文档文本内容
重难13 电路
高考指导方向标
近三年考查趋
势分析
近三年高考中，本专题通常以选择题或实验题形式出现，分值约6-12 分。命题注重对电
路基本规律与方法的考查，常结合生活科技实际（如家用电路、新能源并网、传感器电
路）设计问题，重点测试学生对电路动态过程、故障排查及交变电流与变压器原理的分
析能力。
命题特点：
突出动态分析：通过滑动变阻器或传感器电阻变化，考查电路中各物理量（电流、电
压、功率）的动态变化，常运用“串反并同”结论或程序法分析。
注重图像应用：结合电源与电阻的U-I 图像，考查交点含义、斜率意义及功率计算，是
选择题的常见形式。
强化故障排查：依据电流表、电压表示数异常，推理电路中的短路或断路故障点，考查
逻辑分析与电路知识综合应用。
聚焦交流与输电：对交变电流“四值”（瞬时、峰值、有效、平均）的理解与计算是基
础；理想变压器的动态分析（匝数比变或负载变）及远距离输电中的功率、电压、损耗
关系是综合题的重要模型。
核心方法聚焦
图像分析：明确电源U-I 图线（斜率表内阻）与电阻U-I 图线（斜率表电阻）的区别，
理解交点代表工作状态。
动态分析：掌握“局部→整体→局部”的程序法和“串反并同”的结论法，对于含容电
内容导航
速度提升
技巧掌握
手感养成
重难考向聚焦
锁定目标 精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向
重难技巧突破
授予利器 瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
重难保分练
稳扎稳打 必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值
重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分： 聚焦于中高难度题目，争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”
路要抓住稳定后电容器电压等于并联支路电压这一关键。
故障分析：根据电表示数特征（有/无示数）推断故障类型（短路/断路）及可能位置。
变压器与输电：紧抓理想变压器基本关系（电压、电流、功率），远距离输电问题中，
明确“输电电流决定线路损耗”是解题核心思路。
备考指导建议
构建分析框架：熟练掌握闭合电路欧姆定律，并建立清晰的电路动态分析流程。
区分核心概念：透彻理解交变电流四值的物理意义、计算方法及适用场景。
掌握典型模型：重点攻克含滑动变阻器的动态电路、理想变压器两类动态变化、远距离
输电的定量计算等模型。
联系实际应用：关注与生活、科技相关的电路情景，提升将实际问题转化为典型电路模
型的能力。
1. 电路中的两类U—I 图像
在恒流电路中常会涉及两种U－I 图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的
伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．
电源U－I 图象
电阻U－I 图象
关系式
U＝E－Ir
U＝IR
图形
物理
意义
电源的路端电压随
电流的变化关系
电阻两端电压与电阻中的电流的关系
截距
与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴
交点表示电源短路电流
过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零
坐标U、I 的乘积
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
坐标U、I 的比值
表示外电阻的大小，不同点
对应的外电阻大小不同
表示该电阻的大小，每一点对应比值均等
大，
表示此电阻的大小不变
斜率(绝对值)
电源电阻r 的大小，r＝|
ΔU
ΔI |。
若图象为过原点的直线，图象斜率表示电
阻R 的大小，R＝
ΔU
ΔI
。
两曲线在同一坐标
系中的交点
表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压
2 电路的动态分析
1、程序法: 遵循“局部—整体—局部”的思路
电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路(
并联分流I
串联分压U)的变化→
其他支路的变化.
2、结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零．
①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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
3、极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.
4、特殊值法:对于某些特殊电路问题,可以采取代入特殊值的方法去判定.
