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专题14 交变电流
目录
01 知识脑图·学科框架速建
02 考点精析·知识能力全解
【知能解读01】交变电流
一、交变电流
二、交变电流的相关物理量
三、电感和电容对交变电流的影响
【知能解读02】电磁振荡、电磁波和传感器
一、电磁振荡
二、电磁波
三、传感器
【核心考点】变压器
03 攻坚指南·高频考点突破
【重难点突破01】交变电流的四值问题
【重难点突破02】理想变压器的两类动态分析
【重难点突破03】交变电流有效值的应用
04 避坑锦囊·易混易错诊疗
【易混易错01】交变电流的特殊位置和表达式的分析应用
【易混易错02】振荡电路过程中各物理量的变化
05 通法提炼·高频思维拆解
【方法技巧01】远距离输电中的相关模型——过程分析
【方法技巧02】等效法在变压器和远距离输电中的应用
1
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2
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01 交变电流
一、交变电流
1. 定义：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流。
2. 图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，图a、b、c、d 所示电流都属于交变电流，其
中按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图a 所示。
3. 正弦式交变电流的产生和变化规律
（1）产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的电流是正弦式交变电
流。
（2）原理：电磁感应
（3）正弦式交流电的图像：如果从线圈位于中性面位置时开始计时，其图像为正弦曲线。如
图所示。
（4）两个特殊位置的特点：
①中性面 (S⊥B, 线圈平面与磁感线垂直的平面)
特点：磁通量最大
，
，
，
，感应电流方向改变。
②峰值面 (S//B，线圈平面与磁感线平行的平面)
特点：磁通量最小
，
最 大 ，e 最大，i 最大，电流方向不变。
【注意】：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此
电流的方向改变两次。
(5)正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置时开始计时)
穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的。
磁通量：
3
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电动势表达式：
电流表达式：
电压表达式：
【注意】：熟记角速度、周期、频率、转速的关系
【注意】：感应电动势最大值
，与转轴位置无关，与线圈形状无关。
补充：中性面的特点以及与峰值面(中性面的垂面)的比较
中性面
峰值面
含义
与磁场方向垂直的平面
与磁场方向平行的平面
穿过线圈的磁通
量
最大(BS)
0
磁通量的变化率
0
最大
感应电动势
0
最大(NBSω)
电流方向
发生改变
不变
【跟踪训练】（2025·江西吉安·模拟预测）如图（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是
交流发电机发电的示意图。线圈的ab 边连在金属滑环K 上，cd 边连在金属滑环L 上，用导
体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连
接。下列说法正确的是（ ）
A．图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大
B．从图（b）开始计时，线圈中电流i 随时间t 变化的关系是
C．当线圈转到图（c）位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变
D．当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最大，cd 边感应电流方向为c→d
二、交变电流的相关物理量
1．周期和频率
4
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(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间。单位是秒(s)。公式为T
＝。
(2)频率(f)：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比。单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系：T＝或f＝。
2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值
(1)瞬时值：交变电流的电动势、电流或电压在某一时刻的值，是时间的函数。
(2)峰值：交变电流的电动势、电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值：
①定义：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内
它们产生的热量相等，就把这个恒定电流的电流I、电压U 叫作这一交变电流的有效值。
②正弦式交流电有效值和峰值的关系：E＝，U＝，I＝。
(4)平均值：交变电流图像中图线与时间轴所围面积跟对应时间的比值。
补充：有效值的计算
(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生
“相同热量”，先分段计算热量，求和得出一个周期内产生的总热量，再根据
或
列式求解。
(2)若图像部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的
周期(必须是从零至最大值或从最大值至
零)和
周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系
、
求
解。
