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重难点14 直流电流和交流电路
考点
三年考情分析
2025 考向预测
电阻定律
电阻的串联、并联
电源的电动势和内阻
闭合电路的欧姆定律
电功、电功率、焦耳定律
交变电流、交变电流的图像
正弦交变电流的函数表达式、峰
值和有效值
理想变压器
远距离输电
直流电路对比、动态分析问题
（2023·全国乙卷，7）
测定值电阻或者电阻率（2023·全
国乙卷，10）
伏安特性的测定（2022·全国乙
卷，10）
多用电表欧姆档问题（2024·新课
标卷，10）
创新实验（2024·全国甲卷，10）
发电装置（2024·新课标卷，7）
变压器（2024·全国甲卷，6）
（1）考点预测：恒定电流的各种
规律及电阻、电阻率的测量。恒
定电流中的相关实验。交变电流
的产生、变化规律、变压器及远
距离输电。
（2）考法预测：考查恒定电流的
规律，主要是以实验形式出现。
考查交变电流，主要是以变压器
形式出现。
【情境解读】
【高分技巧】
一、直流电路问题
1
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1．任意电路：P 出＝UI＝P 总－P 内＝EI－I2r
纯电阻电路：
P 出＝I2R＝
＝，最大输出功率Pm＝
2．动态分析
R 总变化→干路电流I 变化→路端电压U 变化→各支路电流、电压变化，即：
R 局→R 总→I 总→U→。
3．含容电路
(1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断
路。
(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之
并联的电阻两端的电压。
二、交流发电装置及交流电的变化规律
1．交变电流“四值”的理解和计算
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
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
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
2．书写交变电流瞬时值表达式的技巧
(1)确定正弦交变电流的峰值：根据已知图像读出或由公式Em＝NBSω 求出相应峰值．
(2)明确线圈的初始位置：
2
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①若线圈从中性面位置开始计时，则i－t 图像为正弦函数图像，函数表达式为i＝Imsin ωt.
②若线圈从垂直中性面位置开始计时，则i－t 图像为余弦函数图像，函数表达式为i＝Imcos ωt.
三、变压器及远距离输电
1．理想变压器的三个关系
(1)功率关系：P 入＝P 出
(2)电压关系：＝
(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。
2．远距离输电问题分析方法
理清输电电路图的三个回路(如图)
(1)在电源回路中，P 发电机＝U1I1＝P1
(2)在输送回路中，I2＝I 线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R 线，ΔP＝I2
2R 线
(3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P 用户
（建议用时：40 分钟）
【考向一：直流电路问题】
1．（2024·山西省太原市·三模）如图甲所示电路中，
是滑动变阻器，
是定值电阻。实验时从最左端
向最右端拨动滑片调节
的阻值，得到各组理想电压表和理想电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、
拟合，作出的
图像如图乙所示。求：
（1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻
消耗的功率最大；
（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器
消耗的功率最大；
（3）当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大。
3
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2．（2024·宁夏银川市唐徕中学·一模）（多选）亚运“黑科技”赛场“场务”机器狗凭借满满科技感出圈，
成为“智能亚运”里的一道亮丽风景线。现了解，该机器狗专用的充电电池其部分参数如图所示，则下列
说法正确的是（ ）
电池参数版本 长续航版
产品名称 Go1 专用电
池
电池类型 聚合物锂离
子电池
额定容量 9000mAh
199.8Wh
充电跟制电压 DC25.2V
最大充电功率 151.2W
A. 若按充电限制电压给电池充电，则最大充电电流为
B. 该电池的电动势为
C. 若该电池以
的电流工作，最多可使用4.5 个小时
D. 将已耗尽电能的电池充满，需消耗的电能约为
3．（2024·陕西省咸阳市·一模）（多选）如图所示，电源电动势E=1.5 V，内电阻r=0.5Ω，滑动变阻器R1
的最大电阻
，定值电阻
，C 为平行板电容器，其电容为3μF。将开关S 与a 接触，
则（ ）
4
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A. 当 R1的阻值增大时，R2两端的电压增大
B. 稳定时R1消耗的最大功率为0.225 W
C. 将开关从 a 接向b，流过 R3的电流流向为c→d
D. 将滑动变阻器R1的接入最大电阻，则开关从a 接向b，待电路稳定，流过 R3的电荷量为
【考向二：交流发电装置及交流电的变化规律】
1．（2024·陕西省渭南市·一模）（多选）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过
皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4：1，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的
边长为L 的正方形，共n 匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B 的匀强磁场。大轮以角
速度ω 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一
个阻值恒为R 的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压U0以内，下列说法正确的是（ ）
A. 大轮转动的角速度ω 不能超过
B. 灯泡两端电压有效值为
C. 若用总长为原来两倍的漆包线重新绕制边长仍为L 的多匝正方形线圈，则灯泡变得更亮
D. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
2．（2024·青海省西宁市大通县·二模）（多选）如图所示，虚线
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
．边长为
的单匝金属线框
以
为对称轴放置在纸面内，以角速度
绕
5
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轴
匀速转动，产生电流的最大值为
，则下列说法正确的是（ ）
A. 转一圈，电流方向改变一次
B. 电流的有效值等于
C.