【注意】含容电路动态分析的三个步骤：
①理清电路的串、并联关系；
②确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规律不适用，但对于充电
或放电完毕的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两端，可根据欧姆定律及
串、并联规律求解该支路两端的电压U；
③分析电容器所带的电荷量。针对某一状态，根据Q＝CU，由电容器两端的电压U 求电容器所带的电荷量
Q，由电路规律分析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电。
3 电路的故障分析
电路故障一般是短路或断路.常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部断路、接触不良
等现象。故障的特点如下：
（1）断路状态的特点：电源电压不为零而电流为零;若外电路某两点之间的电压不为零,则这两点间有
断点,而这两点与电源连接部分无断点。
（2）短路状态的特点：有电流通过电路而电压为零
补充：利用电流表、电压表判断电路故障的方法
常见故障
故障解读
原因分析
正常
无示数
“电流表示数正常”表明电流表所在电路为
通路，“电压表无示数”表明无电流通过电
压表
故障原因可能是：
a．电压表损坏；
b．电压表接触不良；
c．与电压表并联的用电器短路
正常
“电压表有示数”表明电压表有电流通过，
故障原因可能是：
无示数
“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流
流过电流表
a．电流表短路；
b．和电压表并联的用电器断路
均无示数
“两表均无示数”表明无电流通过两表
除了两表同时被短路外，可能是干
路断路导致无电流
欧姆表分析：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路．在用欧姆表
检测时，应断开电源。
4 电源的功率问题
1. 电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功
率.
（1）任意电路：P总=EI =IU 外+IU 内=P出+P内
.
（2）纯电阻电路：
P总=I2（R+r ）= E2
R+r .
2. 电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.
（1）任意电路：P出=U 外I=IE −I2r=P总−P内．
（2）纯电阻电路：
P出=I2 R=(
E
R+r)
2
R
由P 出与外电阻R 的关系图像可以看出:
Ⅰ、当R=r 时,电源的输出功率最大,为P 出m= E
2
4 r ，但效率不是最大,而是只有50%.
Ⅱ、当R>r 时,随着R 的增大,输出功率越来越小.
Ⅲ、当R<r 时,随着R 的增大,输出功率越来越大.
Ⅳ、当P 出<P 出m时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2,因此需要注意题目中可能出现双
解的情况.
3. 电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P内=U 内I=I2r=P总−P出
5 等效电源法处理电路中的功率问题
【等效电源法】：将电源内阻提出来，作为外电阻处理，或者将外电阻与电源内阻合并在一起，看作一个
新的电源，这种方法被称为等效电源法。
把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”、“内阻”如下：
①两点间断路时的电压等效为电动势E′；
②两点短路时的电流为等效短路电流I 短′，等效内电阻r′＝。常见电路等效电源如下：
定值电阻的功率：
P 定=I2R，R 为定值电阻，P 定只与电流有关，
当R 外最大时，I 最小，P 定最小；
当R 外最小时，I 最大，P 定最大。
电源的输出功率：R 外与r 越接近，电源的输出功率越大，当R 外=r 时，电源的输出功率最大。
变化电阻的功率：
利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r'，则变化电阻的功率即为等效以
后的电源的输出功率，即当R 变=r'时，P 变有最大值。
如图所示，R1为定值电阻，R2为电阻箱，E 为电源的电动势，r 为电源的内阻。
①当R2最小时，定值电阻R1的功率最大，电源内阻的功率最大；
②当R1+R2=r 时，电源的输出功率最大；
③当R2=R1+r 时，变化电阻R2的功率最大。
上面的结论都是在电源的内电阻r 不变且外电路为纯电阻电路的情况下适用。
6 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效
的恒定电流的值
E＝
U＝
I＝
适用于正(余)弦式
交变电流
(1)交流电流表、交流电压表的示数
(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
7 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：
