第8讲 电路分析问题-2026年浙江省高中物理选考二轮复习解密

第8讲 电路分析问题 直流电路分析：包括基本电路的分析与计算，如串联、并联、混联电路中电流、电压、电阻、电功率的计算，考查电阻串并联规律、欧姆定律、焦耳定律等的应用；含源电路与电动势测量，以测量电源电动势和内阻的实验电路为背景，考查闭合电路欧姆定律的应用；动态电路分析，通过改变电路中某一元件的参数， 交变电流分析：涉及交变电流的产生与描述，考查交变电流的产生原理、瞬时值表达式、最大值、有效值、周期、频率等基本概念，以及交变电流的图像特点和应用；理想变压器问题，包括理想变压器原、副线圈的电压、电流、匝数关系的应用，以及变压器的动态分析；远距离输电问题，考查输电线路中的电压损失、功率损失的计算，以及提高输电效率的方法等。 一、理清直流电路知识体系 二、正弦交变电流“四值”的理解与应用 三、理想变压器和远距离输电 1.明确变压器各物理量间的制约关系 2.明辨远距离输电过程的3个问题 (1)输电线上的电流：I＝＝。 (2)电压损耗：输电线路上I2＝IR＝I3，总电阻R导致的电压损耗UR＝U2－U3＝IRR。输送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压损耗增大。 (3)输电线上损失的功率：P损＝I2R线＝R线＝＝U损I。输电线上的损失功率必须与输电线上的电流和电压相对应，不要把输电线上的输电电压U和输电导线上损失的电压ΔU相混淆，不能用公式P＝计算输电线上损失的功率。 四、方法指导 （1）两种物理思想 1.等效思想：等效电路、等效电源； “等效电源”问题 一个电源（E、r）与电阻串联或者并联，可以等效为新的“电源”，其“等效电动势”“等效内阻”如下： （1）如图甲所示，电源（E、r）与电阻R串联 ①等效电动势：E'＝E。 ②等效内阻：r'＝r＋R。 （2）如图乙所示，电源（E、r）与电阻R并联 ①等效电动势：E'＝E。 ②等效内阻：r'＝。 常见电路等效电源如下： 2.守恒思想：理想变压器的输入功率等于输出功率。 （2）直流电路动态分析的常用方法:基本思路为“部分→整体→部分”。 等效电阻的建立 在只有一个副线圈的理想变压器电路中，设原线圈、副线圈的匝数之比为＝k，负载电阻为R，则变压器和负载电阻整体可以等效为一个新电阻，其阻值R'＝k2R。 证明：如图甲所示，设原线圈两端的电压为U1、电流为I1，副线圈两端的电压为U2、电流为I2，副线圈所接负载为R，变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。由欧姆定律可知＝R，令原线圈、副线圈的匝数之比＝k，根据理想变压器规律可知＝k，＝k，联立可得＝k2R，所以可将变压器和副线圈所接负载整体看成阻值为k2R的等效电阻直接连在原线圈一侧。等效电路图如图乙所示。 等效电源的建立 理想变压器中与原线圈串联的定值电阻为R0，交流电源输出电压为U，设原线圈、副线圈的匝数之比为＝k，则变压器、定值电阻R0与原交流电源整体可等效为一个新电源，新电源的电动势E'＝，新电源的内阻r'＝。 证明：如图丙所示，设原线圈两端的电压为U1、电流为I1，副线圈两端的电压为U2、电流为I2，副线圈所接负载为R，与原线圈串联的定值电阻为R0，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。将变压器、定值电阻R0与原交流电源看成一个整体，等效为一个新的电源，令新电源的电动势为E'，新电源的等效内阻为r'，作出等效后的电路图如图丁所示。 对图丙，由串联电路的规律得U1＝U－I1R0，令＝k，则＝k，＝k，联立可得U2＝－I2。对图丁，由闭合电路欧姆定律得U2＝E'－I2r'，对两式比较，可得E'＝，r'＝。 题型1选考真题探秘 1. （2025·浙江·高考真题）如图甲所示，有一根长、两端固定紧绷的金属丝，通过导线连接示波器。在金属丝中点处放置一蹄形磁铁，在中点附近范围内产生、方向垂直金属丝的匀强磁场（其他区域磁场忽略不计）。现用一激振器使金属丝发生垂直于磁场方向的上下振动，稳定后形成如图乙所示的不同时刻的波形，其中最大振幅。若振动频率为f，则振动最大速度。已知金属丝接入电路的电阻，示波器显示输入信号的频率为。下列说法正确的是（　　） A．金属丝上波的传播速度为 B．金属丝产生的感应电动势最大值约为 C．若将示波器换成可变电阻，则金属丝的最大输出功率约为 D．若让激振器产生沿金属丝方向的振动，其他条件不变，则金属丝中点的振幅为零 【答案】C 【详解】A．先由图可判断金属丝振动形成三节（如图乙所示共有三个波腹），则波长为 又振动频率为f = 150Hz，可得波速为，故A错误； B．金属丝在中点附近的匀强磁场中振动，其振动最大速度为 其中A = 0.5cm = 0.005m，f =150 Hz，计算得 中点切割的有效长度为 则中点处感应电动势最大值为，故B错误； C．金属丝在中点附近的匀强磁场中振动，产生的是正弦式交流电，电动势的有效值为，若用最大感应电动势接外电阻，则金属丝本身内阻r = 0.5 Ω，正弦交流源在内阻r和外阻R串联时，当R = r=0.5 Ω时可得最大输出功率为，故C正确； D．若改为沿金属丝方向振动形成纵波，两端固定则端点处必为纵波的振动节(位移为零处)，其基频振型中点恰为振幅最大处(波腹)，并非振幅为零，故D错误。 故选C。 2. （2025·浙江·高考真题）如图所示，风光互补环保路灯的主要构件有：风力发电机，单晶硅太阳能板，额定电压容量的储能电池，功率的LED灯。已知该路灯平均每天照明；标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳。则（　　） A．风力发电机的输出功率与风速的平方成正比 B．太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能 C．该路灯正常运行6年，可减少二氧化碳排放量约 D．储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作 【答案】D 【详解】A．设时间，风力发电机的扇叶半径为，假设风的动能全部变成发电机输出，输出功率为，即风力发电机的输出功率与风速的三次方成正比，故A错误； B．太阳能板上接收到的辐射能不能全部转换成电能，存在能量损耗，转换效率一般在15%~20%左右，故B错误； C．已知路灯的功率为 每天照明，一年按365天计算，6年的总时间 可得总耗电量为 因标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳，则减少的二氧化碳排放量为，故C错误； D．已知储能电池的额定电压，容量，则电池的电能为 而路灯连续一周的耗电量为 因，所以储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作。故D正确。 故选D。 3. （2025·浙江·高考真题）下列说法正确的是（　　） A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．按照相对论的时间延缓效应，低速运动的微观粒子寿命比高速运动时更长 C．变压器原线圈中电流产生的变化磁场，在副线圈中激发感生电场，从而产生电动势 D．热敏电阻和电阻应变片两种传感器，都是通过测量电阻，确定与之相关的非电学量 【答案】CD 【详解】A．根据热力学第二定律可知热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误； B．按照相对论的时间延缓效应，运动的时钟会变慢。对于微观粒子，高速运动时其内部的时间进程变慢，相当于寿命变长；而低速运动时，时间延缓效应不明显，其寿命比高速运动时更短，故B错误； C．变压器的工作原理是电磁感应。