专题06 恒定电流交变电流（湖北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题06 恒定电流交变电流 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 恒定电流 2025 命题逐渐强化动态电路分析与实验探究的联动，如通过滑动变阻器调节引发的电流、电压变化，结合传感器数据处理验证欧姆定律，要求考生从图像中提取关键信息并建立物理方程。此外，恒定电流常与电容器充放电过程结合，考查暂态电路的能量存储与释放规律，体现跨模块综合。 能力要求上，突出数学工具的深度应用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用微积分思想处理非线性电阻的伏安特性分析，或利用导数求解电路极值问题（如最大功率输出条件）。图像分析能力成为关键，例如通过 I-U 图像斜率判断电阻变化趋势，或利用 E-t 图像分析交变电流的相位关系。实验探究能力的考查力度加大，例如设计电路测量半导体材料的电阻率时，需结合螺旋测微器、游标卡尺等工具的精密测量与误差分析，将控制变量法拓展至多变量关系的研究。部分试题还引入跨学科思维，如通过 “能量密度” 等工程概念分析新能源电池的性能参数，或利用热力学第一定律解释电路焦耳热与内能的转化机制，全面检验考生对物理规律的迁移能力与创新应用水平。 考点2 交变电流 2021、2022、2024 考点01 恒定电流 1．（2025·湖北·高考真题）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（　　） A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 考点02 交变电流 2．（2024·湖北·高考）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡的电阻是灯泡的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡、的电功率之比为（　　） A．2︰1 B．1︰1 C．1︰2 D．1︰4 3．（2022·湖北·高考）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　） A．接收线圈的输出电压约为8 V B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1 C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同 D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同 4．（2021·湖北·高考）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　） A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大 C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大 5．（2025·湖北原创压轴·二模）如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比，原线圈接正弦交变电流，原线圈接入电阻为r的灯泡，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后电压表的示数为U，电动机带动一质量为m的重物以某一速度匀速上升。若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则下列说法正确的是（　　） A．副线圈电压为2U B．电动机消耗电功率的最大值为 C．电动机输出机械功率最大值为 D．重物的最大速度为 6．（2025·湖北·高三下考前信息卷二）离子推进器为空间电推进技术中的一种，其特点是推力小、比冲高，广泛应用于空间推进，如航天器姿态控制、位置保持、轨道机动和星际飞行等。如图所示，气体通入电离室C后被电离为正离子，利用加速电场AB加速正离子，形成向外发射的粒子流，从而对航天飞机产生反冲力使其获得加速度。已知单位时间内飘入的正离子数目为n，离子推进器加速电压为U，将大量质量为m、电荷量为q的粒子从静止加速后喷射出去，引擎获得的推力为F。下列说法正确的是（　　） A．离子推进器是将电能转化为机械能的装置 B．射出的正离子速度为 C．离子推进器获得的平均推力大小 D．离子向外喷射形成的电流大小为 7．（24-25高三·湖北华大新高考联盟·期末）如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是（） A．若仅将B板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 B．若仅将A板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 C．若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍可以运动至N处 D．断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球将无法运动至N处 8．