(3)利用能量关系：当有电能和其他形式的能转化时，能的转化和守恒定律来求有效值。
补充：正弦式交变电流瞬时值、峰值表达式的推导
线圈平面从中性面开始转动，则经时间t，线圈转过一定角度θ=ωt，如下图所示，ab 边的线速度跟磁
感线方向的夹角θ=ωt，ab 边转动的线速度的大小v=ωR=ω
Lad
2
，ab 边产生的感应电动势eab＝BLabvsinθ=
1
2 BSωsinωt ，整一个线圈产生的电动势为e ＝eab ＝BSωsinωt 。N 匝线圈产生的总电动势为e ＝
NBSωsinωt=Emsinωt。电流为i=
e
R+r =Imsinωt。
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【跟踪训练】（2025·甘肃定西·模拟预测）如图甲所示，在匀强磁场中有一单匝矩形闭合导
线框
，
边与磁场方向垂直，线框电阻不计。现使线框以恒定角速度绕轴
旋
转，转动到某一位置开始计时，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。小灯泡通过电
刷与线框相连，交流电压表可视为理想电压表，下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示时刻通过小灯泡的电流最小
B．图甲所示时刻通过线框的电流方向为
C．线框1s 内转50 圈
D．电压表的示数为
三、电感和电容对交变电流的影响
1. 电感：通直流、阻交流;通低频、阻高频。
（1）影响因素：线圈的自感系数
L 越大，交流的频率越高，电感器对交变电流阻碍作用越
大．
（2）作用：通直流，阻交流；通直流，通低频，阻高频。
2. 电容：通交流、隔直流；通高频、阻低频。
（1）影响因素：电容器的电容
C 越大，交流的频率越高，电容器对交变电流阻碍作用越小．
（2）作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”。
【跟踪训练】（2025·北京·高考真题）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
和
是三个相同的小灯泡。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，
与
同时亮起
B．闭合后，
亮起后亮度不变
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C．稳定后，
与
亮度一样
D．稳定后，电容器的电荷量是
02 电磁振动、电磁波和传感器
一、电磁振荡
1. 产生：
振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。
振荡电路：能产生振荡电流的电。。
LC 振荡电路的放电、充电过程：
①电容器放电：线圈有自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，
极板上的电荷逐渐减少。放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到最大值。该过程
电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能；
②电容器充电：电容器放电完毕时，线圈有自感作用，电流并不会立刻减小为零，而会
保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增多，电
流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大值。该过程中线圈的磁场能又全部转化
为电容器的电场能。
2. 周期与频率：
周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。
频率：1s 内完成的周期性变化的次数。
【注意】：如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率分别
叫做振荡电路的固有周期和固有频率。
周期和频率公式：T＝2π，f＝。L 一般由线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数及有
无铁芯决定，电容C 由公式C＝可知，与电介质的介电常数εr、极板正对面积S 及板间距离d
有关
【跟踪训练】（2025·江苏南京·模拟预测）如图所示，LC 电路中，电容C 为0.4μF，电感L
为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S 断开时，极板间有一带电灰尘恰好
处于静止状态。当开关S 闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时
开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（ ）
A．π×10−5s 时，回路中电流变化最慢
B．2π×10−5s 时，灰尘的速度最大
C．2π×10−5s 时，线圈中磁场能最大
D．2π×10−5s 时，灰尘的加速度最小
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二、电磁波
1. 麦克斯韦的电磁场理论 ：
（1）变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。
（2）随时间均匀变化的磁场产生稳定电场。随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场。
随时间均匀变化的电场产生稳定磁场，随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场。
（3）变化的电场和变化的磁场总是相互关系着，形成一个不可分割的统一体，这就是电
磁场。
2.电磁波：
（1）周期性变化的电场和磁场总是互相转化，互相激励，交替产生，由发生区域向周围
空间传播，形成电磁波。
（2）电磁波是横波
（3）电磁波可以在真空中传播，电磁波从一种介质进入另一介质，频率不变、波速和波长均
发生变化，电磁波传播速度v 等于波长λ 和频率f 的乘积，即v=λf，任何频率的电磁波在真空
中的传播速度都等于真空中的光速c=3.0×10 8 m/s.