原线圈中电流产生的变化磁场，穿过副线圈时，会在副线圈中激发感生电场，感生电场对副线圈中的自由电荷有作用力，从而产生电动势，这就是变压器副线圈产生感应电动势的原理，故C正确； D．电阻传感器是通过测量电阻的变化来确定与之相关的非电学量，比如温度传感器，温度变化会引起电阻变化，通过测量电阻就可以知道温度的变化。电阻应变片是基于电阻应变效应工作的，当应变片受到外力作用发生形变时，其电阻值会发生变化，通过测量电阻变化可以确定外力等非电学量，故D正确。 故选CD。 4. （2025·浙江·高考真题）如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（　 ） A．圆环I中电流的有效值为 B．时刻直导线CD电动势为 C．时刻圆环Ⅱ中电流为 D．时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 【答案】BD 【详解】A．由题图可知，在内和内圆环I中的电流大小均为 在内圆环I中的电流大小为 设圆环I中电流的有效值为，根据有效值定义可得 联立解得 故A错误； B．设右侧又一无限长的直导线对称的无限长的直导线与构成回路，则时刻，、回路产生的总电动势为 根据对称性可知时刻直导线CD电动势为，故B正确； C．由于圆环Ⅱ处于磁场外部，通过圆环Ⅱ的磁通量一直为0，所以圆环Ⅱ不会产生感应电流，则时刻圆环Ⅱ中电流为0，故C错误； D．以O点为圆心，过程P、Q两点圆轨道，在时刻产生的电动势为 则P、Q两点间圆弧的电动势为 由于P、Q两点间圆弧与圆环Ⅱ上PQ构成回路不会产生感应电流，则圆环Ⅱ上PQ间电动势为，故D正确。 故选BD。 5. （2025·浙江·高考真题）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中， B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C．图3中，电容器中电场的能量正在增大 D．图4中，增大电容C，调谐频率增大 【答案】C 【详解】A．理想变压器原副线圈与匝数的关系为，A错误； B．从图2所示位置转动至线框与磁感线垂直的过程中，逐渐转向中性面，因此线框中的电动势逐渐减小，B错误； C．电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，根据线圈的磁场方向结合安培定则可知电流流向正极板，因此电容器正在充电，电场的能量正在增大，C正确； D．电容C增大，根据电磁振荡的频率可知调谐频率减小，D错误。 故选C。 题型2直流电路的分析与计算 6. （2025·浙江·二模）新能源汽车越来越得到推广。某电动汽车自重2t，其营销广告如下：电池额定容量为50kW·h，电池瞬时功率最高可达90kW，车行驶受到的阻力约为车重的，理论续航里程400km。现有国家电网的充电桩可在电池额定容量的30%~80%之间应用快充技术（500V，50A）充电，而便携式充电器（220V，16A）可以将电池容量从0充到100%。不计充电损耗，当汽车电池剩余电量为额定值的30%时，下列说法正确的是（　　） A．汽车还能行驶180km B．用国家电网充电桩将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要50min C．用便携式充电器将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要7h以上 D．此电动汽车的最高行驶速度可超过180km/h 【答案】C 【详解】A．由题干可知汽车还能够行使的距离为 故A错误； B．用国家电网充电桩将电池容量充至其额定值的80%，理论上需要 故B错误； C．用便携式充电器将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要 故C正确； D．此电动汽车以最高速度行驶时，牵引力等于阻力，所以最高行驶速度为 故D错误。 故选C。 7. （2025·浙江绍兴·三模）如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机。下列说法正确的是（　　） A．顾客向上运动的过程中机械能守恒 B．顾客重力的平均功率为 C．顾客受到电梯给予的静摩擦力 D．电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A 【答案】D 【详解】A．顾客向上运动的过程中动能不变，重力势能增加，则机械能增加，选项A错误； B．顾客重力的平均功率为 C．顾客匀速上升时不受电梯给予的静摩擦力，选项C错误； D．由能量关系电梯站顾客时 解得 即电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A，选项D正确。 故选D。 8. （2025·浙江·模拟预测）太阳光经过大气层到地面大概损失一半的能量。某太阳能发电站使用的太阳能板加装有自动跟踪功能，保证太阳能板与阳光始终垂直，已知单位面积的太阳能板每天发电2.28kW∙h，太阳与地球之间的距离取，每天阳光照射太阳能板的时间约为8h，太阳辐射总功率约为，则该太阳能板的光电转化效率最接近（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】结合球面公式可知垂直阳光方向上地表单位面积接收到的光照功率约为 单位面积太阳能板每天发电2.28kW∙h，则单位面积太阳能板的发电功率约为 所以光电转化效率约为 故选B。 9. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，某路灯由风光互补系统（由风力发电机和太阳能电池板组成）提供电能，阳光照射电池板5h，风力发电机在某风速下工作5h，产生的总电能可以使一盏路灯工作40h。已知阳光照射期间，电池板平均发电功率为60W，风力发电机内部线圈面积为，匝数为200，线圈所在磁场的磁感应强度为0.25T，该风速下，输出电流为1.5A，风叶每秒转动4.2圈，不考虑线圈内阻，则该路灯的电功率约为（    ） A．150W B．180W C．230W D．300W 【答案】A 【详解】阳光照射电池板5h产生的电能 风力发电机产生电动势 输出电压有效值 风力发电机工作5h产生的电能 一盏路灯工作40h消耗的电能 路灯的电功率 故选A。 10. （2025·浙江·模拟预测）单晶硅太阳能发电原理是：让阳光照射到单晶硅太阳能板上而激发电子形成电流。根据相关资料得知杭州西站枢纽屋顶铺设了面积约为的单晶硅太阳能板，在阳光照射下其平均发电功率约为。若已知太阳的辐射总功率约，太阳与地球之间的距离约为，则下列说法中正确的是（　　） A．单晶硅太阳能板发出的是交流电； B．地球表面单位面积上接收到的太阳辐射功率约 C．一天大约可发电； D．太阳能发电的光电转换效率约为22% 【答案】B 【详解】A．单晶硅太阳能板发出的是直流电，选项A错误； B．距离太阳的球面面积 单位面积上接受太阳辐射的功率 选项B正确； C．若24小时都有太阳，则工作一天大约可发电 但有太阳的时间小于24小时，一天可发电小于，故C错误； D．太阳板接收的太阳能 转换效率 选项D错误。 故选B。 11. （2024·浙江·模拟预测）下表是某型号电风扇的主要技术参数，空气的密度约为1.29kg/m3，根据学过的物理知识，判断以下估算结果合理的是（　　） 风扇直径 150mm 净重 1.6kg 风量 12m3/min 额定电压 220V 额定功率 26W A．该电风扇电动机的内阻约为1.8kΩ B．风速约为5m/s C．电机的效率约为60% D．电机运行10s产生的内能约为50J 【答案】C 【详解】A．由于电动机为非纯电阻，所以其内阻 故A错误； B．由于风量 联立可得 故B错误； C．电机的效率约 为 故C正确； D．