（24-25高二·湖北·5月联考）如图所示，用两个光滑正对的金属圆环、一根金属棒ab和三根绝缘棒连接成一个“鼠笼”，两环直径均为d，圆心间的距离为L，四根棒均匀分布在圆周上且与平行，阻值为r的电阻通过导线和电刷与两圆环连接。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向平行于金属导轨圆面竖直向下，图中未全部画出。金属棒电阻为R，其余电阻均不计，电压表为理想电压表。现使“鼠笼”绕水平轴以角速度匀速转动，则（　　） A．金属棒ab中的电流大小始终不变 B．电压表的示数为 C．金属棒ab两端的最大电压为 D．金属棒ab运动一周，电阻R上产生的焦耳热为 9．（24-25高二·湖北·5月联考）如图所示，电路a、b间输入的正弦交变电压。定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的滑片P初始位置在最右端，此时理想电压表的示数为2V，理想电压表的示数为6V。下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数比为 B．的最大阻值为6R C．当的滑片P向左滑动时，电压表、的示数都变大 D．当时，电阻消耗的功率最大 10．（2025·湖北襄阳五中·三模）为了增强火灾预警，某小区加装了火灾报警器，某火灾报警器的简化电路图如图所示。、两端接入电压有效值恒定的正弦式交流电源，为理想变压器，为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），滑动变阻器用于设定报警温度。当定值电阻两端电压超过临界值时，该火灾报警器就会触发报警。开始出现火情后，下列说法正确的是（　　） A．若滑动变阻器的滑片不动，则副线圈两端电压升高 B．若滑动变阻器的滑片不动，则两端电压降低 C．若滑动变阻器的滑片不动，则原线圈输入功率变小 D．若滑动变阻器的滑片右移一点，则可以降低报警温度 11．（2025·湖北襄阳五中·高考适应性（一））下列说法正确的是（　　） A．电阻、磁感应强度、折射率都是采用了比值定义法 B．通过导体横截面的电荷量，其中I指的是电流的有效值 C．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但二者是有本质区别的 D．装在试管中的水银液面凸起来是因为水银与玻璃浸润 12．（2025·湖北武汉二中·5月模考）如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为24V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为，，，滑动变阻器R的最大阻值为4Ω。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为1A，则下列说法正确的是（　　） A．初始时，电压表的示数为14V B．变压器原、副线圈的匝数比为4:1 C．从初始位置向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数一直增大 D．从初始位置向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率一直减小 13．（25届·湖北部分学校联考·三模）如图所示，正方形单匝闭合金属线框绕垂直于磁场的轴线MN匀速转动，已知M、N分别为AB、CD中点，轴线左侧区域为垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为5T，线框边长为1m，每边电阻均为1Ω，转动周期为2s，现在M、N两点处分别用一端为电刷的导线连接电阻R，R=2Ω，则线框转动过程中电阻R消耗的电功率为（　　） A． B． C． D． 14．（2025·湖北省新八校协作体·三模）随着科技的不断发展和环境保护意识的增强，中国的纯电动汽车市场正迅速壮大。相比传统燃油车，纯电动汽车能将汽车制动过程中的机械能转化为电能收集起来。如图甲所示，永磁铁在车轮和传动机构的带动下绕线圈旋转，在线圈中产生如图乙所示的感应电流i回充到蓄电系统，使永磁铁受到阻力阻碍汽车前行。关于该过程下列说法正确的是（　　） A．甲图示磁铁位置对应着乙图电流时刻 B．甲图示位置电流的方向由P指向Q C．制动过程中永磁铁受到的阻力大小恒定不变 D．制动过程中交变电流的周期越来越大 15．（24-25高二·湖北·5月联考）如图甲所示，平行光滑金属导轨倾角，间距为L，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向下，导轨两端分别连接一个阻值为R的电阻和一个非线性电子元件Z。元件Z的图像如图乙所示，当元件Z两端电压大于或等于时，流过元件Z的电流稳定为。质量为m的金属棒可沿导轨运动，现断开开关S，由静止释放金属棒，金属棒达到最大速度后，立即闭合开关S，经过t时间金属棒再次达到稳定速度。不计导轨和金属棒的电阻，导轨足够长，重力加速度大小为g，。下列说法正确的是（　　） A．先断开开关S，金属棒达到最大速度为 B．再闭合开关S，金属棒再次达到稳定速度为 C．金属棒从速度到过程中沿倾斜导轨下滑的距离为 D．金属棒从速度到过程中电阻R产生的焦耳热为 16．