(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。
8 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：
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。
【注意】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
【注意】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。
（建议用时：20 分钟）
1．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）
2．如图所示是某兴趣小组设计的电热水器模拟电路原理图，其中R1为加热电阻丝 （可视为定值电阻），
R2为正温度系数热敏电阻（阻值随温度升高而变大），C 为电容器。开关S 闭合后，当温度降低时，下列
说法正确的是（ ）
A．电容器C 的带电荷量减小
B．灯泡L 变亮
C．电容器C 两板间的电场强度增大
D．电阻丝R1消耗的功率增大
3．如图所示，电源电动势E＝6V，小灯泡L 的规格为“3V，0.9W”，开关S 接1，当滑动变阻器调到R＝
8Ω 时，小灯泡L 正常发光。现将开关S 接2，小灯泡L 和电动机M 均正常工作，已知电动机的线圈电阻
R0＝2Ω。则（ ）
A．电源内阻为3Ω
B．电动机正常工作的电压为3V
C．电动机输出的机械功率为0.54W，其效率为75%
D．电动机的热功率为0.18W
4．已知灯丝的电阻不是一个固定值，它随温度的升高而逐渐变大。现有一只标有“
”的白炽
灯泡，两端的电压U 由0 逐渐增大到220V。在此过程中，灯泡两端的电压U 和流过灯泡的电流I 的关系可
用图线表示。则符合实际的是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，
、
为定值电阻，C 为电容器，
为滑动变阻器。闭合开关
电路稳定后缓慢向左移动滑片P，电流表A 和电压表V 示数分别为I、U，电容器所带电荷量为Q，通过
的电流强度为
，某过程中电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为
、
。则下列图像错误的是
（ ）
A．
B．
C．
D．
6．理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦式交流电，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。灯泡正常
工作，则理想变压器原、副线圈的匝数比为（ ）
A．
B．
C．1 6∶
D．6 1∶
7．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比
定值电阻
在M、
N 两端接u 的正弦交流电如图乙所示，当开关S 闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．M、N 两端接的交变电压瞬时值表达式为
B．R2两端的电压为3.6V
C．变压器的输入功率为15.36W
D．流过电阻
电流的频率为100Hz
（建议用时：30 分钟）
8．在图甲的电路中，
是可变电阻，
是定值电阻、阻值为
。实验时调节
的阻值，得到各组电压
表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的
图像如图乙中
所示。电压表和电流
表皆看作理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．该电源电动势为
B．该电源的内阻为
C．当
时，电源输出功率最大
D．滑片从左往右移的过程中，电源的效率一直在减小
9．如图所示，电路中光敏电阻
的阻值随光照强度增大而减小，当环境光照强度增大时，可维持小灯泡
亮度不变的操作是（ ）
A．将滑动变阻器滑片向左移动
B．将滑动变阻器滑片向右移动
C．换电动势更小但内阻相同的电源
D．换电动势相同但内阻更大的电源
10．小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，其中R2＝88 Ω，电饭锅在保温状态
下的功率是加热状态下的
，下列说法正确的是（ ）
A．开关S 闭合时电饭锅处于保温状态，S 断开时处于加热状态
B．加热挡的功率为500 W
C．电阻R1的阻值约为117.3 Ω
D．电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5 A
11．如图所示的电路，电源的电动势和内阻分别为E、r，两个定值电阻的阻值分别为6r、R，滑动变阻器
的总阻值为6r，滑片位于滑动变阻器的最上端，当合上开关S，质量为m 的小球正好处于静止状态，电容
器的电容为C，规定大地的电势为0，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球的电势能为负值
