专题08 恒定电流与交变电流（北京专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题08 恒定电流与交变电流 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 恒定电流 2022、2023、2025 在知识考查层面，恒定电流部分注重电路基本规律，如欧姆定律、闭合电路欧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、电压变化规律，通过几何关系处理交流电图像问题；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2 交变电流 2021、2022、2023、2024、2025 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 C．稳定后，与亮度一样 D．稳定后，电容器的电荷量是 【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，所以瞬间亮起，逐渐变亮，A错误； B．闭合开关后，电容器充电，充电完成后相当于断路，所以亮一下后熄灭，B错误； C．稳定后，电容器相当于断路，线圈相当于短路，所以、串联，所以一样亮，C正确； D．稳定后，电容器与并联，两端电压等于两端电压，由于线圈电阻和电源内阻忽略不计，且、串联，两端电压为，根据，可得电容器的电荷量等于，D错误。 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（）。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，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 B．粒子质量为 C．管道内的等效电流为 D．粒子束对管道的平均作用力大小为 【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； B．根据 可得粒子的质量 故B正确，不符合题意； C．管道内的等效电流为 单位体积内电荷数为 则 故C错误，符合题意； D．由动量定理可得 粒子束对管道的平均作用力大小 联立解得 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，电路中的和，其中一个是定值电阻，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两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、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（　　） A． B．为压力传感器 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，根据串联电路电压分部特点可知，为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，压力传感器两端电压变小，，AB错误； CD．根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为 若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电压小于时开启高水位预警时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。 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）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。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“”位置 B．将选择开关置于“”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．导线断路 B．滑动变阻器断路 C．导线断路 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，而 故为了减小误差应该采用电流表的外接法，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“”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“”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。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 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，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 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为 故A错误； 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，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D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 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 【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为，则原线圈两端电压的有效值为故A错误； B．灯泡正常发光，由P = UI得，副线圈中电流有效值为 故B正确； C．由理想变压器电压与匝数关系可知 故C错误； 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P1 = PL = 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 【详解】A．由知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压U2减小，不能使小灯泡正常发光，故A错误； B．由知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U2增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确； C．由知，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U2不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误； 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U2不变，不能使小灯泡正常发光，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的正弦交流电源上，副线圈输出电压为，输出电流为。该变压器（　　） A．原、副线圈的匝数之比为100∶1 B．输入电流为 C．输入电流的最大值为 D．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100 【答案】B 【详解】A．原、副线圈的匝数之比为故A错误； B．根据可得输入电流为故B正确； C．输入电流的最大值为 故C错误； 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t0.4 s时电流改变方向 B．该交变电流的周期为0.5 s C．该交变电流的表达式为 D．该交变电流的有效值为 【答案】C 【详解】A．由图可知t0.4 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； C．由图可知，电流的最大值为，角速度为 故该交变电流的表达式为 故C正确； D．该交变电流的有效值为 故D错误。 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 D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大 【答案】C 【详解】A．将S调到1位置时，电阻与表头并联，这是扩大表头的电流量程，故其改装后是安培表，故A正确； B．将S调到2位置，电阻与改装后的电流表串联，电阻起到分压作用，则为改装后的伏特表，故B正确； C．若想扩大安培表的量程，电阻分流的增大，电流增大，根据欧姆定律可以知道需要减小电阻，故C错误； D．若想扩大伏特表的量程，则电阻分压作用要增大，故需要适当增大，故D正确。 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，内阻，电阻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是声敏电阻，是定值电阻，电压表的示数为2.5V时，流过电路的电流 声敏电阻的阻值代入数据可得结合图1可知声音强度为80dB，故A错误； B．电压表的量程为0~3V，则电路中的最大电流声敏电阻的最小阻值代入数据可得 结合图1可知声音强度大于120dB，故B错误； C．将等效为电源内阻，的功率整理可得当阻值越接近时，功率越大，根据以上分析可知当电压表示数为3V时，的功率最大为代入数据可得 故C错误； D．电压表的示数电压表量程不变，若换用阻值更小的定值电阻，则光敏电阻的最小值变小，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，式中Hc0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（　　） 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Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态 D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态 【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，根据得， ，若外加磁场强度大于Hc0，则外加磁场大于临界磁场，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，其中定值电阻与人体等效电阻的阻值相差不大。下列说法正确的是（　　） A．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律可得可知电流较大，则电压表示数可知U较小，故A错误； 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 可知电源内阻消耗的功率较大，故C错误； D．脂肪所占比例高者对应的电流较小，根据 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，为定值电阻，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。将滑动变阻器的滑片向下移动过程中，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。 