电机运行10s产生的内能约为 故D错误。 故选C。 题型3交变电流的分析与计算 12. （2025·浙江·二模）如图为交变电流的两种引出方式，图甲采用两滑环引出电流，图乙则采用换向器实现电流的导出，两装置其它部分完全一样。发电机矩形线框匝数为N，面积为S，线框所在磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，线框从图示位置开始以角速度ω绕轴转动，图中电阻阻值均为R，不计其它电阻。下列说法正确的是（　　） A．图示位置电动势最大 B．甲图电流表读数是乙图电表的2倍 C．乙图中线框转动一圈，通过电流表的电流方向改变两次 D．两装置线圈转一圈，克服安培力做功均为 【答案】D 【详解】A．图示位置是中性面，磁通量最大，磁通量变化率最小，则电动势为零，选项A错误； B．电流表测得的是交变电流的有效值，乙图中通过换向器后，电流方向不变，但跟甲图中的电流热效应相同，所以电流表读数相等，选项B错误； C．乙图中有换向器，线框转动一圈电流方向不改变，选项C错误； D．两装置线圈转一圈，克服安培力做功等于回路所产生的焦耳热，均为 选项D正确。 故选D。 13. （2024·浙江金华·一模）如图是一款高空风车及其发电模块原理图。在发电期间，发电机线圈ab在某一时刻转至图示位置。则（    ） A．发电的工作原理是电流的磁效应 B．该时刻线圈b端电势高于a端电势 C．该时刻线圈磁通量为零，感应电动势也为零 D．风力增大，线圈ab的感应电动势不变 【答案】B 【详解】A．高空风车发电的工作原理是电磁感应，故A错误； B．根据右手定则可知，电流方向沿顺时针方向，则该时刻线圈b端电势高于a端电势，故B正确； C．该时刻线圈磁通量为0，感应电动势最大，故C错误； D．风力越大，风车转动的越快，线圈ab转动的角速度越大，根据 则感应电动势变大，故D错误； 故选B。 14. （23-24高二下·湖北·期中）某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动，图乙是线圈转动过程中穿过线圈的磁通量Ф随时间t变化的图像，则（　　） A． 时刻线圈处于中性面位置 B． 时刻，穿过线圈的磁通变化率为零，感应电动势为零 C． 时刻电流表示数为0，时刻电流表的示数最大 D． 时刻电流方向发生改变，线圈转动一周，电流方向改变两次 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，时刻穿过线圈的磁通量为0，则线圈与中性面垂直，故A错误； B．时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故B正确； C．根据题意可知，电流表的示数为回路中电流的有效值，而回路中电流的有效值不变，故C错误； D．时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，感应电流最大，此时电流方向不发生改变，而线圈转动一周，电流方向改变两次，故D错误。 故选B。 15. （2024·浙江台州·二模）如图甲所示是电机的示意图。如图乙所示，将两个完全相同的电机正对放置，用直杆连接两个电机的转轴，电机与电源相连，电机与毫安表相连。先闭合开关，再闭合开关，发现毫安表指针发生偏转。下列说法正确的是（　　） A．电机相当于发电机 B．毫安表指针会在中央零刻度的左右晃动 C．闭合开关瞬间，电机转动变快，其线圈发热明显 D．将电机和的磁极N、S都交换，毫安表的指针偏转方向不变 【答案】D 【详解】A．由于所在电路中有电源，且当开关闭合后会转动，说明是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受到力的作用而制成的，故A错误； B．由于与用转轴相连，当转动时会带动转动，而当转动时，闭合开关，与串联而构成闭合的毫安表指针发生偏转，说明是发电机，发电机内部有磁场和线圈，在的带动下，内部线圈将会做切割磁感线的运动，从而产生感应电动势，在其所在回路中产生感应电流，因此毫安表发生偏转，但在稳定转动的情况下，毫安表指针不会在中央零刻度的左右晃动，毫安表显示的是感应电流的有效值，若是稳定转动，则其指针将稳定的指在某一刻度，故B错误； C．闭合开关瞬间，电机转速将降低，电流增大，其线圈发热明显，故C错误； D．将中的磁极N、S交换，根据左手定则可知，的转动方向将与原来反向，若同时将中的磁极N、S交换，则在带动下转动产生感应电流的方向不发生变化，毫安表的指针偏转方向不变，故D正确。 故选D。 16. （2023·浙江绍兴·二模）在物理选修课中，小明着手研究某款发电机，做如下尝试：如图甲所示，第一次在发电机的矩形线框处加水平向右的匀强磁场；如图乙所示，第二次在矩形线框处加竖直向下的匀强磁场。矩形线框绕对称轴，以一定的角速度匀速转动，给外电阻R供电。比较通过R中的电流，下列说法正确的是（    ） A．甲、乙都为直流电 B．甲、乙都为交流电 C．甲是直流电，乙是交流电 D．甲是交流电，乙是直流电 【答案】C 【详解】根据右手定则可知，甲图中电流方向始终不变，为直流电；图乙电流经过中性面方向改变，是交流电。 故选C。 题型4远距离输电 17. （2025·浙江金华·一模）如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V  22W”的灯泡L正常发光，内阻为的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述正确的是（　　） A．矩形线框转动时最大磁通量为 B．当线圈从图示位置经过时，理想电压表示数为22V C．原、副线圈上的电流比 D．若将电风扇换成另一只与L完全相同的小灯泡，则电流表的示数变大 【答案】B 【详解】A．根据变压器磁通量变化与电压计算有 解得，故A错误； BC．原、副线圈的匝数比可得 又有 由闭合电路欧姆定律，可得 联立解得 则，故B正确，C错误； D．若将电风扇换成另一只与L完全相同的小灯泡，则L与小灯泡并联，副线圈上总电阻变为 原、副线圈的电流比有 解得 电流表示数减小，故D错误。 故选B。 18. （2025·浙江温州·一模）如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比，原线圈连接定值电阻，副线圈连接阻值足够大的滑动变阻器端输入如图乙所示的正弦式交流电。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动，则（　　） A．间交变电压的有效值为 B．消耗的功率先增大后减小 C．滑动变阻器消耗的最大功率为 D．两端电压减小 【答案】C 【详解】A．由图可知间交变电压的最大值为，则有效值为V，故A错误； BCD．将理想变压器与滑动变阻器整体等效为一个电阻，有 则 滑动变阻器滑片缓慢向b端滑动，R增大，等效电阻阻值增大，故电流减小 根据 可知，消耗的功率减小； 由闭合电路欧姆定律，可知 则原线圈电压增大，根据可知，副线圈电压即两端电压增大； 根据 可知当时，等效电阻消耗的功率最大，则滑动变阻器消耗的功率最大，解得W，故BD错误，C正确。 故选C。 19. （2025·浙江嘉兴·一模）如图甲所示为某同学设计的全波整流电路图，其中B为理想变压器，a、b分别为副线圈的上下两端口，两只相同二极管的负极都通过负载电阻R与变压器副线圈抽头o连接，ao与ob间的匝数比为2：1，当ao间电压uao随时间变化为图乙所示时，ob间电压uob和cd间电压ucd随时间变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．根据二极管的单向导电性，结合电路可知，在时间内Uao为正，最大值为2U，则Uob也为正，因ao与ob间的匝数比为2：1，可知Uob最大值为U；AB错误； CD．