B．若把滑动变阻器滑片向下移动，小球将向上运动
C．若平行板的间距为d，则小球所带电量为
D．当把滑片移动到滑动变阻器的正中间，稳定后电容器所带电量为
12．随着电动汽车的普及，充电桩成了日常生活中的常见设施。如图所示，电动汽车充电站的理想变压器
原、副线圈的匝数比
，原线圈接有交变电源
，当仅有一个充电桩处于正常工作
状态，其余充电桩闲置，此时充电电压为220V，充电功率为4400W，下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈串联的定值电阻R 的阻值为
B．流过充电桩的电流方向每一秒改变50 次
C．流经充电桩电流的最大值为20A
D．若同时使用两个充电桩，则变压器的输出功率为8800W
13．如图所示，小型发电机连在原、副线圈匝数比为
的理想变压器电路中，已知发电机输出电压为
，定值电阻
，滑动变阻器
阻值可调，电流表为理想交流电表，其余电阻均
不计，下列说法正确的是（ ）
A．线圈在图示位置时感应电动势最大
B．流经
的电流方向每秒改变
次
C．调节
，当电流表的示数为
时
阻值为
D．调节
，当电流表的示数为
时
消耗的电功率最大
14．一理想变压器原线圈与阻值为
的电阻
相连，副线圈和阻值为
的电阻
相连，原线圈匝数的
，副线圈的匝数
，
两端的电压随时间变化的表达式为
，则发电
机（内阻不计）提供的交变电流的电动势的有效值为（ ）
A．
B．10 V
C．
D．5 V
15．某风力发电机的原理如图，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场
为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，线圈的匝数为100 匝、面积为0.5m2，不计线圈的电阻，磁体转
动的角速度为
rad/s。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈
的匝数比为1:8，输电线总电阻为8Ω，输电线上损失的功率为5kW，在用户端用降压变压器把电压降为
220V。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．当磁场与线圈所在平面垂直时，发电机感应电动势最大
B．发电机输出电压为45V
C．用户的功率为85kW
D．降压变压器原、副线圈的匝数比为180:11
（建议用时：20 分钟）
16．如图所示的电路中，电源电动势
，内阻不计。定值电阻
，
，
，电容
，初始开关S 处于闭合状态。下列说法正确的是（ ）
A．开关S 闭合时，电容器上极板带正电，带电荷量为
B．开关S 闭合时，电容器上极板带负电，带电荷量为
C．开关S 断开后，通过电阻
的总电荷量为
D．开关S 断开后，流经电阻
、
的电流始终相等
17．用如图
所示的电路测量金属丝的电阻率。器材如下：待测金属丝电阻
约为
、滑动变阻
器
、电阻箱
、电流表
量程
，内阻可忽略、直流电源
内阻约
、
开关、导线若干。
(1)将滑动变阻器的滑片移到
选填“左”或“右” 端，闭合开关 S，调节电阻箱
阻值为
，移动R 滑片使电流表示数为
。保持R 的滑片位置不变，调节电阻箱
阻值为
，此时
电流表示数为
，则
若金属丝粗细均匀，横截面积为
，长度为1m，则金属
丝的电阻率
结果均保留两位有效数字。若电流表内阻不能忽略，则
的测量值
选填“偏大”、“偏小” 。
(2)图
所示电路测定电池的电动势
，将
中金属丝接入电路中，先闭合开关
，待电流表稳定后闭合
开关
。移动滑动触头P 直到电流计G 的示数变为零，测得
，电流表示数为
；改变滑动变阻器阻
值重复实验，测得多组数据画出
图像如图
所示。已知该图像斜率为k，金属丝的电阻为
，长为
，则电池的电动势
用题中所给的字母表示。
18．某同学设计的智能停车位计时收费电路如图所示，当汽车进入车位时，会使原磁场发生变化，磁阻传
感器所用的材料电阻率减小，下列说法正确的是（ ）
A．磁阻传感器的工作原理是电磁感应
B．车辆驶入车位时，电压表的示数减小
C．车辆驶离车位时，电流表的示数增大
D．车位处于“占用”状态时电源的输出功率最大
19．长为
、宽为的长方形导线框
置于磁感应强度大小为
的匀强磁场中，
点为
边的中点，
点为
边的中点，将长方形导线框沿
折成“
”形导线框如图所示，使面
垂直于面
，
面
垂直于磁场方向，让导线框绕轴
以角速度
顺时针匀速转动，产生电动势的峰值为
，从图
示位置转动
角度内的平均电动势为
。则下列关系式中正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
20．如图，理想变压器原线圈匝数为
，接有一阻值为
的定值电阻和理想交流电电流表
，副线
圈匝数为
，接有阻值
和
的两个定值电阻。
为正弦交流电电压源，输出电压的有效值恒
定，频率为
。当开关
断开时，电流表的示数为
，且
的电功率为
，则（ ）
A．流经
的交变电流的频率为
B．该变压器原、副线圈匝数比
C．当开关
闭合时，原线圈两端的电压增大
D．当开关
闭合时，
的电功率变为