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时击穿空气，发生短时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离，该云朵与地面间的电场强度恰好达到时发生闪电，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 B．这次放电过程中的平均电流 C．该等效电容器的电容值 D．放电前该电容器存储的电能 【答案】D 【详解】A．根据可知图像与轴围成面积表示电荷量，则这次放电释放的总电荷量 故A正确； B．这次放电过程中的平均电流 故B正确； C．云朵和地面的电势差 该等效电容器的电容值 故C正确； D．放电前该电容器存储的电能 故D错误。 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R0，弹簧劲度系数为k，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（　　） A．该电子秤能够称量的物体最大质量为 B．电压表的示数能够达到的最大值为 C．电压表示数为U时，物体的质量为 D．电压表示数为U时，物体的质量为 【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 解得该电子秤能够称量的物体最大质量为 选项A错误； 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 选项B错误； CD．电压表示数为U时，指针到R上端电阻为R1，则 弹簧压缩量 则 解得物体的质量为 选项C正确，D错误。 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n1和n2，原线圈接在正弦式交变电源上，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U0，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为 B．正弦式交变电源的电压有效值为 C．原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率 D．原、副线圈两端的电压之比 【答案】A 【详解】A．根据变压器原理可知 得 故A正确； B．根据变压器原理可知 得 此为原线圈、也为正弦式交变电源的电压有效值，故B错误； 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线圈的输出功率，又 得 故CD错误。 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，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； C．根据变压器电压比等于匝数比有 可知，为了使次级线圈产生高电压，初级线圈的匝数应远小于次级线圈的匝数，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，副线圈回路中接有滑动变阻器。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．两端的电压增大 D．流过的电流增大 【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变大，由等效电阻有 可知等效电阻变大，由欧姆定律可知流经的电流为 可知减小， 即电流表的示数减小； 由电路电压关系可知原线圈的电压为 可知减小，则原线圈的电压值增大，根据变压器的电压关系有 可知增大，则增大，即电压表示数变大；A正确，B错误； C．两端的电压为 由上述分析可知减小，则两端的电压减小，C错误； D．由变压器的电流关系有 可知减小，则也减小，即流过的电流减小，D错误。 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）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 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 【详解】A．该交流电的频率为 选项A错误； B．电压表的示数等于变压器次级电压，根据可知总是不变的，变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数不变，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=I2U2可知，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1A D．原线圈的输入功率为22W 【答案】D 【详解】A．交流电的频率为 故A错误； 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 可得副线圈的电压为 所以电压表的读数为22V，故B错误； CD．根据欧姆定律可得副线圈的电流的大小为 根据电流与匝数成反比 可得原线圈的电流的大小为 由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为 故C错误，D正确。 故选D。 14．（2025·北京丰台·二模）如图所示，面积为的200匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，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和，灯泡的电阻均为5Ω。变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关S断开时正常发光，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。下列说法正确的是（　　） A．线圈中感应电动势为（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，灯泡亮度不变 【答案】D 【详解】A．变压器输入端的电动势最大值为从图示位置开始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A错误； B．开关断开时，副线圈两端的电压等于小灯泡两端的电压，根据变压器的原理可得其中代入数据解得灯泡两端的电压 通过的电流等于副线圈中的电流，由欧姆定律可得 根据变压器原理可得 解得电流表的示数为 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 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，输出端的电压不变，小灯泡的电阻不变，根据可知，灯泡的功率不变，即其亮度不变，D正确。 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 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 【详解】A．电动势的有效值为 ，理想电流表的示数为，A正确； B．周期为 ，则 ，电动势瞬时值的表达式为，B错误； 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，D错误。 故选A。 16．（24-25高三下·北京海淀·二模）将阻值为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 C．电阻消耗的电功率为 D．电阻两端的电压峰值为 【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； B．由图可知，交流电的最大最 周期 故其角频率 则交流电的表达式 B错误； C．交流电的有效值 故定值电阻的电功率 C正确； D．定值电阻两端电压的有效值为 故定值电阻两端电压的峰值为 D错误。 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的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为，线圈电阻为，外接负载电阻为。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 C．线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量 D．线圈由图示位置转过的过程中，电阻产生的热量 【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 故B错误； C．从题图所示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 故C正确； D．线圈由图示位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量 故D错误。 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 【答案】A 【详解】A．由原副线圈的电压比与匝数比的关系：，，，可得匝数比为4：1，故A正确； B．由副线圈的灯泡正常工作，可知副线圈的电流有效值为： 故B错误； 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，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，周期为，角频率为可知原线圈的电压随时间的表达式为：故D错误； 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、长为的导体棒放置在光滑的水平导轨上，导轨左侧接一阻值为的定值电阻，导轨间距也为。导轨处在竖直向下的匀强磁场中，导体棒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，电流表的示数为。导体棒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.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，通过电阻的电荷量为。请证明：。 (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。在该处一水平面内放置一个长、宽分别为、的单匝矩形线框，线框总电阻为，其中沿南北方向、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、，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和的正切值。 【答案】(1)a.   b. (2) 【详解】（1）a.由法拉第电磁感应定律 由闭合电路欧姆定律有 联立解得 b.设在这段时间内的平均电流为， 则 由法拉第电磁感应定律有 根据欧姆定律有 联立解得 （2）利用 (1) b的结果，以CD为轴转动，则 以DE为轴转动，则 联立解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 恒定电流与交变电流 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 恒定电流 2022、2023、2025 在知识考查层面，恒定电流部分注重电路基本规律，如欧姆定律、闭合电路欧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、电压变化规律，通过几何关系处理交流电图像问题；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2 交变电流 2021、2022、2023、2024、2025 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 C．