在时间内，二极管D1导通，D2截止，则Ucd为正，最大值为2U；在时间内，二极管D1截止，D2导通，则Ucd也为正，最大值为U；则C正确，D错误。 故选C。 20. （2025·浙江湖州·一模）高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电所的理想变压器把电压U1降到U2，动力车厢内的理想变压器再将U3降到U4后，为动力系统提供电能。两个理想变压器两端的匝数、电压和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为r，则（　　） A． B． C． D．输入动力系统的功率为 【答案】A 【详解】A．根据变压器电流与匝数关系有， 又因为 整理得，故A正确； B．根据变压器电压与匝数关系有， 又因为 联立解得，故B错误； C．输电线路电阻的阻值为，故C错误； D．根据能量守恒，可知输入动力系统的功率为，故D错误。 故选A。 21. （2025·浙江宁波·模拟预测）“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为降压变压器和，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（　　） A．电压互感器电压值为 B．若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，则输电线路损耗功率为300kW C．若保持发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大 D．发电机输出电压一定，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片Q下移 【答案】D 【详解】A．根据变压比可知 电压互感器电压值为，故A错误； B．若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，输电线路上的输电电流为 输电线路损耗功率，因为输电线的电阻r未知，所以输电线路损耗的功率无法计算，故B错误； C．若保持发电机输出电压U1和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则升压变压器副线圈的匝数增多，根据变压比可知U2变大，根据P=UI可知，输电线路的电流减小，根据可知，输电线损耗的功率减小，故C错误； D．各用户都是并联的，所以增加用户数，降压变压器副线圈电路的总电阻减小，则在降压变压器的原线圈电路中的等效电阻也减小，若升压变压器的匝数比不变，则升压变压器的输出电压不变，根据欧姆定律可知输电线路上的电流增大，则降压变压器的输入电压减小，相应的U4减小，所以为维持用户电压U4不变，可以提高升压变压器的输出电压，则可将滑片Q下移，增加升压变压器副线圈的匝数，故D正确。 故选D。 1. （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：临界温度和临界磁场强度。临界温度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与热力学温度的关系，式中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，超导体一定处于超导态 B．若温度逐渐升高但不超过，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，且温度低于，则超导体处于超导态 D．若外加磁场强度小于，且温度高于，则超导体处于超导态 【答案】B 【详解】A．温度低于时，若外加磁场强度超过此时的临界磁场，超导体会处于正常态，故A错误； B．温度升高但不超过时，临界磁场随温度升高而减小（由可知，当时，随增大而减小）。此时减小外加磁场强度，使其低于，可维持超导态，故B正确； C．当温度低于时，，此时。若外加磁场强度大于，必然超过，超导体处于正常态，故C错误； D．温度高于时，无论磁场如何，超导体均处于正常态，故D错误。 故选B。 2. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，电路中包含电动势为、内阻为的电源，三个阻值均为的定值电阻A、B、C，以及一个自感系数较大、直流电阻可忽略的线圈。针对电路不同状态，下列分析正确的是：（　　） A．闭合瞬间，流过、、的电流之比为 B．闭合到电路稳定过程中，的功率变小 C．电路稳定后，与两端的电压之比为 D．电路稳定后断开瞬间，两端的电压与稳定时两端电压之比为 【答案】B 【详解】A．依题意，闭合瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中没有电流经过，电阻、B串联，然后和电阻C并联，三个电阻的阻值相等，根据串并联电路的特点，流过A、B的电流相等，流过C的电流是A、B的2倍，故流过、、的电流之比为，A错误； B．由闭合电路欧姆定律，在电路稳定过程中，线圈和电阻B组成的支路，电阻逐渐减小，支路电流增大，干路电流增大，则路端电压U减小 由知，C的功率变小，B正确； C．电路稳定后，与并联，两端的电压之比为，C错误； D．断开开关前，设线圈和电阻B组成的支路，电流为，则两端的电压为 断开开关时，线圈相当于电源，为干路电流，外电路B与C串联，再和A并联，故此时流过B的电流为，则两端的电压为 则，D错误。 故选B。 3. （2025·浙江温州·三模）有关下列四幅图的描述，正确的是（   ） A．图1中，增大加速电压U，可以减小粒子在回旋加速器中运动的时间 B．图2中，线圈顺时针匀速转动，电路中A、B发光二极管会交替发光 C．图3中，在梁的自由端施力F，梁发生弯曲，上表面应变片的电阻变小 D．图4中，仅减小两极板的距离，则磁流体发电机的电动势会增大 【答案】A 【详解】A．设粒子获得最大速度为v，由洛伦兹力提供向心力有（R为最大轨道半径） 最终动能 联立解得 则加速次数 粒子在磁场中运动周期运动总时间 联立解得 由此可知，增大加速电压U ，粒子在回旋加速器中运动时间减小，故A正确； B．图甲中，由于线圈外接换向器，使线圈中的交流电整合为直流电，电流的方向不变，A、B发光二极管不会交替发光，故B错误； C．在梁的自由端施力F，梁发生弯曲，上表面拉伸，应变片的长度l变长，横截面积S变小，根据电阻定律 可知上表面应变片的电阻变大，故C错误； D．磁流体发电机稳定时，有（d为两极板间的距离） 解得电动势 可知仅减小两极板的距离d，磁流体发电机的电动势会减小，故D错误。 故选A。 4. （2025·浙江·三模）锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量4000mA·h，正常通话电流400mA，则（　　） A．正常通话时，电池输出的功率为1.48W B．电池充满电后，手机能正常通话2.7h C．图示状态是电池放电状态 D．负极积累的锂离子越多，电池存储的电能越少 【答案】C 【详解】A．正常通话时，电池的总功率为 由于存在一定的内阻，所以电池输出的功率小于1.48W，故A错误； B．电池充满电后，手机能正常通话时间为 故B错误； C．图示状态锂离子从电池负极到正极，即为电池内部的电流方向，故处于放电状态，故C正确； D．负极积累的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多，存储的电能越多，故D错误。 故选C。 5. （2025·浙江金华·三模）如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻为r的矩形线圈，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R，所有电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（　　） A．