3. 无线电波的发射
（1）条件
振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放空间中，即采用开放电路。
要有足够高的振荡频率，研究表明频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大。
（2）调制
载波：用来“运载”信号的高频等幅波。
调制：把传递的信号“加”到载波上的过程。
常用的调制方法有调幅和调频两种。调幅：使高频振荡的振幅随信号而变；调频：使高
频振荡的频率随信号而变。
4. 无线电波的传播与接收
（1）三种电波
传播形式
适合的波段
特点
地波
沿地球表面空间传播
长波、中波、中短波
衍射能力较强
天波
靠大气电离层的反射传播
中短波、短波
反射能力较强
空间波
沿直线传播
短波、超短波、微波
穿透能力较强
（2）电磁波的接收
原理：电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生感应电流。因此，空中的导
体可以用来接收电磁波。
电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的感应
电流最强的现象。它与机械振动中的共振类似。
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调谐：使接收电路中产生电谐振的过程．通常说的选台即为调谐过程。调谐的基本原理
就是电谐振。
调幅：高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式。一般电台的中波、中短波、短
波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。
调频：高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式。电台的立体声广播和电视中的
伴音信号采用调频波。
调制：将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程。声音、图像等信号频率相对较
低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。
解调：将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程。
5. 电磁波谱
电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫做电磁波谱。按照波长从长
到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线。不同的电磁波由于具
有不同的波长(频率)，才具有不同的特性。
【跟踪训练】（2025·湖北·模拟预测）关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）
A．适量紫外线照射人体能促进钙的吸收
B．相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X 射线
C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线
D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
三、传感器
1. 常见传感器的特点
器件类型
敏感元件
转换类型
相关问题
光电传感器
光敏电阻
光照强弱→电阻
直流电路动态分析问题
温度传感器
热敏电阻
温度→电阻
直流电路动态分析问题
金属热电阻
温度→电阻
力传感器
应变片
物体形变→电阻
力学、运动学与直流电路结合问题
电容式传感器
电容器
力、位移等→电容
力学、运动学与含容电路结合问题
磁传感器
霍尔元件等
磁感应强度→电压
带电粒子在复合场中的运动问题
2. 常见电容式传感器原理及分析
传感器
原理
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测定角度θ 的电
容式传感器
动片与定片之间的角度θ 发生变化，会引起极
板正对面积S 的变化，这就使电容C 发生了变
化。
知道C 的变化情况，就可以知道θ 的变化情况
测定液面高度h
的电容式传感器
在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电
液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两个
电极，导线芯外面的绝缘物质就是电介质，液
面高度h 发生变化时，引起正对面积发生变
化，电容C 发生变化。知道C 的变化情况，就
可以知道h 的变化情况
测定压力F 的电
容式传感器
待测压力F 作用于可动膜片电极上的时候，膜
片发生形变，使极板间距离d 发生变化，从而
引起电容C 的变化。知道C 的变化情况，就可
以知道F 的变化情况
测定位移x 的电
容式传感器
随着电介质进入极板间的长度发生变化，电容
C 发生变化。知道C 的变化情况，就可以知道
x 的变化情况
【注意】：电容器的电容C 取决于极板的正对面积S、极板间距离d、极板间的电介质这三个
因素。如果某个物理量(如角度θ、位移x、深度h 等)的变化能引起上述某个因素的变化，从
而引起电容的变化，那么通过电容的变化就可以确定上述物理量的变化，有这种用途的电容
器称为电容式传感器。
补充：常见传感器的原理：
传感器
输入量
输出量
工作原理
硅光电池
光
电压
光电效应
光电二极管
光
电压
光电效应
湿敏电阻
湿度
电压(电阻)
湿敏材料的电阻随湿度的变化而变化
话筒
声音
电流
电磁感应
加速度传感器
加速度
电压
电磁感应
测速发电机
速度
电流(电压)
电磁感应
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补充：含传感器的问题分析
（1）注意传感器所感受到的是何物理量：力、热、磁、光、声等
（2）传感器往往与电子元件一起构成电路，应认真分析传感器所在的电路结构，并注意各种