（24-25高三·湖北黄冈·黄冈八模·下学期）如图甲所示为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表。若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电，图中为型热敏电阻（阻值随温度升高而变小），为定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．电压表的示数大于 C．温度升高时，电压表、电流表的示数不变 D．变压器原、副线圈中的电流之比为 17．（2025·湖北襄阳五中·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，灯泡、完全相同，阻值均为。当输入端的电压为时，两灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（　　） A．与消耗功率之比 B．R与消耗功率之比 C． D． 18．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）为了测量水柱的电阻率，设计了如图甲所示电路，所用实验器材有：电流表（量程为，内阻）、电压表（量程为或，内阻未知）、直流电源（电动势为）、滑动变阻器、开关和导线。 （1）先用游标卡尺测出圆柱形容器的内径如图乙所示，请读出内径 。然后在绝缘圆柱形容器左右两侧安装带有接线柱的可移动的薄金属板电极使两端密封，通过阀门将自来水灌满容器。 （2）请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路补充完整 。 （3）改变两电极间的距离，测量25时水柱在不同长度时的电阻。将水温升到50，重复测量。绘出25和50时水柱的图像，分别如图丙中图线I、II所示。 （4）若图线的斜率为，则自来水的电阻率表达式 （用、表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。 （5）另一小组为了使额定电压为的小灯泡正常工作，将该装置接在电压有效值为的交流电源上设计了图丁所示的电路图，理想变压器原、副线圈的匝数比为，人体的安全电流为，水温视为25℃不变，则两金属板电极间的距离至少为 ，才能使原线圈中的电流不超过人体的安全电流。（结果保留一位有效数字） 19．（2025·湖北原创压轴·二模）如图所示，两间距、左侧接有一电容器的光滑足够长的水平导轨处于垂直纸面向里的磁场中，已知电容器的电容，磁感应强度B随位置x的变化如图所示。一长为、质量的金属棒在外力F的作用下从坐标原点O沿x轴正方向以的速度匀速运动到处，此时电容器被击穿，电容器变成一个的电阻，通过改变外力F，使电路中电流保持不变，已知在运动过程中金属棒与始终与导轨垂直且接触良好。求 (1)电容器被击穿之前外力F做的功； (2)电容器被击穿之后，金属棒运动1m所需要的时间； (3)电容器被击穿之后，金属棒运动1m外力F做的功。 20．(24-25高二下·湖北腾云联盟)随着科技发展，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（图甲）就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看做一个理想变压器，工作原理图简化为图乙，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为 n，交变电源的电压有效值恒定为U，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。 (1)若通过定值阻抗的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值 (2)若锅体等效电阻为R，求流过定值阻抗的电流 (3)更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻R为多大时发热功率最大，最大值为多少。 21．（2025·湖北七市州·二模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈接在电压有效值为的家用电源上，副线圈接入阻值为的电热丝，电热丝密封安装在高为的竖直放置的圆柱形汽缸底部（电热丝体积可忽略），加热电阻可以改变汽缸内的温度，汽缸口有固定卡销，汽缸内用质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体，初始时汽缸内气体温度为，大气压强恒为，活塞位于距汽缸底部处，重力加速度为。不计活塞及固定卡销厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。求： (1)副线圈电流的有效值； (2)使汽缸内气体温度缓慢升高到，求此时汽缸内气体的压强。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 恒定电流交变电流 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 恒定电流 2025 命题逐渐强化动态电路分析与实验探究的联动，如通过滑动变阻器调节引发的电流、电压变化，结合传感器数据处理验证欧姆定律，要求考生从图像中提取关键信息并建立物理方程。