金属线圈处于图示位置时，矩形线圈中电流方向是A→B→C→D B．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωt C．将R的滑片向下滑动时，电流表A示数变大，电压表V的示数变大 D．将R的滑片向下滑动时，矩形线圈的热功率将增大 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知金属线圈处于图示位置时，矩形线圈中电流方向是 A错误； B．矩形线圈产生的感应电动势最大值为 从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，此时通过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大，则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B错误； C．将R的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路阻值变小，则副线圈电流增大，电流表A示数变大，定值电阻分担的电压增大，结合变压器的原理可知，原副线圈中的电流之比为 可知原副线圈匝数之比不变，故原线圈中的电流增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，原线圈所在电路内电压增大，原线圈两端的电压减小，又因为 可知原线圈两端电压减小，故副线圈两端的电压减小，而定值电阻分担的电压增大，故电压表的示数减小，C错误； D．根据上述分析，结合功率可知，将R的滑片向下滑动时，矩形线圈的热功率将增大，D正确。 故选D。 6. （2025·浙江·三模）火灾报警的工作原理图如图所示，理想变压器的原线圈接电压恒定的交流电，副线圈的电路中R为热敏电阻，为滑动变阻器，为定值电阻。当温度升高时，R的阻值变小，报警装置通过检测中的电流来实现报警。则（　　） A．发生火灾时，原线圈中的电流在变小 B．发生火灾时，报警装置检测到电流变小 C．为了降低报警温度，的滑片P应向下滑动 D．的滑片P向上滑动时，副线圈两端的电压变大 【答案】C 【详解】AB．发生火灾时，温度升高，热敏电阻阻值变小，根据欧姆定律可知副线圈电流变大，则报警装置检测到电流变大；根据可知，原线圈电流也变大，故AB错误； C．为了降低报警温度，即对应的热敏电阻阻值变大，根据可知，滑动变阻器接入电路的电阻应减小，则的滑片P应向下滑动，故C正确； D．根据可知，副线圈电压由原线圈电压及匝数比决定，故D错误。 故选C。 7. （2025·浙江湖州·三模）某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（　　） A．自行车的速度 B．小灯泡正常发光时 C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半 D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为 【答案】A 【详解】B．令感应电动势的最大值为，则有 则感应电动势的有效值 小灯泡恰好正常发光，则有 对小灯泡有 解得 故B错误； A．车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，根据 结合上述解得 故A正确； C．若自行车的速度减半，结合上述可知，摩擦小轮转动的角速度减半，感应电动势的最大值减半，感应电动势的有效值减半，根据闭合电路欧姆定律可知，感应电流的有效值减半，则小灯泡的功率减为先前的，故C错误； D．磁铁处于图2位置时，穿过线圈的磁通量达到最大值，根据图3可知，此时磁通量的变化率为0，即磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为0，故D错误。 故选A。 8. （2025·浙江宁波·一模）如图所示，交流发电机的线圈输出的交变电压为。理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈中分别接有灯泡和灯泡，灯泡上标有“”，灯泡上标有“”。图中电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，交流发电机线圈的电阻忽略不计。当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（　　） A．仅闭合开关时，电阻上消耗的功率为 B．若仅闭合开关，则灯泡恰好能正常发光 C．若均断开，则电压表的示数为0 D．若均闭合，则原线圈中的电流表示数为 【答案】B 【详解】A．当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光，此时 根据， 解得， 电阻上消耗的功率为 故A错误； B．若仅闭合开关，假设灯泡恰好能正常发光，则 根据 解得 根据A选项分析此时 则满足 所以假设成立，故B正确； C．若均断开，根据变压器原理可知，副线圈两端电压不为零，所以电压表的示数不为零，故C错误； D．由于，若均闭合时原线圈的电流为3A，则电阻R分到的电压为3 × 16.5V = 49.5V > U= 20V，这是不可能的，故D错误。 故选B。 9. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，长方形线圈有一半处在足够大的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，G、H为线圈两个边的中点，且均在磁场边界上。以速度v将线圈向右匀速拉进磁场，或以角速度ω将线圈绕GH匀速旋转90°。已知交变电流在一个周期内电流大小的平均值为。则两种情况下线圈所受安培力的冲量大小之比为（　　） A．1:1 B． C． D． 【答案】A 【详解】设线圈的电阻为R，GH=L，线圈另一边长为d，匀速拉动线圈时，感应电动势为 感应电流 线圈所受安培力 时间 线圈所受安培力的冲量大小 匀速旋转线圈时，感应电动势 感应电流 线圈所受安培力平均值 时间 结合题述可知 线圈所受安培力的冲量大小 可得 故选A。 10. （2025·浙江·模拟预测）抽水蓄能是目前技术最为成熟的大容量储能方式，是电力系统安全防御体系的重要组成部分，原理简化如图（a）所示。发电站通过输电线路向电动发电机供电，电路如图（b）所示，输电线路总电阻为，电动发电机内阻为，，，。则理论上电动发电机内阻消耗的电功率为（　　） A．1000W B．2000W C．20000W D．0.2W 【答案】B 【详解】由题图可知，降压变压器原，副线圈的匝数比 由题图可知，输电线路中的电流 由理想变压器变流规律，可得电电机所在回路中的电流 发电机内阻消耗的功率 故选B。 11. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，磁感应强度为的匀强磁场垂直纸面向里，边长为、总电阻为的正方形线框垂直磁场放置，规定图示位置通过线框的磁通量为负值，磁场的下边界过、边的中点，现让线框绕以角速度转动，下列说法正确的是（　　） A．当线框的磁通量为0时，旋转的角度可能为 B．线框转过角的过程，磁通量的变化量为 C．当线框转过角时，线框的瞬时功率为 D．线框转过角的过程中，平均电流为 【答案】C 【详解】A．当线框转过的角度为时，框面与磁感线垂直，磁通量最大，不为，A错误。 B．线框转过角的过程，磁通量的变化量为 B错误。 C．当线框转过角时，边的速度与磁场的夹角为，则有 结合 可得 功率为 C正确。 