敏感元件的特性，及各种常用电子元件的工作特点。
（3）注意输出信号的转换：通过元件把敏感元件的输出转换成电学量信号，最后借助于转换
电路把电学量信号转换为便于处理、显示、记录或控制的量。
3. 普通二极管和发光二极管
（1）都具有单向导电性。
（2）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光.普通的发光二极管是用磷化镓或
磷砷化镓等半导体材料制成的，直接将电能转化为光能，该类发光二极业管的正向导通电压
大于1.8V。
【跟踪训练】（2025·河北秦皇岛·模拟预测）把一有效值恒定的交变电流接到图中理想变压
器的A、B 两端。已知
为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R 为定值电阻，图中各
电表均为理想电表。
处温度升高后，电压表
示数 （选填“变大”“变小”或“不
变”）；
的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）；电流表
的示数
（选填“变大”“变小”或“不变”）。
变压器
1. 理想变压器:工作时无（能量）功率损失（即无铜损、铁损），因此，理想变压器原副线圈
电阻均不计。
（1）构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的
（2）原理：电磁感应的互感现象。
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2.理想变压器的关系式:
【注意】：变压器只能改变交变电流的电压和电流，不改变频率。原、副线圈中交流电的
频率一样：
。
3．理想变压器的制约关系
（1）电压制约：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即
， 可简述为
“原制约副”。
（2）电流制约：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定，即
，可简述为“副
制约原”。
（3）功率制约：原线圈的输入功率P 入由副线圈的输出功率P 出决定，即
， 可简述
理想变压器
没有能量损失(铜损、铁损)，没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)
基
本
关
系
功率关系
（副决定
原）
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P 入＝P 出，有多个副线圈时：
P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn
电压关系
（原决定
副）
原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关，
有多个副线圈时：＝＝＝…＝
电流关系
（副决定
原）
只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，I1n1＝I2n2＋I3n3
＋…＋Innn
频率关系
f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)
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为“副制约原”。
【注意】：变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数
少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。
【跟踪训练】（2025·广东·高考真题）如图所示。某光伏电站输出功率
、电压
的交流电，经理想变压器升压至
后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R
为
。下列说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈匝数比为
B．输电线上由R 造成的电压损失为
C．变压器原线圈中的电流为
D．变压器原、副线圈中电流的频率不同
01 交变电流的四值问题
1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值
(1)瞬时值：交变电流的电动势、电流或电压在某一时刻的值，是时间的函数。
(2)峰值：交变电流的电动势、电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内
它们产生的热量相等，就把这个恒定电流的电流I、电压U 叫作这一交变电流的有效值。
(4)平均值：交变电流图像中图线与时间轴所围面积跟对应时间的比值。
补充：交变电流四值问题
物理量
物理含义
重要关系
适用情况及说明
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
计算线圈某时刻的受力情况
峰值
最大的瞬时值
Em＝NBSω
Im＝
讨论电容器的击穿电压
有效值
跟交变电流的热效应等
E＝
(1)交流电流表、交流电压表的示数
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效的恒定电流的值
U＝
I＝
适用于正(余)弦
式交变电流
(2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定
电压、额定电流等)
(3)计算与电流的热效应有关的量(如电
功、电功率、电热、保险丝的熔断电流
等)
(4)没有特别加以说明的
平均值
交变电流图像中图线与
时间轴所围的面积与时
间的比值
＝N
＝
计算通过导线横截面的电荷量
【跟踪训练】（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，“
”形导线框置于磁感应强度大小为
B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e 所在直线
以角速度