两端电压的最大值为
D. 线圈中的电热功率为
3．（2024·青海省百所名校·二模）（多选）如图所示，多匝正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感
线的转轴
匀速转动，在线圈外接一含有理想升压变压器的电路，四个电表均为理想交流电表，电路中
除滑动变阻器R 和线圈abcd 以外的电阻均不计。当滑动变阻器的滑片P 向上滑动时（ ）
A. 电流表
的示数变小
B. 电流表
的示数变大
C. 电压表
的示数变小
6
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D. 电压表
的示数变大
【考向三：变压器】
1．（2024·陕西省·二模）（多选）如图所示，某理想变压器原、副线圈的匝数之比为2:1，原线圈与定值
电阻
串联后接在交流电源两端，副线圈电路中接有理想电流表和最大阻值为
的滑动变阻器R，图中a
位置上、下滑动变阻器电阻丝长度之比为3:1.开始时，滑片P 位于滑动变阻器的中间位置。则在将滑片P
向下滑至a 点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数减小
B. 变压器的输出功率先增大后减小
C. 定值电阻
的电功率减小
D. 变压器的输出电压减小
2．（2024·陕西省汉中市·二模）（多选）如图甲所示，理想变压器原线圈匝数
，副线圈的匝数
为
，
为定值电阻，
为滑动变阻器，所有电表均为理想交流电表，输入端
所接的正
弦式交变电压
随时间的变化关系如图乙所示。下列判断正确的有（ ）
A. 原线圈接交变电压的表达式为
B. 电压表
示数为
C. 若将滑动变阻器的滑片
向上滑动，电压表
的示数变大
D. 若将滑动变阻器的滑片
向下滑动，电流表
的示数将减小
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3．（2024·山西省晋中市·二模）如图所示为一个电吹风机原理
电路简化示意图，
、
两端接在
的交流电源上，将触片开关S 置于不同位置，可以实现吹热风或吹冷风。理想变
压器原、副线圈的匝数比
，正常工作时小风扇A 的功率为
，电热丝B 的额定电压为
，额定功率为
。下列说法正确的是（ ）
A.
、
两端输入电压的有效值为
B.
、
两端输入电压的周期为
，频率为
C. 当只有小风扇A 正常工作时，通过变压器原线圈的电流为
D. 小风扇的内阻为
，电热丝的电阻为
4．（2024·青海省西宁市·二模）摩托车的点火装置原理如图所示。转换器将直流电压转换为12V 的正弦交
流电压，并加在高压包（理想变压器）的原线圈上，当副线圈电压的瞬时值大于
时，就会使火
花塞产生电火花点燃汽油机工作。以下说法正确的是（ ）
A. 高压包的副线圈匝数至少是原线圈匝数的1500 倍
B. 在电流变化的一个周期内，火花塞放电一次
C. 仅升高高压包输入电流的频率，火花塞放电的频率会增大
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D. 仅升高高压包输入电流的频率，高压包的输出电压会增大
5．（2024·青海省海南藏族自治州·二模）（多选）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，
副线圈电路中定值电阻的阻值为5Ω，原线圈与一理想交流电流表串联后，接入一电压有效值不变的正弦
交流电源。当电阻箱的阻值为25Ω 时，理想电压表的示数为5.0V；现将电阻箱的阻值调为15Ω，此时（
）
A. 原线圈两端的输入电压为120V
B. 电压表的示数为7.5V
C. 电流表的示数为0.6A
D. 原线圈的输入功率为45W
6．（2024·青海省西宁市·一模）新款手机越来越多的采用基于变压器原理的无线充电技术。简化的充电原
理图如图所示。发射线圈连接
的交流电，接收线圈输出电压5V，若工作状态下
变压器可看做理想变压器、下列说法正确的是（ ）
A. 发射线圈中的电流每秒钟方向变化50 次
B. 接收线圈中的电流小于发射线圈中的电流
C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为1∶44
D. 发射线圈与接收线圈中磁通量变化率之比为1∶1
7．（2024·宁夏银川一中·三模）如图甲所示的电路中，理想变压器原副线圈匝数比为10:1，A、V 均为理
想电表，R、L 和D 分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、理想线圈和灯泡。原线圈接入如图乙
所示的正弦交流电压U，下列说法正确的是（ ）
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A. 电压U 的频率为100Hz
B. V 的示数为
C. 有光照射R 时，A 的示数变大
D. 抽出L 中的铁芯，D 变暗
8．（2024·青海省协作联考·一模）某理想变压器原、副线圈匝数分别为
、
，原线圈与定值电阻
串
联后接入输出电压大小恒定的正弦交流电源，副线圈电路中接有理想交流电流表和滑动变阻器
（最大阻
值为
），开始时滑片
位于滑动变阻器电阻丝的中央位置，如图所示。现将滑片
向下滑至电阻丝距
下端长度四分之一处的
点时，电流表的示数记为
，将滑片
向上滑至电阻丝距下端长度四分之三处的
点时，电流表的示数记为
，已知
，则
为（ ）
A.