D．线框转过角的过程中，、、 结合 可得 D错误。 故选C。 12. （2025·浙江·二模）某小型水电站向外输送电能的示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。图甲中，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。图乙中，ABCD是面积为S的矩形线圈，线圈共N匝，线圈保持匀速转动，转动周期为T，匀强磁场磁感应强度B。则下列说法正确的是（　　） A．线圈匀速转动至图乙位置时，线圈的磁通量变化率最大 B．若升压变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足 C．升压变压器线圈应当用比线圈更细的导线绕制 D．不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 【答案】B 【详解】A．线圈匀速转动至图乙位置时，磁通量最大，磁通量变化率为零，A错误； B．升压变压器，降压变压器 其中， 联立可得，B正确； C．由，可知，故，故升压变压器线圈应当用比线圈更粗的导线绕制承载更大的电流，C错误； D．不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 ，D错误。 故选B。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第8讲 电路分析问题 直流电路分析：包括基本电路的分析与计算，如串联、并联、混联电路中电流、电压、电阻、电功率的计算，考查电阻串并联规律、欧姆定律、焦耳定律等的应用；含源电路与电动势测量，以测量电源电动势和内阻的实验电路为背景，考查闭合电路欧姆定律的应用；动态电路分析，通过改变电路中某一元件的参数， 交变电流分析：涉及交变电流的产生与描述，考查交变电流的产生原理、瞬时值表达式、最大值、有效值、周期、频率等基本概念，以及交变电流的图像特点和应用；理想变压器问题，包括理想变压器原、副线圈的电压、电流、匝数关系的应用，以及变压器的动态分析；远距离输电问题，考查输电线路中的电压损失、功率损失的计算，以及提高输电效率的方法等。 一、理清直流电路知识体系 二、正弦交变电流“四值”的理解与应用 三、理想变压器和远距离输电 1.明确变压器各物理量间的制约关系 2.明辨远距离输电过程的3个问题 (1)输电线上的电流：I＝＝。 (2)电压损耗：输电线路上I2＝IR＝I3，总电阻R导致的电压损耗UR＝U2－U3＝IRR。输送电压一定时，用电器增多，则降压变压器的输出电流变大，输电线上的电流增大，电压损耗增大。 (3)输电线上损失的功率：P损＝I2R线＝R线＝＝U损I。输电线上的损失功率必须与输电线上的电流和电压相对应，不要把输电线上的输电电压U和输电导线上损失的电压ΔU相混淆，不能用公式P＝计算输电线上损失的功率。 四、方法指导 （1）两种物理思想 1.等效思想：等效电路、等效电源； “等效电源”问题 一个电源（E、r）与电阻串联或者并联，可以等效为新的“电源”，其“等效电动势”“等效内阻”如下： （1）如图甲所示，电源（E、r）与电阻R串联 ①等效电动势：E'＝E。 ②等效内阻：r'＝r＋R。 （2）如图乙所示，电源（E、r）与电阻R并联 ①等效电动势：E'＝E。 ②等效内阻：r'＝。 常见电路等效电源如下： 2.守恒思想：理想变压器的输入功率等于输出功率。 （2）直流电路动态分析的常用方法:基本思路为“部分→整体→部分”。 等效电阻的建立 在只有一个副线圈的理想变压器电路中，设原线圈、副线圈的匝数之比为＝k，负载电阻为R，则变压器和负载电阻整体可以等效为一个新电阻，其阻值R'＝k2R。 证明：如图甲所示，设原线圈两端的电压为U1、电流为I1，副线圈两端的电压为U2、电流为I2，副线圈所接负载为R，变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。由欧姆定律可知＝R，令原线圈、副线圈的匝数之比＝k，根据理想变压器规律可知＝k，＝k，联立可得＝k2R，所以可将变压器和副线圈所接负载整体看成阻值为k2R的等效电阻直接连在原线圈一侧。等效电路图如图乙所示。 等效电源的建立 理想变压器中与原线圈串联的定值电阻为R0，交流电源输出电压为U，设原线圈、副线圈的匝数之比为＝k，则变压器、定值电阻R0与原交流电源整体可等效为一个新电源，新电源的电动势E'＝，新电源的内阻r'＝。 证明：如图丙所示，设原线圈两端的电压为U1、电流为I1，副线圈两端的电压为U2、电流为I2，副线圈所接负载为R，与原线圈串联的定值电阻为R0，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。将变压器、定值电阻R0与原交流电源看成一个整体，等效为一个新的电源，令新电源的电动势为E'，新电源的等效内阻为r'，作出等效后的电路图如图丁所示。 对图丙，由串联电路的规律得U1＝U－I1R0，令＝k，则＝k，＝k，联立可得U2＝－I2。对图丁，由闭合电路欧姆定律得U2＝E'－I2r'，对两式比较，可得E'＝，r'＝。 题型1选考真题探秘 1. （2025·浙江·高考真题）如图甲所示，有一根长、两端固定紧绷的金属丝，通过导线连接示波器。在金属丝中点处放置一蹄形磁铁，在中点附近范围内产生、方向垂直金属丝的匀强磁场（其他区域磁场忽略不计）。现用一激振器使金属丝发生垂直于磁场方向的上下振动，稳定后形成如图乙所示的不同时刻的波形，其中最大振幅。若振动频率为f，则振动最大速度。已知金属丝接入电路的电阻，示波器显示输入信号的频率为。下列说法正确的是（　　） A．金属丝上波的传播速度为 B．金属丝产生的感应电动势最大值约为 C．若将示波器换成可变电阻，则金属丝的最大输出功率约为 D．若让激振器产生沿金属丝方向的振动，其他条件不变，则金属丝中点的振幅为零 2. （2025·浙江·高考真题）如图所示，风光互补环保路灯的主要构件有：风力发电机，单晶硅太阳能板，额定电压容量的储能电池，功率的LED灯。已知该路灯平均每天照明；标准煤完全燃烧可发电2.8度，排放二氧化碳。则（　　） A．风力发电机的输出功率与风速的平方成正比 B．太阳能板上接收到的辐射能全部转换成电能 C．该路灯正常运行6年，可减少二氧化碳排放量约 D．储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正常工作 3. （2025·浙江·高考真题）下列说法正确的是（　　） A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．按照相对论的时间延缓效应，低速运动的微观粒子寿命比高速运动时更长 C．变压器原线圈中电流产生的变化磁场，在副线圈中激发感生电场，从而产生电动势 D．热敏电阻和电阻应变片两种传感器，都是通过测量电阻，确定与之相关的非电学量 4. （2025·浙江·高考真题）如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（　 ） A．圆环I中电流的有效值为 B．时刻直导线CD电动势为 C．时刻圆环Ⅱ中电流为 D．时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 5. （2025·浙江·高考真题）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A．图1中， B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C．图3中，电容器中电场的能量正在增大 D．图4中，增大电容C，调谐频率增大 题型2直流电路的分析与计算 6. （2025·浙江·二模）新能源汽车越来越得到推广。