此外，恒定电流常与电容器充放电过程结合，考查暂态电路的能量存储与释放规律，体现跨模块综合。 能力要求上，突出数学工具的深度应用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用微积分思想处理非线性电阻的伏安特性分析，或利用导数求解电路极值问题（如最大功率输出条件）。图像分析能力成为关键，例如通过 I-U 图像斜率判断电阻变化趋势，或利用 E-t 图像分析交变电流的相位关系。实验探究能力的考查力度加大，例如设计电路测量半导体材料的电阻率时，需结合螺旋测微器、游标卡尺等工具的精密测量与误差分析，将控制变量法拓展至多变量关系的研究。部分试题还引入跨学科思维，如通过 “能量密度” 等工程概念分析新能源电池的性能参数，或利用热力学第一定律解释电路焦耳热与内能的转化机制，全面检验考生对物理规律的迁移能力与创新应用水平。 考点2 交变电流 2021、2022、2024 考点01 恒定电流 1．（2025·湖北·高考真题）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（　　） A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 【答案】AC 【详解】A．整个电路物理量标注如图 设用户端总电阻为R用户，降压器输入端等效为电阻Rx，则有 因为 其中I2=I3，则对于输电线有 联立整理可得 仅增加用户数，则R用户减小，可知I2增大，根据 可知r消耗的功率增大，故A正确； B．仅增加用户数，I2增大，根据 可知U3减小，根据用户端的电压 可知用户端的电压减小，故B错误； C．仅适当增加n2，根据 可知U2增大，根据 可知I2增大，根据 可知U3增大，根据用户端的电压 可知用户端的电压增大，故C正确； D．由C选项可知，仅适当增加n2，I2增大，整个电路消耗的电功率 由于U2增大，故整个电路消耗的电功率变大，故D错误。 故选AC。 考点02 交变电流 2．（2024·湖北·高考）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡的电阻是灯泡的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡、的电功率之比为（　　） A．2︰1 B．1︰1 C．1︰2 D．1︰4 【答案】C 【详解】两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，二极管导通则短路并联的灯泡，此时另一个灯泡与电源串联，根据电路图可知在一个完整的周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等都为半个周期，电压有效值相等，则根据 可知 故选C。 3．（2022·湖北·高考）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　） A．接收线圈的输出电压约为8 V B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1 C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同 D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同 【答案】AC 【详解】A．根据 可得接收线圈的输出电压约为U2=8V； B．由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，故B错误； C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确； D．由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误。 故选AC。 4．（2021·湖北·高考）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　） A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大 C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大 【答案】A 【分析】本题考查含理想变压器电路的动态分析。 【详解】AB．由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得 可知副线圈的电流逐渐减小，由可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确，B错误； C．原线圈的输入功率为由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C错误； D．由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式 可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，故D错误。 故选A。 5．（2025·湖北原创压轴·二模）如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比，原线圈接正弦交变电流，原线圈接入电阻为r的灯泡，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后电压表的示数为U，电动机带动一质量为m的重物以某一速度匀速上升。