文档文本内容
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重难点11 直流电和交流电
三年考情分析
2025 考向预测
2024•（辽宁、吉林、黑龙江）T13•变压器与热学综合
2024•（辽宁、吉林、黑龙江）T11•测金属丝的电阻率
2023•辽宁T4•导体棒切割磁感线产生正弦交变电流
2023•辽宁T11•电表的改装
2023•（吉林、黑龙江）T20•黑箱问题
2023•（吉林、黑龙江）T23•测金属丝的电阻率
2022•（吉林、黑龙江）T23•伏安法测电阻
本专题属于重点内容，主要考查电路问题，单独
命题时突出以交变电流与电学实验为主，交变电
流主要与变压器，远距离输电等知识进行综合，
电学实验主要以伏安法测电阻为主设计实验考查
部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律。多以选
择题或实验题形式出现。
【考点概览】
【高分技巧】
一、直流电路的分析和计算
直流电路动态分析的三种常用方法
1
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程序法
R 局――→I 总＝――→U 内＝I 总r――→U 外＝E－U 内――→U 支＝U 外－I 总R
干――→最后确定I 支
结论法：
“串反
并同”
“串反”：指某一电阻增大(减小)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(增大)
“并同”：指某一电阻增大(减小)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(减小)
极限法
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的
滑片分别滑到两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论
二、交变电流的产生和描述
1．交变电流的产生与描述
2．非正弦交变电流有效值的计算方法
(1)求出交变电流在一个周期内产生的热量Q 交．
(2)设交变电流的有效值为I 或电压的有效值为U(也可设为直流电相应的物理量)，写出同
样时间内产生的焦耳热Q＝I2RT 或Q＝T.
(3)根据Q 交＝Q 列等式，计算I 或U.
三、理想变压器和远距离输电问题
1．理想变压器原、副线圈基本量的关系
功率关系
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P 入＝P 出
电压关系
原、副线圈的电压比等于匝数比，即＝，与副线圈的个数无关
电流关系
①只有一个副线圈时：＝
②有多个副线圈时：由P 入＝P 出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn或I1n1
2
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＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率关系
f1＝f2，变压器不改变交流电的频率
2.远距离输电问题的三个关系
示意图
三个
关系
功率关系
P＝U1I1＝U2I2＝P 用＋P 损，P 损＝Ir，P 用＝U3I3＝
U4I4
电压关系
U2＝U 损＋U3，U 损＝I2r
匝数比
关系
＝＝，＝＝
（建议用时：40 分钟）
【考向一：直流电路的分析和计算】
1．（2024·辽宁沈阳·三模）压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻设计了如图
甲所示电路，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在其上表面放一绝缘物块
，电梯静止时电压表示
数为
，若在某个运动过程中，电压表的示数变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．
时间内电源的总功率变大
B．
时间内物块
处于超重状态
C．
时间内电梯匀速运动
D．
时间内物块
处于失重状态
3
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2．（2024·辽宁朝阳·三模）在如图所示的电路中，电源电压不变，内阻为，R 为定值电阻，闭合开关
S，电路正常工作，在滑片P 向右移动的过程中，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（
）
A．R 两端的电压变大
B．电压表
的示数变大
C．灯泡的亮度变亮
D．电压表
的示数和电流表示数的比值变小
3．（2024·辽宁辽阳·一模）如图所示，电源的电动势为3V、内阻为2Ω，
的电阻为8Ω，电容器的电容
为600μF，所有电压表和电流表均视为理想电表。在将滑动变阻器
（最大阻值为8Ω）的滑片由上端缓
慢地滑到下端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．V1示数增大，V2示数减小
B．
消耗的电功率先增大后减小
C．
两端的最大电压为2V
D．电容器极板上增加的电荷量为
4．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）在如图所示的电路中，D 是一只理想二极管，平行板电容器AB 内部
有一带电小球Q 处于静止状态。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P 滑动时，四个理想电表的示数都
发生变化。电流表A、电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数分别用
、
、
和
表示，它们的示数
变化量的大小分别用
、
、
和
表示。闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
4
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A．当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，
变小、
变大，
变小、带电小球Q 向下运动
B．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，
不变，
减小