某电动汽车自重2t，其营销广告如下：电池额定容量为50kW·h，电池瞬时功率最高可达90kW，车行驶受到的阻力约为车重的，理论续航里程400km。现有国家电网的充电桩可在电池额定容量的30%~80%之间应用快充技术（500V，50A）充电，而便携式充电器（220V，16A）可以将电池容量从0充到100%。不计充电损耗，当汽车电池剩余电量为额定值的30%时，下列说法正确的是（　　） A．汽车还能行驶180km B．用国家电网充电桩将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要50min C．用便携式充电器将电池容量充到其额定值的80%，理论上需要7h以上 D．此电动汽车的最高行驶速度可超过180km/h 7. （2025·浙江绍兴·三模）如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机。下列说法正确的是（　　） A．顾客向上运动的过程中机械能守恒 B．顾客重力的平均功率为 C．顾客受到电梯给予的静摩擦力 D．电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A 8. （2025·浙江·模拟预测）太阳光经过大气层到地面大概损失一半的能量。某太阳能发电站使用的太阳能板加装有自动跟踪功能，保证太阳能板与阳光始终垂直，已知单位面积的太阳能板每天发电2.28kW∙h，太阳与地球之间的距离取，每天阳光照射太阳能板的时间约为8h，太阳辐射总功率约为，则该太阳能板的光电转化效率最接近（　　） A． B． C． D． 9. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，某路灯由风光互补系统（由风力发电机和太阳能电池板组成）提供电能，阳光照射电池板5h，风力发电机在某风速下工作5h，产生的总电能可以使一盏路灯工作40h。已知阳光照射期间，电池板平均发电功率为60W，风力发电机内部线圈面积为，匝数为200，线圈所在磁场的磁感应强度为0.25T，该风速下，输出电流为1.5A，风叶每秒转动4.2圈，不考虑线圈内阻，则该路灯的电功率约为（    ） A．150W B．180W C．230W D．300W 10. （2025·浙江·模拟预测）单晶硅太阳能发电原理是：让阳光照射到单晶硅太阳能板上而激发电子形成电流。根据相关资料得知杭州西站枢纽屋顶铺设了面积约为的单晶硅太阳能板，在阳光照射下其平均发电功率约为。若已知太阳的辐射总功率约，太阳与地球之间的距离约为，则下列说法中正确的是（　　） A．单晶硅太阳能板发出的是交流电； B．地球表面单位面积上接收到的太阳辐射功率约 C．一天大约可发电； D．太阳能发电的光电转换效率约为22% 11. （2024·浙江·模拟预测）下表是某型号电风扇的主要技术参数，空气的密度约为1.29kg/m3，根据学过的物理知识，判断以下估算结果合理的是（　　） 风扇直径 150mm 净重 1.6kg 风量 12m3/min 额定电压 220V 额定功率 26W A．该电风扇电动机的内阻约为1.8kΩ B．风速约为5m/s C．电机的效率约为60% D．电机运行10s产生的内能约为50J 题型3交变电流的分析与计算 12. （2025·浙江·二模）如图为交变电流的两种引出方式，图甲采用两滑环引出电流，图乙则采用换向器实现电流的导出，两装置其它部分完全一样。发电机矩形线框匝数为N，面积为S，线框所在磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，线框从图示位置开始以角速度ω绕轴转动，图中电阻阻值均为R，不计其它电阻。下列说法正确的是（　　） A．图示位置电动势最大 B．甲图电流表读数是乙图电表的2倍 C．乙图中线框转动一圈，通过电流表的电流方向改变两次 D．两装置线圈转一圈，克服安培力做功均为 13. （2024·浙江金华·一模）如图是一款高空风车及其发电模块原理图。在发电期间，发电机线圈ab在某一时刻转至图示位置。则（    ） A．发电的工作原理是电流的磁效应 B．该时刻线圈b端电势高于a端电势 C．该时刻线圈磁通量为零，感应电动势也为零 D．风力增大，线圈ab的感应电动势不变 14. （23-24高二下·湖北·期中）某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动，图乙是线圈转动过程中穿过线圈的磁通量Ф随时间t变化的图像，则（　　） A． 时刻线圈处于中性面位置 B． 时刻，穿过线圈的磁通变化率为零，感应电动势为零 C． 时刻电流表示数为0，时刻电流表的示数最大 D． 时刻电流方向发生改变，线圈转动一周，电流方向改变两次 15. （2024·浙江台州·二模）如图甲所示是电机的示意图。如图乙所示，将两个完全相同的电机正对放置，用直杆连接两个电机的转轴，电机与电源相连，电机与毫安表相连。先闭合开关，再闭合开关，发现毫安表指针发生偏转。下列说法正确的是（　　） A．电机相当于发电机 B．毫安表指针会在中央零刻度的左右晃动 C．闭合开关瞬间，电机转动变快，其线圈发热明显 D．将电机和的磁极N、S都交换，毫安表的指针偏转方向不变 16. （2023·浙江绍兴·二模）在物理选修课中，小明着手研究某款发电机，做如下尝试：如图甲所示，第一次在发电机的矩形线框处加水平向右的匀强磁场；如图乙所示，第二次在矩形线框处加竖直向下的匀强磁场。矩形线框绕对称轴，以一定的角速度匀速转动，给外电阻R供电。比较通过R中的电流，下列说法正确的是（    ） A．甲、乙都为直流电 B．甲、乙都为交流电 C．甲是直流电，乙是交流电 D．甲是交流电，乙是直流电 题型4远距离输电 17. （2025·浙江金华·一模）如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上。“220V  22W”的灯泡L正常发光，内阻为的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述正确的是（　　） A．矩形线框转动时最大磁通量为 B．当线圈从图示位置经过时，理想电压表示数为22V C．原、副线圈上的电流比 D．若将电风扇换成另一只与L完全相同的小灯泡，则电流表的示数变大 18. （2025·浙江温州·一模）如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比，原线圈连接定值电阻，副线圈连接阻值足够大的滑动变阻器端输入如图乙所示的正弦式交流电。将滑动变阻器的滑片从端缓慢向下滑动，则（　　） A．间交变电压的有效值为 B．消耗的功率先增大后减小 C．滑动变阻器消耗的最大功率为 D．两端电压减小 19. （2025·浙江嘉兴·一模）如图甲所示为某同学设计的全波整流电路图，其中B为理想变压器，a、b分别为副线圈的上下两端口，两只相同二极管的负极都通过负载电阻R与变压器副线圈抽头o连接，ao与ob间的匝数比为2：1，当ao间电压uao随时间变化为图乙所示时，ob间电压uob和cd间电压ucd随时间变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 20. （2025·浙江湖州·一模）高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电所的理想变压器把电压U1降到U2，动力车厢内的理想变压器再将U3降到U4后，为动力系统提供电能。两个理想变压器两端的匝数、电压和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为r，则（　　） A． B． C． D．