顺时针匀速转动，be 与磁场方向垂直。
时，abef 与水平面平行，则
（ ）
A．
时，电流方向为abcdefa
B．
时，感应电动势为
C．
时，感应电动势为0
D．
到
过程中，感应电动势平均值为0
02 理想变压器的两类动态分析
常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况：
1．匝数比不变的分析思路：
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(1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R 如何变化，U2不变。
(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化．
(3)I2变化引起P2变化，而P1＝P2，故P1发生变化。
2．负载电阻不变的分析思路：
(1)U1不变，发生变化时，U2变化．
(2)R 不变，U2变化时，I2发生变化．
(3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化。
【跟踪训练】（2025·甘肃白银·模拟预测）如图所示为远距离输电示意图，
为输电线的电
阻，
表示用户端的电阻，电流表和电压表均为理想交流电表。保持输入电压
不变，将滑
动变阻器的滑片P 缓慢下移，下列说法正确的是（ ）
A．远距离输电电压为
B．电压表的示数增大
C．电流表的示数增大
D．该输电电路的输入功率增大
03 交变电流有效值的应用
1．有效值的理解
(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值。
(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值。
(3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值。
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(4)没有特别加以说明的，是指有效值。
(5)“交变电流的最大值是有效值的倍”仅适用于正(余)弦式交变电流。
2．交变电流有效值的计算
(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生
“相同热量”列式求解。
(2)分段计算热量求和得出一个周期内产生的总热量。
(3)利用两个公式Q＝I2Rt 和Q＝t 可分别求得电流有效值和电压有效值。
(4)若图像部分是正(余)弦式交变电流，其中的周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和周
期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I＝、U＝求解。
补充：几种典型的电流及其有效值
名称
电流(电压)图像
电流有效值
电压有效值
正弦式交变电流
I＝
U＝
正弦半波电流
I＝
U＝
正弦单向脉动电流
I＝
U＝
矩形脉动电流
I＝ I1
U＝ U1
非对称性交变电流
I＝
U＝
【跟踪训练】（2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测）在如图所示的电路图中，a、b 端接入的交
流电压为
，电压表和电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值为
，二极管为理想二极管。闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
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A．该交流电周期为
B．电压表测得的电压大小为
C．电流表测得的电流大小为
D．定值电阻消耗的电功率为
01 交变电流的特殊位置和表达式的分析应用
1.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置
图示
位置
中性面位置
与中性面垂直的位置
特点
B⊥S
B∥S
Φ＝BS，最大
Φ＝0，最小
e＝n＝0，最小
e＝n＝nBSω，最大
感应电流为零，方向改变
感应电流最大，方向不变
2.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置时开始计时)
瞬时值表达式
图像
磁通量
Φ＝Φmcosωt＝BScosωt
电动势
e＝Emsinωt＝NBSωsinωt
路端电压
u＝Umsinωt＝sinωt
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电流
i＝Imsinωt＝sinωt
补充：解决交变电流图像问题的四点注意
（1）只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦函数形式，其变化
规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关。
（2）注意峰值公式Em＝NBSω 中的S 为线圈在中性面位置处于磁场中的有效面积。
（3）在解决有关交变电流的图像问题时，应先把交变电流的图像与线圈的转动位置对应起
来，再根据特殊位置求解。
（4）根据法拉第电磁感应定律E＝
，若Φ 按余弦规律变化，则e 必按正弦规律变化；
若Φ 按正弦规律变化，则e 必按余弦规律变化，即Φ＝Φmsin ωt，e＝nωΦmcos ωt。故Φ 增
大时，e 必减小；Φ 最大时，e 最小。
【跟踪训练】（2025·山东临沂·二模）如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产
生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b 所示，以
下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（ ）
A．在图中