稳定后，与亮度一样 D．稳定后，电容器的电荷量是 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（）。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，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 B．粒子质量为 C．管道内的等效电流为 D．粒子束对管道的平均作用力大小为 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，电路中的和，其中一个是定值电阻，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两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、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（　　） A． B．为压力传感器 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 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）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。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“”位置 B．将选择开关置于“”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．导线断路 B．滑动变阻器断路 C．导线断路 D．滑动变阻器短路 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。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 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，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 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 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 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 8．（2022·北京·高考）某理想变压器的原线圈接在的正弦交流电源上，副线圈输出电压为，输出电流为。该变压器（　　） A．原、副线圈的匝数之比为100∶1 B．输入电流为 C．输入电流的最大值为 D．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100 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t0.4 s时电流改变方向 B．该交变电流的周期为0.5 s C．该交变电流的表达式为 D．该交变电流的有效值为 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 D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大 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，内阻，电阻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 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，式中Hc0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（　　） 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Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态 D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态 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，其中定值电阻与人体等效电阻的阻值相差不大。下列说法正确的是（　　） A．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 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，为定值电阻，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。将滑动变阻器的滑片向下移动过程中，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 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时击穿空气，发生短时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离，该云朵与地面间的电场强度恰好达到时发生闪电，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 B．这次放电过程中的平均电流 C．该等效电容器的电容值 D．放电前该电容器存储的电能 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R0，弹簧劲度系数为k，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（　　） A．该电子秤能够称量的物体最大质量为 B．电压表的示数能够达到的最大值为 C．电压表示数为U时，物体的质量为 D．电压表示数为U时，物体的质量为 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 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n1和n2，原线圈接在正弦式交变电源上，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U0，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为 B．正弦式交变电源的电压有效值为 C．原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率 D．原、副线圈两端的电压之比 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，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 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，副线圈回路中接有滑动变阻器。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．两端的电压增大 D．流过的电流增大 12．（2025·北京昌平·二模）如图所示，一理想变压器原线圈接在）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 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 13．（2025·北京西城·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，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1A D．原线圈的输入功率为22W 14．（2025·北京丰台·二模）如图所示，面积为的200匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，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和，灯泡的电阻均为5Ω。变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关S断开时正常发光，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。下列说法正确的是（　　） A．线圈中感应电动势为（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，灯泡亮度不变 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 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 16．（24-25高三下·北京海淀·二模）将阻值为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 C．电阻消耗的电功率为 D．电阻两端的电压峰值为 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的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为，线圈电阻为，外接负载电阻为。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 C．线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量 D．线圈由图示位置转过的过程中，电阻产生的热量 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 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、长为的导体棒放置在光滑的水平导轨上，导轨左侧接一阻值为的定值电阻，导轨间距也为。导轨处在竖直向下的匀强磁场中，导体棒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，电流表的示数为。导体棒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.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，通过电阻的电荷量为。请证明：。 (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。在该处一水平面内放置一个长、宽分别为、的单匝矩形线框，线框总电阻为，其中沿南北方向、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、，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和的正切值。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$