若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则下列说法正确的是（　　） A．副线圈电压为2U B．电动机消耗电功率的最大值为 C．电动机输出机械功率最大值为 D．重物的最大速度为 【答案】D 【详解】A．设原、副线圈的电压分别为、 根据理想变压器电压关系得由欧姆定律及分压关系得联立得，故A错误； B．设输入电流为根据理想变压器电流关系可得，输出端电流 根据能量守恒定律得，电动机消耗电功率由以上分析知 联立得由数学知识可得，电动机消耗电功率的最大值，故B错误； CD．设输入电流为 根据理想变压器电流关系可得，输出端电流根据能量守恒定律得，电动机输出机械功率为 而，，联立得 由数学知识可得，电动机输出机械功率的最大值为 当重物达到最大速度时由得，重物获得的最大速度，故C错误，D正确； 故选D。 6．（2025·湖北·高三下考前信息卷二）离子推进器为空间电推进技术中的一种，其特点是推力小、比冲高，广泛应用于空间推进，如航天器姿态控制、位置保持、轨道机动和星际飞行等。如图所示，气体通入电离室C后被电离为正离子，利用加速电场AB加速正离子，形成向外发射的粒子流，从而对航天飞机产生反冲力使其获得加速度。已知单位时间内飘入的正离子数目为n，离子推进器加速电压为U，将大量质量为m、电荷量为q的粒子从静止加速后喷射出去，引擎获得的推力为F。下列说法正确的是（　　） A．离子推进器是将电能转化为机械能的装置 B．射出的正离子速度为 C．离子推进器获得的平均推力大小 D．离子向外喷射形成的电流大小为 【答案】A 【详解】A．离子推进器可将静电加速层中的电能转化为机械能，故A正确； B．根据动能定理有 正离子喷出时的速度大小为故B错误； C．大量粒子喷射出去的过程，据动量定理可得 其中联立解得提供的平均推力为 故C错误； D．正离子经加速后由B处喷出形成的等效电流大小故D错误。 故选A。 7．（24-25高三·湖北华大新高考联盟·期末）如图所示，A、B为水平放置的平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是（） A．若仅将B板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 B．若仅将A板稍微上移，带电小球仍可以运动至N处 C．若仅将变阻器的滑片上移，带电小球仍可以运动至N处 D．断开开关S，从P处将小球由静止释放，带电小球将无法运动至N处 【答案】C 【详解】A．设P与N的竖直距离为H，平行板电容器两极板间的电压为U，距离为d，正对面积为s，由题可得小球由P到N用动能定理 根据开关闭合，二极管左边为负极右边为正极，平行板电容器的公式 仅将B板稍微上移，电容增大，电容器充电，稳定时平行板电容器上下极板的电压U不变，N到P的距离变小为，假设小球仍可以运动到N点，速度为v，重新对小球由P点到N用动能定理得动能为负值，则带电小球不可以运动至N处。故A错误； B．若将A板上移，板间距增大，电容减小，由于二极管左边为负极右边为正极，电容器无法放电，电量不变，则两板间电压增大，由前面分析中方程分析可得到N处时动能为负值，则带电小球不可以运动至N处，故B错误； C．若仅将变阻器的滑片上移，则滑动变阻器的电阻变大，电路稳定时通过的电流减小，电阻两端电压变小，上端电势降低，但二极管左边为负极右边为正极，无法放电，所以电容器两端的电压保持不变，则带电小球仍恰好运动至N处。故C正确； D．断开开关S，电容器电容不变，板间电压不会变化，所以带电小球仍可以运动至N处，故D错误。 故选C。 8．（24-25高二·湖北·5月联考）如图所示，用两个光滑正对的金属圆环、一根金属棒ab和三根绝缘棒连接成一个“鼠笼”，两环直径均为d，圆心间的距离为L，四根棒均匀分布在圆周上且与平行，阻值为r的电阻通过导线和电刷与两圆环连接。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向平行于金属导轨圆面竖直向下，图中未全部画出。金属棒电阻为R，其余电阻均不计，电压表为理想电压表。现使“鼠笼”绕水平轴以角速度匀速转动，则（　　） A．金属棒ab中的电流大小始终不变 B．电压表的示数为 C．金属棒ab两端的最大电压为 D．金属棒ab运动一周，电阻R上产生的焦耳热为 【答案】B 【详解】A．由于电路中电流方向会随着金属棒ab转动过程中切割磁感线的方向改变而改变，是交流电，电流大小是按正弦规律变化的，并非始终不变，故A错误； B．金属棒ab在转动过程中，切割磁感线产生的感应电动势 其中金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势的有效值 根据闭合电路欧姆定律电压表测量的是电阻R两端的电压，即，故B正确； C．金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势的最大值 此时ab两端电压是路端电压，根据闭合电路欧姆定律，故C错误； D．金属棒ab转动一周的时间 由 根据焦耳定律可得，故D错误。 故选B。 9．（24-25高二·湖北·5月联考）如图所示，电路a、b间输入的正弦交变电压。