时刻线圈平面平行于匀强磁场
B．线圈先后两次转速之比为
C．图线a 在
时，穿过线圈的磁通量最小
D．图线b 的电压最大值为
02 振荡电路过程中各物理量的变化
电磁振荡的充放电过程中各物理量的变化
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电路状态
a
b
c
d
e
时刻t
0
T
电荷量q
最多
0
最多
0
最多
电流i
0
正向最大
0
反向最大
0
电场能
最大
0
最大
0
最大
磁场能
0
最大
0
最大
0
补充：对电磁振荡的充放电过程的理解：
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a 电容器充电结束，两极板上的电荷量最多。
b 电容器开始放电，回路中电流从0 开始逐渐增到最大。两极板电荷量从最大减为0。
c 自感线圈给电容器正向充电结束，回路中电流从最大减为0，两极板电荷量从0 变回最大。
d 电容开始反向放电
e 自感线圈给电容器反向充电，于是整个电路回到最开始状态。
【注意】：Q、B、i、E 变化周期为T，电场能、磁场能变化周期为T
2 。
【跟踪训练】（2025·湖北·模拟预测）收音机的调谐电路如图甲所示，改变可变电容器 C 的
电容，进而改变调谐电路的频率。某次“调频”后，电路中的高频电流 i 随时间t 的变化规
律为如图乙所示的正弦曲线。下列说法正确的是（ ）
A．
时刻，线圈L 的自感电动势最大
B．电容C 减小，接受的信号波长更大
C．
时间内，回路中的磁场能正在向电场能转化
D．通过调谐电路接受到的高频电流，就是我们需要的声音或图像信号
01 远距离输电中的相关模型——过程分析
1. 电能的远距离输送电路图：
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2. 输电电路图三个回路的理解：
(1)在电源回路中，
(2)在输送回路中，
，
，
，
，
(3)在用户回路中，
3. 核心规律：
（1）升压变压器：联系电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：
，
，
（2）降压变压器：联系输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：
，
，
（3）输电电流：
（
4）输电导线损耗的电功率：
（5）掌握一个守恒观念：功率关系：
，其中
（6）减小输电线电能损失的主要途径：减小输电线的电阻；增大输电电压。
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补充：输电线路功率损失的四种计算方法
P 损=P1-P4
P1为输送的功率，P4为用户得到的功率
P 损=I 线
2R 线
I 线为输电线路上的电流，R 线为输电线路总电阻
P 损=( ΔU )
2
R线
ΔU 为输电线路上损失的电压，不要与U2、U3相混
P 损=ΔU·I 线
补充：远距离输电的三个易错点:
（1）输电线上损失的功率P损= U 2
R线
,U 应为输电线上损耗的电压,而不是输电电压;
解有关远距离输电问题时，公式P损=U 线I 线或P损=U 线
2 R线不常用，其原因是在一般情况
下，U 线不易求出，且易把U 线和U 总相混淆而造成错误.
（2）输电导线损耗的电功率: P损=(
P输
U )
2
R线，因此，当输送功率一定时,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
1
n2 ;
（3）电网送电遵循“用多少送多少”的原则,而不是“送多少用多少”,说明原线圈电流由副
线圈电流决定。
【跟踪训练】（2025·河北·模拟预测）2025 年2 月24 日11 时36 分，中广核广东陆丰核电项
目1 号机组完成核岛第一罐混凝土浇筑（FCD）。这标志着该机组主体工程正式开工，广东
陆丰核电项目双三代核电机组建设全面拉开序幕。某电厂对用户进行供电的原理图如图所
示。发电机的输出电压为
，输出功率为
，输电线的总电阻等效为
。变压器视为理想变
压器，其中升压变压器原、副线圈的匝数比为
，用户获得的电压为
。假设用户（负
载）是阻值为
的纯电阻。下列说法中正确的是（ ）
A．若输送的总电功率恒为
，则输电线上的电流为
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B．若输送的总电功率恒为
，则降压变压器的原、副线圈匝数比为
C．若
增大、
减小，
和变压器的匝数比不变，则高压输电线的输电电流一定增大
D．若将输送电压
由300kV 升级为2100kV 的高压，输送电功率变为原来的3.5 倍，不
考虑其他因素的影响，输电线损失的功率变为原来的4 倍
02 等效法在变压器和远距离输电中的应用
等效电阻法：适合解决原线圈上有电阻
当理想变压器的副线圈接纯电阻元件时，可以把理想变压器(含副线圈中的元件)等效
成一个电阻来处理，设原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈输入电压为U1，电流为I1，
副线圈输出电压为U2，电流为I2，副线圈负载电阻为R，则等效电阻R 等效=U 1
I 1
=
n1
n2
U 2
n2
n1
I 2
=(n1
n2
)2
U 2
I 2
=(n1
n2
)2R。
【跟踪训练】（2025·天津河西·三模）如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变
压器，升压变压器
的原、副线圈匝数分别为
、
，在
的原线圈两端接入一电压
的交流电源。若
的副线圈两端电压的有效值为
，输电线的总电阻为
，
输电线中电流的有效值为
，不考虑其它因素的影响，则以下说法正确的是（ ）
A．
的原线圈两端电压的有效值为
B．
C．输电线上损失的电功率为
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D．输电线上损失的电功率为
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