B.
C.
D.
9．（2024·山西省太原市·三模）（多选）如图所示，矩形线圈
在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴
匀速转动，磁感应强度为
，线圈面积为
，转动的角速度为
，匝数为
，线圈电阻不计，右侧接降压
变压器。定值电阻
，电容器电容为
，电表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
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A. 增大线圈转动的角速度
，灯泡亮度不变
B. 增大线圈转动的角速度
，电压表示数变大
C. 线圈转动
角速度
一定，开关S 由1 调至2 时，电流表示数变大
D. 线圈转动的角速度
一定，开关S 由2 调至1 时，
消耗的功率变大
【考向四：远距离输电】
1．（2024·陕西省商洛市·二模）（多选）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，
所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压
的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且
，当用户数量增加后，下列表述
正确的是（ ）
A. 用户的总电阻减小
B. 输电线的损耗功率减小
C. 升压变压器原线圈电压的有效值大于降压变压器副线圈电压的有效值
D. 用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率
2．（2024·青海省海东市·二模）（多选）如图所示，一台交流发电机
通过理想升压变压器
和理想降压
变压器
向远处的用户供电，输电线的总电阻为
；
的输入电压和输入功率分别为
和
，它的输出
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电压和输出功率分别为
和
；
的输入电压和输入功率分别为
和
，它的输出电压和输出功率分
别为
和
。下列判断正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
3．（2024·宁夏省银川一中·二模）（多选）如图所示为某电站向其他地区远距离输电的原理图，图中交流
电表均为理想电表，变压器T1、T2均为理想变压器。输电线电阻为R0=100Ω，可变电阻R 为用户端负载，
发电机输出电压有效值
保持不变。当输电功率P=1000kW 时，输电线上损失的功率为输电功率
的
，电压表示数为220V。下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上的电流为
B. 升压变压器T1的原、副线圈匝数比为1:400
C. 降压变压器T2的原、副线圈匝数比为450:1
D. 随着用电高峰到来，电压表的示数将变大
4．（2024·宁夏银川一中·三模）如图所示为高压输电电路图，发电站输送
电压为
，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的前后端，电流互感器接入
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远距离输电线路。电压互感器的原副线圈匝数比为
，电流互感器的原副线圈匝数比为
，且
。高压输电线路正常工作时，电压互感器甲、乙的示数分别为
、
，电流互感器的示数为I。
则（ ）
A. 用户使用的电流是频率为
的交流电
B. 该远距离输电线路上的电阻为
C. 该远距离输电线路上损耗的功率为
D. 该远距离输电线路上的电流为
5．（2024·宁夏银川市唐徕中学·一模）我国的现代特高压技术以其强大的输电能力和高效能源传输，在全
球能源领域中占据了越来越重要的地位。A、B 两地用1000kV 特高压输电。若不改变输送功率，仅换用
200kV 的高压输电，也不考虑其他因素的影响。则下列描述正确的是（ ）
A. 换电压后，输电电流变为原来的5 倍
B. 换电压后，输电电流变为原来的
C. 换电压后，输电线上损耗的电功率变为原来的
D. 换电压后，输电线上损耗的电功率变为原来的5 倍
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