C．若滑动变阻器的滑动触头P 不动时，当两极板A 和B 稍错开一些（两极板仍平行），Q 仍静止不动
D．若滑动变阻器的滑动触头P 不动时，当两极板A 和B 的间距稍增大一些（两极板仍平行），Q 仍静
止不动
5．（2024·辽宁·一模）如图所示的电路中，电源电动势为
，内阻忽略不计，定值电阻
。闭合开关
，当电阻箱
接入电路的阻值为
时，一带电微粒恰好悬浮于电容
器C 两板的正中间位置。已知带电微粒的质量为
，电容器C 两极板间的距离为
，重力加速度为
，电
源负极接地，则下列说法正确的是（ ）
A．带电微粒带负电荷
B．带电微粒的电荷量大小为
C．带电微粒的电势能为
D．减小电阻箱
接入电路的阻值，悬浮的带电微粒会向上移动
6．（多选）（2024·辽宁·一模）如图所示的电路中，MN 是一根粗细和质地都均匀的铅笔芯，电源电动势
，内阻
，定值电阻
。已知当导线的触头P 接在铅笔芯正中间时，铅笔芯消耗的电
5
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功率最大，不计导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．铅笔芯MN 的总阻值为2.5Ω
B．铅笔芯MN 的总阻值为5.0Ω
C．导线触头P 由M 向N 移动过程中，电阻R 的功率一直变大
D．导线触头P 由M 向N 移动过程中，电源的输出功率一直减小
7．（多选）（2023·吉林、黑龙江·高考）黑箱外有编号为1、2、3、4 的四个接线柱，接线柱1 和2、2 和
3、3 和4 之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R 和一个直流电源。测得接线柱之间的电
压U12= 3.0V，U23= 2.5V，U34= －1.5V。符合上述测量结果的可能接法是（ ）
A．电源接在1、4 之间，R 接在1、3 之间
B．电源接在1、4 之间，R 接在2、4 之间
C．电源接在1、3 之间，R 接在1、4 之间
D．电源接在1、3 之间，R 接在2、4 之间
【考向二：交变电流的产生和描述】
8．（2024·吉林长春·模拟预测）图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起
的磁铁转动，转速与风速成正比。当风速为ν 时，线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示。下列说法正
确的是（ ）
6
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A．线圈中电流的表达式为
B．磁铁的转速为
C．风速为2v 时，线圈中电流的表达式为
D．风速为2v 时，线圈中电流的有效值为1.2A
9．（2024·辽宁沈阳·三模）如图所示，边长为L 的单匝正方形金属线框abcd 一半处于磁感应强度为B 的
有界匀强磁场中（图竖直固定转轴
的左侧有垂直于纸面向里的磁场），线框绕转轴
以角速度
匀
速转动。线框转动过程中在ab、cd 边的中点P、Q 连接右侧电路将电流输送给小灯泡。灯泡和线框的电阻
均为R，不计P、Q 的接触电阻及导线电阻。从图示位置开始计时，则（ ）
A．在图示位置，线框磁通量变化率为零
B．线框转过
时电流方向发生改变
C．线框产生的电动势最大值为
D．图中理想电压表的示数为
10．（2024·辽宁辽阳·模拟预测）如图甲所示，虚线MN 左侧空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应
强度大小为B0与MN 共面、边长为L 的单匝金属线框abcd 以MN 为对称轴放置在纸面内，以角速度ω1绕
7
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轴匀速转动，再将线框在纸面内向右平移
L，使线框绕MN 以角速度ω2匀速转动，如图乙所示，若甲、
乙两图中线框中热功率相等，则ω1：ω2等于（ ）
A．
：2
B．2：
C．
：2
D．2：
11．（多选）（2024·黑龙江大庆·三模）矩形线圈的匝数为50 匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速
转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，已知
，下列说法正确的是（ ）
A．在
和
时，电动势最大
B．在
和
时，线圈中电流改变方向
C．在
时，磁通量变化率最大
D．电动势的最大值是31.4V
12．（多选）（2024·黑龙江·三模）如图所示，质量
，长L=1m、（电阻
的水平导体棒
ab，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为
电阻不计。
阻值为R=1Ω 的定值电阻用导线与圆环相连接，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为
的匀强磁场中。导体棒ab 在外力F 作用下以速率v=2m/s 绕两圆环的中心轴OO'匀速转动，ab 在圆环最低
点时记为t=0 时刻，重力加速度
取10m/s²，电流表为理想交流表，其他电阻不计。下列说法正确的是（
）
8
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A．电流表的示数为1A
B．定值电阻两端的电压为
C．从t=0 到0.5s 的过程中，通过导体棒ab 的电量为0.5C
D．从t=0 到0.5s 的过程中，外力F 做的功为3J
13．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）哈九中第二课堂物理兴趣小组在实验室模拟的风力发电机发电输电简易
模型。如图所示，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈，在磁感应强度大小
的匀强磁场中
绕垂直于磁场的转轴
，以角速度
匀速转动。其中矩形线圈匝数为
，面积为
，
线圈总电阻
，小灯泡电阻
，电流表为理想表，求：
（1）交流电流表的示数；
（2）线圈从图示位置转过
过程中，通过电流表的电荷量。
【考向二：理想变压器和远距离输电问题】
14．（2024·吉林白山·一模）如图所示，一个理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，副线圈连接一耐压值
为25V 的电容器上，原线圈两端a、b 两端接入瞬时值表达式为
的正弦式交变电压。为