定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的滑片P初始位置在最右端，此时理想电压表的示数为2V，理想电压表的示数为6V。下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数比为 B．的最大阻值为6R C．当的滑片P向左滑动时，电压表、的示数都变大 D．当时，电阻消耗的功率最大 【答案】B 【详解】A．根据正弦交变电压的有效值其中为最大值 可得输入电压的有效值， 解得，故A错误； B．原线圈的“等效电阻”与副线圈的电阻的比值关系为： 可知R1的等效电阻R等效 U原 ， 解得的最大阻值为，故B正确； C．当的滑片P向左滑动时，阻值减小，根据串联电路电压分配规律可知，电压表的示数减小，U原示数变大，故的示数变大，故C错误； D．当时，U原示数最大，电压表的示数最大，根据，电阻消耗的功率最大，故D错误。 故选B。 10．（2025·湖北襄阳五中·三模）为了增强火灾预警，某小区加装了火灾报警器，某火灾报警器的简化电路图如图所示。、两端接入电压有效值恒定的正弦式交流电源，为理想变压器，为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），滑动变阻器用于设定报警温度。当定值电阻两端电压超过临界值时，该火灾报警器就会触发报警。开始出现火情后，下列说法正确的是（　　） A．若滑动变阻器的滑片不动，则副线圈两端电压升高 B．若滑动变阻器的滑片不动，则两端电压降低 C．若滑动变阻器的滑片不动，则原线圈输入功率变小 D．若滑动变阻器的滑片右移一点，则可以降低报警温度 【答案】D 【详解】ABC．将原线圈等效为一个电阻，则根据理想变压器输入功率等于输出功率有 又，联立得 开始出现火情后，减小，则减小，又因、两端电压有效值恒定，若滑动变阻器的滑片不动，则降低，两端电压升高，增大，结合可知，降低，因无法知道与的大小关系，故原线圈输入功率不一定变小，故ABC错误； D．若滑动变阻器的滑片右移一点，则减小，假设不变，则不变，增大，结合可知，增大，定值电阻两端电压增大，降低了报警温度，故D正确。 故选D。 11．（2025·湖北襄阳五中·高考适应性（一））下列说法正确的是（　　） A．电阻、磁感应强度、折射率都是采用了比值定义法 B．通过导体横截面的电荷量，其中I指的是电流的有效值 C．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但二者是有本质区别的 D．装在试管中的水银液面凸起来是因为水银与玻璃浸润 【答案】C 【详解】A．电阻不是比值定义法；磁感应强度、折射率都是采用了比值定义法，选项A错误； B．通过导体横截面的电荷量，其中I指的是电流的平均值，选项B错误； C．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但二者是有本质区别的，选项C正确； D．装在试管中的水银液面凸起来是因为水银与玻璃不浸润，选项D错误。 故选C。 12．（2025·湖北武汉二中·5月模考）如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为24V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为，，，滑动变阻器R的最大阻值为4Ω。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为1A，则下列说法正确的是（　　） A．初始时，电压表的示数为14V B．变压器原、副线圈的匝数比为4:1 C．从初始位置向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数一直增大 D．从初始位置向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率一直减小 【答案】D 【详解】AB．变压器副线两端电压 变压器原线两端电压 副线圈电流 原线圈电流 根据题意 解得 ， ，AB错误； C．当滑动变阻器左侧电阻为3Ω右侧电阻为1Ω时，副线圈两端电阻最大，从初始位置向右移动滑动变阻器滑片，接在副线圈两端的总电阻先增大后减小，副线圈两端的总电阻在原线圈上的等效电阻先增大后减小，原线圈的电流先减小后增大，R1的电压先减小后增大，原线圈两端电压先增大后减小，电压表示数先增大后减小，C错误； D．初始时滑动变阻器滑片位于中点，此时副线圈两端总电阻 副线圈两端总电阻在原线圈上的等效电阻 根据当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大的结论，此时变压器的输出功率最大，所以，从初始位置向左移动滑动变阻器滑片，副线圈两端总电阻在原线圈上的等效电阻从9.6Ω开始一直减小，变压器输出功率一直减小，D正确。 故选D。 13．（25届·湖北部分学校联考·三模）如图所示，正方形单匝闭合金属线框绕垂直于磁场的轴线MN匀速转动，已知M、N分别为AB、CD中点，轴线左侧区域为垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为5T，线框边长为1m，每边电阻均为1Ω，转动周期为2s，现在M、N两点处分别用一端为电刷的导线连接电阻R，R=2Ω，则线框转动过程中电阻R消耗的电功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】线框匀速转动过程始终只有一条边切割磁感线，产生的感应电动势为正弦交流电，电动势的峰值为 有效值为整个电路内电阻为，外电路由另一半线框电阻和外接电阻R并联而成，外电阻为，故干路电流为通过电阻R的电流为干路电流的一半为，故R消耗的电功率为 故选A。 