置转过360°的过程中，电阻R上所产生的热量
nBSω 2 2π n2B2S2ωRπ
Q=I2 R⋅T=[ ] R⋅ = 故D错误。
有 ❑√2(R+r) ω (R+r)2故选C。
18．（2025·北京四中顺义分校·零模）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u
随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W“的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的
是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为4：1
B．副线圈中电流的有效值为2A
C．原线圈的输入功率为12W
D．输入电压u随时间t变化规律为u=24❑√2sin50πt
【答案】A
U n U
【详解】A．由原副线圈的电压比与匝数比的关系： 1 = 1 ，U = m ，U =U ，可得匝数比为4：1，故
U n 1 ❑√2 2 L
2 2
A正确；
P 3W
I = = =0.5A
B．由副线圈的灯泡正常工作，可知副线圈的电流有效值为：
2 U 6V
故B错误；
L
C．根据原副线圈匝数比与电流比的关系，可知副线圈的输出功率为P=3W，根据原副线圈的电功率相等，
可知原线圈的输入功率为3W，故C错误；
D．由图乙，可知原线圈的输入电压的峰值为24❑√2V，周期为0.02s，角频率为
2π 2π
ω= = =100πrad/s可知原线圈的电压随时间的表达式为：u=24❑√2sin100πt故D错误；
T 0.02s
故选A。
19．（2025·北京东城·二模）利用电磁感应现象，可以测量空间某处的磁场。
(1)如图甲所示，电阻为r、长为l的导体棒ab放置在光滑的水平导轨上，导轨左侧接一阻值为R的定值电
阻，导轨间距也为l。导轨处在竖直向下的匀强磁场中，导体棒ab在外力作用下沿导轨水平向右做匀速直
线运动，速度大小为v，电流表的示数为I。导体棒ab始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。
a.求磁感应强度的大小B；b.撤去外力后，经过一段时间，穿过该闭合回路的磁通量的变化量为ΔΦ，通过电阻R的电荷量为q。请证
明：ΔΦ=q(R+r)。
(2)已知北半球某处地磁场的磁感应强度没有东西方向的分量，磁感应强度方向与水平方向夹角为θ。在该
处一水平面内放置一个长、宽分别为l 、l 的单匝矩形线框CDEF，线框总电阻为r ，其中CD沿南北方向、
1 2 0
DE沿东西方向，如图乙所示。线框分别以CD、DE为轴向下转动到竖直平面内，两次通过线框导线某横截
面的电荷量分别为Q 、Q ，线框所在处的磁场可视为匀强磁场。求该处磁感应强度大小B 和θ的正切值。
1 2 0
I(R+r)
【答案】(1)a.B= b.ΔΦ=q(R+r)
lv
r Q
(2)B = 0 ❑√Q2+(Q −Q )2，tanθ= 1
0 l l 1 2 1 Q −Q
1 2 2 1
E I(R+r)
【详解】（1）a.由法拉第电磁感应定律E=Blv 由闭合电路欧姆定律有I= 联立解得B=
R+r lv
ΔΦ
b.设在这段时间Δt内的平均电流为I， 则q=IΔt 由法拉第电磁感应定律有E= 根据欧姆定律有
Δt
E
I= 联立解得ΔΦ=q(R+r)
R+r
（2）利用 (1) b的结果，以CD为轴转动，则l l B sinθ=Q r 以DE为轴转动，则
1 2 0 1 0
l l B (sinθ+cosθ)=Q r
1 2 0 2 0
r Q
联立解得B = 0 ❑√Q2+(Q −Q ) 2，tanθ= 1
0 l l 1 2 1 Q −Q
1 2 2 1