了保证接入回路中的电容器正常工作，那么在原线圈中接入的电源电压最大值
不得超过（ ）
9
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A．
B．50V
C．
D．100V
15．（2024·黑龙江·一模）如图甲所示，导线框ABCD 绕垂直于磁场的轴
匀速转动，产生的交变电动
势的图像如图乙所示。线框通过电阻R1与理想升压变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一额定电压为
220V 的电灯泡，电灯泡恰好正常发光且电流表的示数为2A，
，线框ABCD 电阻不计，电流表为理
想电流表，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈上的电压
B．变压器原副线圈的匝数比为
C．灯泡消耗的电功率为440W
D．灯泡两端的最大电压为220V
16．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为
的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至
，为动力系统供电，此时动力系统的电流为
，发电厂的输出电流为
；若变压器的匝数
，则下列关系式正确的是（ ）
A．
10
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B．
C．
D．原副线圈交流电的频率之比是匝数之比
17．（2024·辽宁·二模）海上低频交流输电系统（LFTS）是指海上风力发电机输出低频（20Hz）交流电，
先经箱变将电压由0.69kV 升压到35kV，再经海上升压站升至110kV；后经海底电缆送至陆地，在陆地变
频（50Hz）后并网，如图所示。变压器视为理想变压器。仅考虑远距离海底电缆的电阻。下列说法正确的
是（ ）
A．升压变压器的匝数比分别为1：49 和7：22
B．海上升压变压器的输出功率等于海底电缆陆地终端的输入功率
C．变压器利用电磁感应输送电能，低频交流可降低海底电缆电阻的功率损失
D．若采用220kV 输送同样功率的电能，则海底电缆电阻的功率损失将减少75%
18．（2024·辽宁·模拟预测）如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为
，连接一个理想交流电流表，副
线圈接入电路的匝数
可以通过滑动触头
调节，副线圈接有定值电阻
和压敏电阻
，压敏电阻的阻值
与所受压力大小
的对应关系如图乙所示。物块
置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。
下列说法正确的是（ ）
A．只减小物块对
的压力，电流表的示数减小
B．只增大物块对
的压力，
两端的电压增大
C．只将滑动触头
向左滑动，电流表的示数增大
11
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D．只将滑动触头
向右滑动，
两端的电压增大
19．（2024·黑龙江双鸭山·模拟预测）如图所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为k，原线圈两端所
接正弦交流电源电压有效值恒定，且内阻可忽略不计。原线圈接有定值电阻
，副线圈接有定值电阻
、
、以及滑动变阻器
，四个理想交流电表的连接如图所示。现将
的滑动触头向下滑动少许，电表
V1、V2、A1、A2的示数变化量的绝对值分别为
、
、
、
，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表V2的示数减小，且
B．电压表V1的示数增大，且
C．电流表A2的示数减小，且
D．电流表A1的示数增大，且
20．（2024·辽宁·一模）自耦变压器是一种初、次级间无需绝缘的特种变压器，其输出和输入共用同一组
线圈。如图甲所示的自耦变压器，环形铁芯上只绕有一个匝数
的线圈，通过滑动触头P 可以改变
负载端线圈的匝数。已知输入端a 与线圈触点M 间的线圈匝数为50 匝，定值电阻
，
，
滑动变阻器
的总阻值足够大，交流电压表为理想电表，线圈电阻不计、忽略漏磁。当在a、b 端输入如
图乙所示的交变电流时，则下列说法正确的是（ ）
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A．通过定值电阻
的电流方向每秒改变50 次
B．当P 滑至M、K 旋至c 时，电压表的示数为208V
C．当P 滑至M、K 旋至c 时，定值电阻
消耗的功率为169W
D．若P 滑至M、K 旋至d，当滑动变阻器
消耗的功率最大时，
接入的阻值为
21．（2024·吉林白城·二模）图甲为半波整流电路，在理想变压器的输出电路中有一只整流二极管，其具
有单向导电性。原、副线圈的匝数比为
，电阻
，原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙
所示，电表均为理想交流电表，则（ ）
A．电压表V1、V2读数相同
B．电压表V2的读数为20V
C．电流表A 读数为2A
D．原线圈的输入功率为20W
22．（2024·辽宁·一模）远距离输电采用高压输电，可有效降低输电线上的电能损耗。远距离输电的示意
图如图所示，变压器
和变压器
均视为理想变压器，线圈匝数比为
，
，发
电厂的输出电压为
，输送功率为
，用户端得到的电压刚好为
，则下列说法正确的是（
）
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A．输电线上的电流为
B．输电线的总电阻阻值为
C．用户端消耗的总功率为
D．若发电厂输出电压不变，用户端消耗总功率变大，则输电线上消耗的电功率减小
23．（2024·辽宁、吉林、黑龙江·高考）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线
圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R 的电热丝，电热丝密封在绝热容
器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。
（1）求变压器的输出功率P；
（2）已知该容器内的气体吸收的热量Q 与其温度变化量ΔT 成正比，即Q = CΔT，其中C 已知。若电热
丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2 倍，求电热丝的通电时间t。
14