14．（2025·湖北省新八校协作体·三模）随着科技的不断发展和环境保护意识的增强，中国的纯电动汽车市场正迅速壮大。相比传统燃油车，纯电动汽车能将汽车制动过程中的机械能转化为电能收集起来。如图甲所示，永磁铁在车轮和传动机构的带动下绕线圈旋转，在线圈中产生如图乙所示的感应电流i回充到蓄电系统，使永磁铁受到阻力阻碍汽车前行。关于该过程下列说法正确的是（　　） A．甲图示磁铁位置对应着乙图电流时刻 B．甲图示位置电流的方向由P指向Q C．制动过程中永磁铁受到的阻力大小恒定不变 D．制动过程中交变电流的周期越来越大 【答案】D 【详解】AB．图示位置线圈处于中性面，电流为0，故AB错误； C．制动过程中反向阻力随时间周期性变化，不恒定，故C错误； D．制动过程中磁铁转速减小，周期增大，故D正确。 故选D。 15．（24-25高二·湖北·5月联考）如图甲所示，平行光滑金属导轨倾角，间距为L，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向下，导轨两端分别连接一个阻值为R的电阻和一个非线性电子元件Z。元件Z的图像如图乙所示，当元件Z两端电压大于或等于时，流过元件Z的电流稳定为。质量为m的金属棒可沿导轨运动，现断开开关S，由静止释放金属棒，金属棒达到最大速度后，立即闭合开关S，经过t时间金属棒再次达到稳定速度。不计导轨和金属棒的电阻，导轨足够长，重力加速度大小为g，。下列说法正确的是（　　） A．先断开开关S，金属棒达到最大速度为 B．再闭合开关S，金属棒再次达到稳定速度为 C．金属棒从速度到过程中沿倾斜导轨下滑的距离为 D．金属棒从速度到过程中电阻R产生的焦耳热为 【答案】BD 【详解】A．断开开关S，导体棒沿导轨方向受安培力、重力沿导轨向下的分力，速度最大时合力为0 则有，， 联立解得v1，故A错误； B．闭合开关S时，通过金属棒电流变大安培力变大，合力沿导轨向上金属棒向下做减速运动，U减小，I减小。 假设，则，再次匀速时合力为0，，，满足假设，联立解得v2，故B正确； C．对金属棒从到的过程用动量定理，， 联立解得，故C错误； D．对元件Z有，解得 对金属棒用动能定理W安，，解得，故D正确。 故选BD。 16．（24-25高三·湖北黄冈·黄冈八模·下学期）如图甲所示为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表。若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电，图中为型热敏电阻（阻值随温度升高而变小），为定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．电压表的示数大于 C．温度升高时，电压表、电流表的示数不变 D．变压器原、副线圈中的电流之比为 【答案】AD 【详解】AB．由图乙可得变压器原线圈输入电压有效值为 电压表示数为有效值，故电压表的示数不变，始终为36V，故A正确，B错误； C．原线圈两端的电压不变U1=36V，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 可知副线圈两端的电压不变，温度升高时，减小，副线圈总电阻减小，副线圈总电流增大，故电流表的示数变大，故C错误； D．根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系 可知变压器原、副线圈中的电流之比为，故D正确。 故选AD。 17．（2025·湖北襄阳五中·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，灯泡、完全相同，阻值均为。当输入端的电压为时，两灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（　　） A．与消耗功率之比 B．R与消耗功率之比 C． D． 【答案】AD 【详解】CD．设灯泡正常发光时的电流为，电压为，根据欧姆定律可得由题图可知，副线圈两端电压为，则原线圈两端电压为 流过副线圈的电流为，则流过原线圈的电流为 又 则有 可得，故C错误，D正确； AB．与消耗功率之比，故A正确，B错误。 故选AD。 18．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）为了测量水柱的电阻率，设计了如图甲所示电路，所用实验器材有：电流表（量程为，内阻）、电压表（量程为或，内阻未知）、直流电源（电动势为）、滑动变阻器、开关和导线。 （1）先用游标卡尺测出圆柱形容器的内径如图乙所示，请读出内径 。然后在绝缘圆柱形容器左右两侧安装带有接线柱的可移动的薄金属板电极使两端密封，通过阀门将自来水灌满容器。 （2）请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路补充完整 。 （3）改变两电极间的距离，测量25时水柱在不同长度时的电阻。将水温升到50，重复测量。绘出25和50时水柱的图像，分别如图丙中图线I、II所示。 （4）若图线的斜率为，则自来水的电阻率表达式 （用、表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。 （5）另一小组为了使额定电压为的小灯泡正常工作，将该装置接在电压有效值为的交流电源上设计了图丁所示的电路图，理想变压器原、副线圈的匝数比为，人体的安全电流为，水温视为25℃不变，则两金属板电极间的距离至少为 ，才能使原线圈中的电流不超过人体的安全电流。（结果保留一位有效数字） 【答案】 6.40 高 0.8 【详解】[1]圆柱形容器的内径 [2]直流电源的电动势为，故电压表量程选择；由于电流表的内阻已知，电流表采用内接法时，可以消除系统误差，实物图如图所示 [3]根据电阻定律 其中 联立可得 若图线的斜率为，则自来水的电阻率表达式 [4]电阻率越小越容易导电，根据图像可知50℃的水的电阻率更小，故可知温度高的水更容易导电。 [5]设变压器原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，由 可得 防触电装置的电阻 水温为25℃时，水柱的电阻为，由图丙得两金属板电极间的距离至少为。 19．（2025·湖北原创压轴·二模）如图所示，两间距、左侧接有一电容器的光滑足够长的水平导轨处于垂直纸面向里的磁场中，已知电容器的电容，磁感应强度B随位置x的变化如图所示。一长为、质量的金属棒在外力F的作用下从坐标原点O沿x轴正方向以的速度匀速运动到处，此时电容器被击穿，电容器变成一个的电阻，通过改变外力F，使电路中电流保持不变，已知在运动过程中金属棒与始终与导轨垂直且接触良好。求 (1)电容器被击穿之前外力F做的功； (2)电容器被击穿之后，金属棒运动1m所需要的时间； (3)电容器被击穿之后，金属棒运动1m外力F做的功。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图像乙知，在内， 棒匀速运动，棒中电流 其中 解得 外力F与棒受到的安培力始终平衡，即 则 （2）由题可知当电容器被击穿后变成一个电阻，由于电路中电流不变，设此后某时刻金属棒速度为v 则由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得 代值后得为了求金属棒运动时间，可以做图像，如下图所示 由图可求出金属棒从到，金属棒的运动时间为阴影部分面积 （3）由功能关系 代值后得 20．(24-25高二下·湖北腾云联盟)随着科技发展，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（图甲）就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看做一个理想变压器，工作原理图简化为图乙，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为 n，交变电源的电压有效值恒定为U，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。 (1)若通过定值阻抗的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值 (2)若锅体等效电阻为R，求流过定值阻抗的电流 (3)更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻R为多大时发热功率最大，最大值为多少。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）交变电源的电压 已知原副线圈的匝数比 解得锅体中感应的电动势有效值 （2）交变电源的电压 已知原副线圈的匝数比 锅体回路中的电流 原副线圈输入功率和输出功率相等有 流过定值阻抗的电流 （3）锅体产热的功率， 因此当，取得最大功率，最大功率为 21．（2025·湖北七市州·二模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈接在电压有效值为的家用电源上，副线圈接入阻值为的电热丝，电热丝密封安装在高为的竖直放置的圆柱形汽缸底部（电热丝体积可忽略），加热电阻可以改变汽缸内的温度，汽缸口有固定卡销，汽缸内用质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体，初始时汽缸内气体温度为，大气压强恒为，活塞位于距汽缸底部处，重力加速度为。不计活塞及固定卡销厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。求： (1)副线圈电流的有效值； (2)使汽缸内气体温度缓慢升高到，求此时汽缸内气体的压强。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对变压器，由 解得 则副线圈的电流有效值为 （2）初始时，假设活塞刚好到达汽缸口时，气体温度为，由盖—吕萨克定律可得 解得 此后气体体积不再变化，由查理定律得 活塞上升至汽缸口前做等压变化，对活塞，有 联立解得， 可知汽缸内气体温度缓慢升高到，汽缸内气体的压强为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$