输入动力系统的功率为 21. （2025·浙江宁波·模拟预测）“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为降压变压器和，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（　　） A．电压互感器电压值为 B．若电压表的示数为100V，电流表的示数为5A，则输电线路损耗功率为300kW C．若保持发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大 D．发电机输出电压一定，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片Q下移 1. （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：临界温度和临界磁场强度。临界温度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与热力学温度的关系，式中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，超导体一定处于超导态 B．若温度逐渐升高但不超过，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，且温度低于，则超导体处于超导态 D．若外加磁场强度小于，且温度高于，则超导体处于超导态 2. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，电路中包含电动势为、内阻为的电源，三个阻值均为的定值电阻A、B、C，以及一个自感系数较大、直流电阻可忽略的线圈。针对电路不同状态，下列分析正确的是：（　　） A．闭合瞬间，流过、、的电流之比为 B．闭合到电路稳定过程中，的功率变小 C．电路稳定后，与两端的电压之比为 D．电路稳定后断开瞬间，两端的电压与稳定时两端电压之比为 3. （2025·浙江温州·三模）有关下列四幅图的描述，正确的是（   ） A．图1中，增大加速电压U，可以减小粒子在回旋加速器中运动的时间 B．图2中，线圈顺时针匀速转动，电路中A、B发光二极管会交替发光 C．图3中，在梁的自由端施力F，梁发生弯曲，上表面应变片的电阻变小 D．图4中，仅减小两极板的距离，则磁流体发电机的电动势会增大 4. （2025·浙江·三模）锂电池体积小、容量大、电压稳定，在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极（含锂化合物）和负极（碳材料）之间移动来工作，其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势3.7V，电池容量4000mA·h，正常通话电流400mA，则（　　） A．正常通话时，电池输出的功率为1.48W B．电池充满电后，手机能正常通话2.7h C．图示状态是电池放电状态 D．负极积累的锂离子越多，电池存储的电能越少 5. （2025·浙江金华·三模）如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻为r的矩形线圈，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R，所有电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（　　） A．金属线圈处于图示位置时，矩形线圈中电流方向是A→B→C→D B．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωt C．将R的滑片向下滑动时，电流表A示数变大，电压表V的示数变大 D．将R的滑片向下滑动时，矩形线圈的热功率将增大 6. （2025·浙江·三模）火灾报警的工作原理图如图所示，理想变压器的原线圈接电压恒定的交流电，副线圈的电路中R为热敏电阻，为滑动变阻器，为定值电阻。当温度升高时，R的阻值变小，报警装置通过检测中的电流来实现报警。则（　　） A．发生火灾时，原线圈中的电流在变小 B．发生火灾时，报警装置检测到电流变小 C．为了降低报警温度，的滑片P应向下滑动 D．的滑片P向上滑动时，副线圈两端的电压变大 7. （2025·浙江湖州·三模）某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（　　） A．自行车的速度 B．小灯泡正常发光时 C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半 D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为 8. （2025·浙江宁波·一模）如图所示，交流发电机的线圈输出的交变电压为。理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈中分别接有灯泡和灯泡，灯泡上标有“”，灯泡上标有“”。图中电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，交流发电机线圈的电阻忽略不计。当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（　　） A．仅闭合开关时，电阻上消耗的功率为 B．若仅闭合开关，则灯泡恰好能正常发光 C．若均断开，则电压表的示数为0 D．若均闭合，则原线圈中的电流表示数为 9. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，长方形线圈有一半处在足够大的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，G、H为线圈两个边的中点，且均在磁场边界上。以速度v将线圈向右匀速拉进磁场，或以角速度ω将线圈绕GH匀速旋转90°。已知交变电流在一个周期内电流大小的平均值为。则两种情况下线圈所受安培力的冲量大小之比为（　　） A．1:1 B． C． D． 10. （2025·浙江·模拟预测）抽水蓄能是目前技术最为成熟的大容量储能方式，是电力系统安全防御体系的重要组成部分，原理简化如图（a）所示。发电站通过输电线路向电动发电机供电，电路如图（b）所示，输电线路总电阻为，电动发电机内阻为，，，。则理论上电动发电机内阻消耗的电功率为（　　） A．1000W B．2000W C．20000W D．0.2W 11. （2025·浙江·模拟预测）如图所示，磁感应强度为的匀强磁场垂直纸面向里，边长为、总电阻为的正方形线框垂直磁场放置，规定图示位置通过线框的磁通量为负值，磁场的下边界过、边的中点，现让线框绕以角速度转动，下列说法正确的是（　　） A．当线框的磁通量为0时，旋转的角度可能为 B．线框转过角的过程，磁通量的变化量为 C．当线框转过角时，线框的瞬时功率为 D．线框转过角的过程中，平均电流为 12. （2025·浙江·二模）某小型水电站向外输送电能的示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。图甲中，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。图乙中，ABCD是面积为S的矩形线圈，线圈共N匝，线圈保持匀速转动，转动周期为T，匀强磁场磁感应强度B。则下列说法正确的是（　　） A．线圈匀速转动至图乙位置时，线圈的磁通量变化率最大 B．若升压变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足 C．升压变压器线圈应当用比线圈更细的导线绕制 D．不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $