题型08 电路与闭合电路欧姆定律（题型专练）（浙江专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

题型08 电路与闭合电路欧姆定律 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 直流电路闭合回路欧姆定律等的分析和计算 考向02 交变电流的分析和计算 考向03 变压器的分析 考向04 远距离输电 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 电路与闭合电路欧姆定律是浙江物理选考的核心基础考点，贯穿电学模块，常结合串并联电路、电功电功率、动态分析等场景命题，题型覆盖选择题（高频）、计算题（子模块），核心逻辑是 “电路结构分析→欧姆定律应用→能量计算” （1）侧重基础规律应用：核心围绕串并联电路规律、闭合电路欧姆定律，计算类题目多考查比例关系，避免复杂数值运算； （2）结合实际情境：常以滑动变阻器、传感器（光敏、热敏）、电动机、充电器等实际电路为背景，强调物理知识的实际应用； （3）模块衔接紧密：频繁与电磁感应（如导体棒作为电源）、电场（如电容器）结合，形成综合题； （4）选择题侧重定性判断：如动态分析、故障判断、纯电阻与非纯电阻电路的区别，计算题侧重定量计算（电流、电压、功率）。 考向01 直流电路闭合回路欧姆定律等的分析和计算 【例1-1】（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 【例1-2】（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% 1.有关电源的功率和效率 总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝I2（R＋r）＝ 内部功率 P内＝I2r＝P总－P出 输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ 效率 任意电路：η＝×100％＝×100％ 纯电阻电路：η＝×100％ 2.电源的输出功率P出与外电阻R的关系图像的三点说明（如图所示） （1）当R＝r时，输出功率最大，Pm＝。 （2）当R“接近”r时，P出增大，当R“远离”r时，P出减小。 （3）当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 【变式1-1】（2024·浙江·模拟预测）如图所示，电动机以恒定速度吊起重物，已知电动机输入电压为220V，额定功率为484W，重物质量为50kg，g取10m/s2，则（　　） A．电动机内阻为100Ω B．电路中的电流一定为2.2A C．当重物速度为0.4m/s时，电动机的输出功率为484W D．当重物速度为0.4m/s时，电动机的输出功率为200W 【变式1-2】（2024·浙江金华·一模）下图是根据飞机升降时机翼受力的原理设计的装置，用于监测河水流速的变化。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电动势为4.8V，内阻不计，理想电流表量程为0~0.6A，理想电压表量程为0~3V，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是（    ） A．当水流速度增大时，电流表的示数变小 B．当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比变大 C．滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω~15Ω D．电阻R1的电功率的变化范围为0.54W~2.16W 考向02 交变电流的分析和计算 【例2-1】（2025·浙江杭州·二模）如图所示，半径为L的圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定、、、四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径各点磁感应强度（θ为与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度绕O点沿顺时针方向匀速转动。以进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向始终为 B．当棒转动至时，感应电动势 C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 D．圆环转动一周的过程中，外力做的功 【例2-2】（2025·浙江·模拟预测）如图（a）所示是一种振动发电装置，它有一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为0.2m、匝数为30的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，其右视图如图（b）。线圈所在位置磁感应强度的大小均为0.1T，线圈的电阻为，线圈两端接有阻值为的小灯泡L，小灯泡电阻视为不变，其他电阻均不计。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做往复运动。当线圈速度随时间的变化规律分别如图（c），图（d）（取向右为正，图（c）中速度按正弦规律变化）所示时，下列说法正确的是（　　） A．两种情况下小灯泡亮度不同 B．线圈按图（d）情况运动产生的电动势恒定不变 C．线圈按图（c）情况运动产生的电动势为 D．线圈按图（c）情况运动时灯泡两端的电压有效值为 一、交变电流的描述 1.周期和频率 （1）周期T：交变电流完成一次周期性变化（线圈转动一周）所需要的时间，国际单位是秒（s）。 （2）频率f：交变电流在　1　s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。 （3）周期和频率的关系：T＝。 2.峰值：Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。 3.有效值 让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的　热量　相等，就把这一恒定电流的数值叫作这一交变电流的　有效值　。 4.正弦式交变电流的有效值 E＝　　，U＝　　，I＝　　。 二、交变电流“四值”的理解与应用 物理量 表达式 适用情况及说明 瞬时值 e＝Emsin ωt u＝Umsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 最大值 （峰值） Em＝nBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 有效值 对正弦式交变电流有E＝；U＝；I＝ （1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）； （2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值； （3）保险丝的熔断电流为有效值； （4）电表的读数为有效值 平均值 ＝BL；＝n；＝ 计算通过电路横截面的电荷量 【变式2-1】（2024·浙江·模拟预测）带发电机的自行车，能利用车轮带动发电机转动发电对车灯提供电源。图甲是其发电机与车轮接触部分的照片，发电的基本原理可简化为一个线圈在匀强磁场中转动来产生（如图乙所示）。已知发电机转轮的半径为r，发电机线圈所围面积为S、匝数为n、电阻为R0，磁场的磁感应强度为B，车灯电阻为R。当自行车以某速度在平直公路上匀速行驶时受到地面及空气的总阻力为Ff，车灯消耗的电功率为P。则（　　） A．自行车的行驶速度 B．流经车灯的电流方向变化的频率为 C．线圈转动一圈克服安培力做的功 D．骑车人做功的功率 【变式2-2】（2024·浙江金华·二模）如图所示，在磁感应强度为的水平匀强磁场中有两半径为0.2m的金属圆环竖直放置且相互平行，金属环的间距为1m，一根长为1m，电阻为1Ω的金属棒在圆环内侧以角速度10πrad/s匀速转动，金属棒与圆环始终接触良好，图示金属棒在圆环最高点，电路中的电阻，其余电阻不计，电压表为交流电压表，则（　　） A．金属棒从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电流先从a流向b，后从b流向a B．电压表的示数为0.2V C．电阻R的功率为0.64W D．金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为2Wb/s 考向03 变压器的分析 【例3-1】（2025·浙江·一模）如图所示为某发电系统和供电系统，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。匝数为N、面积为S的矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，线圈两端通过电刷E、F与理想变压器的原线圈相连，副线圈接有负载电阻。维持线圈ABCD以角速度ω匀速转动的外力做功的平均功率为P。图示位置时，线圈平面与磁场方向恰好垂直，线圈电阻不计，下列说法正确的是（    ） A．图示位置时，矩形线圈中的电流变化最慢 B．图示位置时，电压表的示数为 C．图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为NBS D．减小，P减小 【例3-2】（2025·浙江·一模）如图所示，理想交流电流表、，定值电阻、，热敏电阻（其电阻值随温度升高而降低），分别接在理想变压器的原、副线圈上，为正弦交流电压源，其电压保持不变。若该电路所处环境温度上升，下列说法正确的是（　　） A．电流表、的示数均增大 B．原、副线圈端、保持不变 C．热敏电阻两端电压一定增大 D．理想变压器原线圈的输入功率一定增大 1.构造和原理 （1）构造：如图所示，变压器是由　闭合铁芯　和绕在铁芯上的　两个线圈　组成的。 （2）原理：利用电磁感应的　互感　现象。 2.基本关系式 （1）功率关系：　P1＝P2　。 （2）电压关系：只有一个副线圈时，　＝　； 有多个副线圈时，＝＝＝…＝。 （3）电流关系：只有一个副线圈时，　＝　； 有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。 （4）频率关系：f1＝f2（变压器不改变交变电流的频率）。 3、匝数比不变、负载变化的变压器的动态分析思路 （1）U1不变，根据 ＝ ，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。 （2）当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。 （3）I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。 4、负载电阻不变、匝数比变化的变压器动态分析思路 （1）U1不变， 发生变化，U2变化。 （2）R不变，U2变化，I2发生变化。 （3）根据P2＝ 和P1＝P2、P1＝U1I1，可以判断P2变化时，P1发生变化；U1不变，I1发生变化。 【变式3-1】（2025·浙江·模拟预测）如图所示为某科技兴趣小组自制变压器，线圈匝数如图所示，但线圈的匝数已看不清，若在AB端输入电压为的交流电，则CD端输出的交流电电压为，则下列说法正确的是（　　） A．和的线圈匝数比为 B．若在AB端输入功率，则CD端输出功率为 C．若把铁芯从变压器中移除，则CD端输出电压会变小 D．若CD端输入交流电压，则AB端亦能输出交流电压 【变式3-2】（2025·浙江·模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，副线圈接定值电阻，变压器的原、副线圈匝数比，二极管，电表均为理想电子元件。则（    ） A．电压表示数为 B．电流表的示数为1.0A C．变压器的输入功率为37.5W D．电流表中电流的频率为12.5Hz 考向04 远距离输电 【例4-1】（2025·全国·模拟预测）城市用电通常分为高峰和低谷，某发电站为了保证功率稳定，采用了储能站在用电低谷时将多余电能储存起来。如图所示，发电机的输出电压，输出功率为500kW。降压变压器的原、副线圈匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，低谷耗电功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．用电高峰时用户端消耗的功率为500kW B．用电低谷时，输电线上损失的功率为4.8kW C．用电低谷时，储能站储存电能的功率为408kW D．用电低谷时，升压变压器的匝数比为 【例4-2】直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，其输电示意图如图所示。若变压器均为理想变压器，的匝数之比，直流输电线的总电阻等效为。整流及逆变过程的能量损失不计，交流电的有效值不变。则（　　） A．图中“500kV”指交流电的峰值 B．直流输电线损失的电压为50kV C．相比交流输电，直流特高压输电可以减少感抗和容抗的损耗 D．当用户负载增加时，用户端增加的功率等于输出端增加的功率 1．远距离输电的处理思路 对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 2．远距离高压输电的几个基本关系(以图11为例) (1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3. (2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线． (3)输电电流：I线＝＝＝. (4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝IR线＝()2R线． 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的. 【变式4-1】（2024·安徽芜湖·二模）“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U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分划为U3和U4。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20∶1和1：20，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法不正确的是（　　） A．电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用 B．若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kW C．若保持发电机输出电压和用户数不变，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P上移 【变式4-2】（2024·浙江·三模）如图所示，一输出电压稳定的电源通过远距离输电给用户供电，输电线路的总电阻为R。在用户端有一理想降压变压器，原副线圈的匝数比为10∶1，假设用户的用电都用于照明，且每个灯的电阻均为nR，当用户有n盏灯接通时，这些灯刚好以额定功率工作，此时电源的输出电流为I。设灯的电阻不随工作电压的变化而变化，不计变压器输出端到用户之间线路的电阻，则关于该输电线路下列说法正确的是（　　） A．有n盏灯在工作时，该输电线路的输电效率为50% B．当2n盏灯在工作时，则电源的输出电流为 C．当2n盏灯在工作时，每盏灯的功率约为额定功率的98% D．当4n盏灯在工作时，电户的电压比额定电压降低约8% 1. （2025·浙江·二模）我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈电流方向每0.02秒改变1次 B．送电线圈的输入功率为1100W C．受电线圈的输出电压为 D．0.01s时受电线圈瞬时电压为0V 2. （2025·全国·模拟预测）如图1所示，、两端接一内阻不计的正弦交流电源，电源电压随时间变化的规律如图2所示，初始时开关接断开，电表为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数约为 B．通过的是频率为的交流电 C．若将闭合，通过的电流减小 D．若将由接到b，M、两端间的输入功率变大 3. （2024·浙江·二模）如图所示是潮汐发电示意图，其利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电，一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道，涨至最高水位时打开通道，进水发电。水库水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时，打开通道放水发电。已知水坝的高为，涨潮时水库最高水位，退潮水库最低水位 ，发电机日平均发电量为，水轮发电机总效率为10%，海水的密度为 ，g取，则下列说法正确的是（    ） A．涨潮时水库水重心上升4m B．发电机的功率为 C．该发电站所圈占的海湾面积约为 D．若采用 的直流电向某地区输电，输电线路电阻为1000Ω，则线路上损耗功率为输电总功率的5% 4. （2024·浙江·模拟预测）电动晾衣杆方便实用，在日常生活中得到广泛应用。如图1所示，一理想变压器，原线圈两端接入如图2所示正弦交流电源，原、副线圈的匝数比为n1:n2，副线圈与一个交流电流表和一个电动机串联。开关S闭合，当电动机带动质量为m的电动晾衣杆以速度v匀速上升，此时电流表读数为I，重力加速度为g，则（　　） A．原线圈两端接入的正弦交流电源电压瞬时值 B．电动机的输入功率为 C．电动机的效率 D．电动机线圈电阻R为 5. （2024·广西·模拟预测）图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度。当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（　　） A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化 B．热敏电阻两端电压升高 C．原线圈输入功率不变 D．滑片上移一点可以提高报警温度 6. （2024·浙江绍兴·一模）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，其输入端接正弦交流电源，电动势有效值保持不变，输出端电路由R1、R2、R3和R4四个电阻构成，将该变压器的匝数比改为4:1后，下列说法正确的是（　　） A．R1两端的电压增大到原来的2倍 B．R2两端的电压增大到原来的4倍 C．R3的热功率减小到原来的 D．R4的热功率减小到原来的 7. （2024·浙江温州·一模）如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为，导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度，定值电阻。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（　　） A．圆盘转动的转速为 B．电压表的示数为 C．小圆柱圆周运动的半径为 D．电阻和的总功率为 8. （2024·浙江·一模）两个形状不同但所围面积和电阻均相同的单匝闭合线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。比较两个线圈，下列说法正确的是（　　） A．磁通量的变化规律相同 B．电流方向变化的频率不同 C．相同的时间内产生的焦耳热不同 D．产生的电动势有效值不同 9. （2024·浙江杭州·一模）如图所示，匀强磁场方向与水平面成角斜向右下方，矩形线圈以恒定角速度绕水平面内的轴按图示方向转动，线圈通过换向器与电阻R相连。以图中时刻为计时起点，规定电流由a通过R流向b方向为电流正方向，则通过R的电流i随时间变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 10. （2024·浙江·一模）无线充电是一种基于变压器原理的充电方式。如图发射线圈连接的交流电，发射线圈与接收线圈匝数之比为，若工作状态下，接收线圈内的磁通量约为发射线圈的60%，不计其它损耗，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．发射线圈与接收线圈中电流之比为 C．发射线圈与接收线圈中交变电流的周期之比为 D．接收线圈的输出电压有效值约为3V 11. （2024·浙江·一模）如图a是液化气炉的电子点火装置。一节1.5V的干电池通过晶体管电路控制，产生脉动的电压加在变压器初级线圈的两端，并在磁芯中激发磁场，其图象如图b所示（磁场方向逆时针，大小为正值）。磁芯的横截面积为。次级线圈一端连接燃气炉的金属外壳，另一端通过二极管与钢针连接，调整与的间距，使与间的电压达10kV以上时，与间就会引发电火花而点燃燃气。下列说法正确的是（    ） A．当与的间距减小时，所需的最小打火电压增大 B．当大于2500匝时，间可以激发电火花 C．匝数越多，打火越容易 D．若将钢针替换为金属板，打火更容易 12. （2024·浙江温州·模拟预测）如图所示为一种简易的手摇式发电机的原理示意图。电路中不计一切能量损失，且仅考虑灯泡电阻，发电机输出电压峰值为E，原副线圈匝数比为k，灯泡电阻为R，则（　　） A．灯泡中通的是正弦式交流电 B．副线圈中的电流大小为 C．灯泡两端电压的有效值为 D．若线框匝数增加，E的增大是由于线框中的磁通量变化率增加 13. （2024·浙江温州·三模）新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A．为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B．若输入端ab接上380V直流电，也能正常充电 C．供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30 D．ab端的输入功率大于12kW 14. （2024·山东济南·二模）如图所示为一简易手动发电式手电筒。装置左侧是一个绕轴心O匀速转动的水平圆盘。固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘转动时，可在T形绝缘支架左侧横槽中往复运动，同时驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。导体棒运动的速度随时间变化的关系为。导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。导轨右端为一理想变压器，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光。导体棒、导线及导轨电阻均不计，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当T形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为0 B．理想变压器原副线圈的匝数比为1：2 C．圆盘转动的角速度为2rad/s D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，灯泡变暗 15. （2024·浙江·模拟预测）新疆淮东—安徽皖南的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上最长的直流电运输路线，总长度达3324公里，输电的简化流程如图所示。若直流输电的线路电阻为100Ω，变压、整流过程中的电能损失忽略不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当直流线路输电功率为时，下列说法正确的是（　　） A．远距离输电的输送电压可以无限制地提高 B．输电导线上损失的功率为，损失的电压为100kV C．升压变压器原副线圈匝数比应等于 D．若保持输送功率不变，用直流输电比交流输电时损耗的能量少 16. （2024·浙江金华·二模）如图甲所示为某品牌漏电保护器，其内部结构及原理如图乙所示，虚线框内为漏电检测装置，可视为理想变压器，其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成，副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时，零线中的电流小于火线，从而使副线圈中产生感应电流，通过控制器使线路上的脱扣开关断开，起到自动保护的作用。若入户端接入（V）的交变电流，则（    ） A．入户端接入的交变电流方向每秒变化50次 B．当用电器发生短路时，该漏电保护器会切断电路 C．没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量始终为0 D．没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加 17. （2024·浙江杭州·二模）如图，有一小型水电站发电机的输出功率为50kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电电压为10kV，输电线的总电阻R为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，两变压器均视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶400 B．输电线上损失的功率为250W C．降压变压器原、副线圈中的电流之比为995∶22 D．图中与灯泡串联的“250V，1000μF”的电容器一定会被击穿 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型08 电路与闭合电路欧姆定律 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 直流电路闭合回路欧姆定律等的分析和计算 考向02 交变电流的分析和计算 考向03 变压器的分析 考向04 远距离输电 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 电路与闭合电路欧姆定律是浙江物理选考的核心基础考点，贯穿电学模块，常结合串并联电路、电功电功率、动态分析等场景命题，题型覆盖选择题（高频）、计算题（子模块），核心逻辑是 “电路结构分析→欧姆定律应用→能量计算” （1）侧重基础规律应用：核心围绕串并联电路规律、闭合电路欧姆定律，计算类题目多考查比例关系，避免复杂数值运算； （2）结合实际情境：常以滑动变阻器、传感器（光敏、热敏）、电动机、充电器等实际电路为背景，强调物理知识的实际应用； （3）模块衔接紧密：频繁与电磁感应（如导体棒作为电源）、电场（如电容器）结合，形成综合题； （4）选择题侧重定性判断：如动态分析、故障判断、纯电阻与非纯电阻电路的区别，计算题侧重定量计算（电流、电压、功率）。 考向01 直流电路闭合回路欧姆定律等的分析和计算 【例1-1】（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。 【例1-2】（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。 1.有关电源的功率和效率 总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝I2（R＋r）＝ 内部功率 P内＝I2r＝P总－P出 输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ 效率 任意电路：η＝×100％＝×100％ 纯电阻电路：η＝×100％ 2.电源的输出功率P出与外电阻R的关系图像的三点说明（如图所示） （1）当R＝r时，输出功率最大，Pm＝。 （2）当R“接近”r时，P出增大，当R“远离”r时，P出减小。 （3）当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 【变式1-1】（2024·浙江·模拟预测）如图所示，电动机以恒定速度吊起重物，已知电动机输入电压为220V，额定功率为484W，重物质量为50kg，g取10m/s2，则（　　） A．电动机内阻为100Ω B．电路中的电流一定为2.2A C．当重物速度为0.4m/s时，电动机的输出功率为484W D．当重物速度为0.4m/s时，电动机的输出功率为200W 【答案】D 【详解】A．电动机为非纯电阻电路，不符合欧姆定律，不能用 计算电动机内阻，实际上电动机的内阻小于100Ω，选项A错误； B．电动机不一定以额定功率启动工作，因此电路中的电流可能小于2.2A，选项B错误； CD．当重物以0.4m/s速度运动时，电动机输出功率为 =500N×0.4m/s=200W 选项C错误，选项D正确。 故选D。 【变式1-2】（2024·浙江金华·一模）下图是根据飞机升降时机翼受力的原理设计的装置，用于监测河水流速的变化。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电动势为4.8V，内阻不计，理想电流表量程为0~0.6A，理想电压表量程为0~3V，定值电阻R1阻值为6Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω 1A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是（    ） A．当水流速度增大时，电流表的示数变小 B．当水流速度增大时，电压表与电流表的示数之比变大 C．滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω~15Ω D．电阻R1的电功率的变化范围为0.54W~2.16W 【答案】D 【详解】A．当水流速度增大时，根据流体压强与流速的关系可知，探头上方流速大，压强小，会产生一个向上的升力，探头带动连杆向上运动，滑片P上滑，变阻器连入电路中的电阻减小，根据 可知电流增大，电流表的示数增大，A错误； B．当水流速度增大时，根据伯努利原理可知，探头带动连杆向上运动，滑片P上滑，变阻器连入电路中的电阻减小，电路中电流增大，根据 有 可知，电压表与电流表的示数之比减小，B错误； C．由于通过理想电流表的最大电流为0.6A，所以，滑动变阻器的最小电阻为 理想电压表量程为0~3V，所以，滑动变阻器的最大电阻为 可得 所以滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2Ω~10Ω，C错误； D．由C选项的分析可知，电路中电流的变化范围为，根据 可得 D正确。 故选D。 考向02 交变电流的分析和计算 【例2-1】（2025·浙江杭州·二模）如图所示，半径为L的圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定、、、四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径各点磁感应强度（θ为与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度绕O点沿顺时针方向匀速转动。以进入磁场开始计时，则下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向始终为 B．当棒转动至时，感应电动势 C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 D．圆环转动一周的过程中，外力做的功 【答案】AD 【详解】A．右手定则可知，通过电阻R的电流方向始终为 N → M，故A正确； B．导体棒产生的电动势 可知当棒转动至时，电动势 故B错误； C．根据 可知圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为 故C错误； D．分析可知，整个电路总电阻为 圆环转动一周的过程中，根据能量守恒可知，外力做的功 联立解得功 故D正确。 故选 AD。 【例2-2】（2025·浙江·模拟预测）如图（a）所示是一种振动发电装置，它有一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为0.2m、匝数为30的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，其右视图如图（b）。线圈所在位置磁感应强度的大小均为0.1T，线圈的电阻为，线圈两端接有阻值为的小灯泡L，小灯泡电阻视为不变，其他电阻均不计。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做往复运动。当线圈速度随时间的变化规律分别如图（c），图（d）（取向右为正，图（c）中速度按正弦规律变化）所示时，下列说法正确的是（　　） A．两种情况下小灯泡亮度不同 B．线圈按图（d）情况运动产生的电动势恒定不变 C．线圈按图（c）情况运动产生的电动势为 D．线圈按图（c）情况运动时灯泡两端的电压有效值为 【答案】AC 【详解】A．两种运动情况线圈速度变化不同，根据法拉第电磁感应定律可得 产生的感应电动势随时间的变化不同，感应电动势的有效值不同，小灯泡亮度不同，A正确。 B．因，图（d）中线圈的速度随时间一直发生变化，则感应电动势会发生变化，B错误。 CD．线圈按图（c）情况运动时，速度为 产生的电动势的瞬时值表达式为 电动势有效值 感应电流有效值为 则灯泡两端的电压为 C正确，D错误。 故选AC。 一、交变电流的描述 1.周期和频率 （1）周期T：交变电流完成一次周期性变化（线圈转动一周）所需要的时间，国际单位是秒（s）。 （2）频率f：交变电流在　1　s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。 （3）周期和频率的关系：T＝。 2.峰值：Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。 3.有效值 让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的　热量　相等，就把这一恒定电流的数值叫作这一交变电流的　有效值　。 4.正弦式交变电流的有效值 E＝　　，U＝　　，I＝　　。 二、交变电流“四值”的理解与应用 物理量 表达式 适用情况及说明 瞬时值 e＝Emsin ωt u＝Umsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 最大值 （峰值） Em＝nBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 有效值 对正弦式交变电流有E＝；U＝；I＝ （1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）； （2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值； （3）保险丝的熔断电流为有效值； （4）电表的读数为有效值 平均值 ＝BL；＝n；＝ 计算通过电路横截面的电荷量 【变式2-1】（2024·浙江·模拟预测）带发电机的自行车，能利用车轮带动发电机转动发电对车灯提供电源。图甲是其发电机与车轮接触部分的照片，发电的基本原理可简化为一个线圈在匀强磁场中转动来产生（如图乙所示）。已知发电机转轮的半径为r，发电机线圈所围面积为S、匝数为n、电阻为R0，磁场的磁感应强度为B，车灯电阻为R。当自行车以某速度在平直公路上匀速行驶时受到地面及空气的总阻力为Ff，车灯消耗的电功率为P。则（　　） A．自行车的行驶速度 B．流经车灯的电流方向变化的频率为 C．线圈转动一圈克服安培力做的功 D．骑车人做功的功率 【答案】A 【详解】A．设线圈角速度为ω，则发电机产生的电动势有效值 有效电流 则功率 联立解得 故行车的行驶速度 故A正确； B．根据交流电频率 联立以上解得 转动一周电流方向改变两次，故流经车灯的电流方向变化的频率为 故B错误； C．由能量守恒可知，线圈转动一圈克服安培力做的功 又因为 ，， 联立解得 故C错误； D．由能量守恒可知，骑车人做功的功率 联立以上解得 故D错误。 故选A。 【变式2-2】（2024·浙江金华·二模）如图所示，在磁感应强度为的水平匀强磁场中有两半径为0.2m的金属圆环竖直放置且相互平行，金属环的间距为1m，一根长为1m，电阻为1Ω的金属棒在圆环内侧以角速度10πrad/s匀速转动，金属棒与圆环始终接触良好，图示金属棒在圆环最高点，电路中的电阻，其余电阻不计，电压表为交流电压表，则（　　） A．金属棒从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电流先从a流向b，后从b流向a B．电压表的示数为0.2V C．电阻R的功率为0.64W D．金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为2Wb/s 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知，若金属棒顺时针转动，金属棒从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电流从a流向b，若金属棒逆时针转动，金属棒从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电流从b流向a，故A错误； B．若经历时间t，金属棒转过夹角为θ，则有 感应电动势的瞬时值为 则电动势的有效值 根据闭合电路欧姆定律有 解得 故B错误； C．回路中的感应电流 电阻R的功率 结合上述解得 P=0.32W 故C错误； D．结合上述可知，当金属棒转过90°，感应电动势的最大值为 即金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为2Wb/s，故D正确。 故选D。 考向03 变压器的分析 【例3-1】（2025·浙江·一模）如图所示为某发电系统和供电系统，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。匝数为N、面积为S的矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，线圈两端通过电刷E、F与理想变压器的原线圈相连，副线圈接有负载电阻。维持线圈ABCD以角速度ω匀速转动的外力做功的平均功率为P。图示位置时，线圈平面与磁场方向恰好垂直，线圈电阻不计，下列说法正确的是（    ） A．图示位置时，矩形线圈中的电流变化最慢 B．图示位置时，电压表的示数为 C．图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为NBS D．减小，P减小 【答案】B 【详解】A．图示位置为中性面，线圈中的电流变化最快，故A错误； B．电压表示数为有效值，即，B正确； C．图示位置时穿过线圈的磁通量为，故C错误； D．根据可知，减小，P增加，故D错误。 故选B。 【例3-2】（2025·浙江·一模）如图所示，理想交流电流表、，定值电阻、，热敏电阻（其电阻值随温度升高而降低），分别接在理想变压器的原、副线圈上，为正弦交流电压源，其电压保持不变。若该电路所处环境温度上升，下列说法正确的是（　　） A．电流表、的示数均增大 B．原、副线圈端、保持不变 C．热敏电阻两端电压一定增大 D．理想变压器原线圈的输入功率一定增大 【答案】A 【详解】A．将变压器与负载等效为一个电阻，则有 环境温度上升时，热敏电阻R阻值减小，等效电阻减小，由于 可知，电流表的示数增大，根据电流匝数关系有 可知，电流表的示数增大，故A正确； B．结合上述有 由于回路电流增大，则减小，根据电压匝数关系有 可知，减小，故B错误； C．根据 由于减小，增大，则热敏电阻两端的电压会减小，故C错误； D．理想变压器原线圈的输入功率 结合上述有 根据数学对勾函数规律可知，当时，变压器输入功率达到最大值，由于与阻值大小关系不确定，则当环境温度上升时，热敏电阻R阻值减小，等效电阻减小，变压器输入功率可能增大，也可能先增大后减小，还可能一直减小，故D错误； 故选A。 1.构造和原理 （1）构造：如图所示，变压器是由　闭合铁芯　和绕在铁芯上的　两个线圈　组成的。 （2）原理：利用电磁感应的　互感　现象。 2.基本关系式 （1）功率关系：　P1＝P2　。 （2）电压关系：只有一个副线圈时，　＝　； 有多个副线圈时，＝＝＝…＝。 （3）电流关系：只有一个副线圈时，　＝　； 有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。 （4）频率关系：f1＝f2（变压器不改变交变电流的频率）。 3、匝数比不变、负载变化的变压器的动态分析思路 （1）U1不变，根据 ＝ ，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。 （2）当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。 （3）I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。 4、负载电阻不变、匝数比变化的变压器动态分析思路 （1）U1不变， 发生变化，U2变化。 （2）R不变，U2变化，I2发生变化。 （3）根据P2＝ 和P1＝P2、P1＝U1I1，可以判断P2变化时，P1发生变化；U1不变，I1发生变化。 【变式3-1】（2025·浙江·模拟预测）如图所示为某科技兴趣小组自制变压器，线圈匝数如图所示，但线圈的匝数已看不清，若在AB端输入电压为的交流电，则CD端输出的交流电电压为，则下列说法正确的是（　　） A．和的线圈匝数比为 B．若在AB端输入功率，则CD端输出功率为 C．若把铁芯从变压器中移除，则CD端输出电压会变小 D．若CD端输入交流电压，则AB端亦能输出交流电压 【答案】C 【详解】A．若是理想变压器，则和的线圈匝数比为 由于存在漏磁等情况，则匝数比不是4：1，故A错误； B．理想变压器输入功率等于输出功率，但实际变压器有能量损耗，输入功率24W时，输出功率应小于24W，但不是一定为6W ，故B错误； C． 铁芯能增强磁通量的耦合，移除铁芯后，漏磁增加，穿过的磁通量变化率减小，根据法拉第电磁感应定律，CD端输出电压会变小，故C正确； D．由于存在漏磁等情况，若CD端输入交流电压，则AB端输出交流电压应小于24V，故D错误。 故选C。 【变式3-2】（2025·浙江·模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，副线圈接定值电阻，变压器的原、副线圈匝数比，二极管，电表均为理想电子元件。则（    ） A．电压表示数为 B．电流表的示数为1.0A C．变压器的输入功率为37.5W D．电流表中电流的频率为12.5Hz 【答案】C 【详解】A．原、副线圈匝数比， 电压表显示的是有效值，故电压表示数 A错误。 BC．一个周期内，仅有一半时间有电流通过含有二极管的电路，根据能量关系有 求得 由 可得电流表的示数 变压器输入功率 B错误，C正确。 D．理想变压器不改变电流的频率，电流表中电流的频率仍为 D错误。 故选C。 考向04 远距离输电 【例4-1】（2025·全国·模拟预测）城市用电通常分为高峰和低谷，某发电站为了保证功率稳定，采用了储能站在用电低谷时将多余电能储存起来。如图所示，发电机的输出电压，输出功率为500kW。降压变压器的原、副线圈匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，低谷耗电功率为88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．用电高峰时用户端消耗的功率为500kW B．用电低谷时，输电线上损失的功率为4.8kW C．用电低谷时，储能站储存电能的功率为408kW D．用电低谷时，升压变压器的匝数比为 【答案】CD 【详解】A．发电机输出功率为500kW，储能站在用电高峰不工作，输电线上有能量（功率）损失，用户端得到的实际功率小于500kW，故A错误； B．用电低谷时，用户端得到88kW的功率，则有 根据变压器变压规律有 解得 ， 则输电线上损失的功率为 故B错误； C．根据能量守恒可知用电低谷时，储能站获得的功率为 故C正确； D．结合上述分析有 则 故D正确。 故选CD。 【例4-2】直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，其输电示意图如图所示。若变压器均为理想变压器，的匝数之比，直流输电线的总电阻等效为。整流及逆变过程的能量损失不计，交流电的有效值不变。则（　　） A．图中“500kV”指交流电的峰值 B．直流输电线损失的电压为50kV C．相比交流输电，直流特高压输电可以减少感抗和容抗的损耗 D．当用户负载增加时，用户端增加的功率等于输出端增加的功率 【答案】C 【详解】A．图中“500kV”指交流电的有效值，故A错误； B．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得 直流输电线损失的电压为 故B错误； C．相比交流输电，直流特高压输电可以减少感抗和容抗的损耗。故C正确； D．当用户负载增加时，输出端增加的功率等于用户端增加的功率与输电线上增加的损失功率之和，故用户端增加的功率小于输出端增加的功率，故D错误。 故选C。 1．远距离输电的处理思路 对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 2．远距离高压输电的几个基本关系(以图11为例) (1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3. (2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线． (3)输电电流：I线＝＝＝. (4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝IR线＝()2R线． 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的. 【变式4-1】（2024·安徽芜湖·二模）“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U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分划为U3和U4。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20∶1和1：20，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法不正确的是（　　） A．电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用 B．若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kW C．若保持发电机输出电压和用户数不变，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P上移 【答案】B 【详解】A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用，故A正确； B. 电压互感器原线圈两端电压 电流互感器原线圈中的电流 对于理想变压器，线路输送电功率 故B错误； C. 仅将滑片Q下移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数，根据理想变压器的规律 升压变压器副线圈两端的电压增大；降压变压器原线圈两端电压增大，副线圈两端电压增大，通过负载的电流 又用户数不变，即负载总电阻R不变，则增大，降压变压器原线圈中的电流 匝数比不变，增大，根据 则输电线上损耗功率增大，故C正确； D. 仅增加用户数，即负载总电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压不变，则通过副线圈的电流 增大，降压变压器原线圈中的电流增大，输电线上的电压损失 可知输电线上的电压损失增大；原线圈两端电压 减小，根据 可知，当减小时，减小可以使不变，所以要将降压变压器的滑片P上移，故D正确。 本题选不正确的，故选B。 【变式4-2】（2024·浙江·三模）如图所示，一输出电压稳定的电源通过远距离输电给用户供电，输电线路的总电阻为R。在用户端有一理想降压变压器，原副线圈的匝数比为10∶1，假设用户的用电都用于照明，且每个灯的电阻均为nR，当用户有n盏灯接通时，这些灯刚好以额定功率工作，此时电源的输出电流为I。设灯的电阻不随工作电压的变化而变化，不计变压器输出端到用户之间线路的电阻，则关于该输电线路下列说法正确的是（　　） A．有n盏灯在工作时，该输电线路的输电效率为50% B．当2n盏灯在工作时，则电源的输出电流为 C．当2n盏灯在工作时，每盏灯的功率约为额定功率的98% D．当4n盏灯在工作时，电户的电压比额定电压降低约8% 【答案】BC 【详解】A．盏灯的并联电阻为，变压器的输出电流为，所以输电电压为，则输入电压为，输电线上损失电压为，电源电压为，所以输电效率为 故A错误； B．当盏灯的总电阻为，设电源输出电流为，则变压器输出电流为，即输出电压为，变压器输入电压为，有 所以 故B正确； C．每盏灯的电流减小为原来的，功率变为原来的，故C正确； D．当盏灯在工作时电灯的总电阻为，令此时原线圈的电流为，则副线圈的电流为，副线圈的总电压为，则有原副线圈的关系可得 ， 电源的输出电流为，每盏灯的电源减为原来的，即电压也变为原来的，故D错误。 故选BC。 1. （2025·浙江·二模）我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈电流方向每0.02秒改变1次 B．送电线圈的输入功率为1100W C．受电线圈的输出电压为 D．0.01s时受电线圈瞬时电压为0V 【答案】B 【详解】A．由图像可知交流电的周期为0.02s，即电流方向每0.02秒改变2次，故A错误； BC．根据图像可知送电线圈的电压为 根据变压器电压与匝数关系有 解得受电线圈电压为 根据变压器原副线圈功率关系有 故B正确，C错误； D．0.01s时送电线圈瞬时电压为0V，送电线圈中的电流为零，但是电流的变化率不为零，根据法拉第电磁感应定律可知，受电线圈中有感应电动势，即受电线圈瞬时电压不为0V，故D错误。 故选B。 2. （2025·全国·模拟预测）如图1所示，、两端接一内阻不计的正弦交流电源，电源电压随时间变化的规律如图2所示，初始时开关接断开，电表为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．电压表的读数约为 B．通过的是频率为的交流电 C．若将闭合，通过的电流减小 D．若将由接到b，M、两端间的输入功率变大 【答案】BD 【详解】A．对于正弦交流电，电压表的示数对应的是电压的有效值，、两端输入电压最大值为，有效值为 A错误； B．变压器不改变交流电的频率，则原、副线圈中交流电的频率相等，原线圈输入交流电的周期为，频率为，所以通过的是频率为的交流电，B正确； C．若只将开关闭合，总电阻减小，副线圈输出电压不变，通过的电流增大，C错误； D．若只将开关由接到，副线圈匝数增加，副线圈输出电压变大，副线圈输出功率变大，由能量守恒可知、两端间的输入功率变大，D正确。 故选BD。 3. （2024·浙江·二模）如图所示是潮汐发电示意图，其利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电，一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道，涨至最高水位时打开通道，进水发电。水库水位涨至最高时，堵住通道，落潮至最低水位时，打开通道放水发电。已知水坝的高为，涨潮时水库最高水位，退潮水库最低水位 ，发电机日平均发电量为，水轮发电机总效率为10%，海水的密度为 ，g取，则下列说法正确的是（    ） A．涨潮时水库水重心上升4m B．发电机的功率为 C．该发电站所圈占的海湾面积约为 D．若采用 的直流电向某地区输电，输电线路电阻为1000Ω，则线路上损耗功率为输电总功率的5% 【答案】D 【详解】A．涨潮时水库水重心上升 m 故A错误； B．根据电功率的公式有 故B错误； C．一次涨潮，发电机发电量 一次涨潮，水的质量为 发电机日平均发电量 解得小型发电站所圈占的海湾面积为 故C错误； D．采用U=200kV直流电向某地区输电时，通过输电线的电流 输电线上损耗的功率为 解得 故D正确； 故选D。 4. （2024·浙江·模拟预测）电动晾衣杆方便实用，在日常生活中得到广泛应用。如图1所示，一理想变压器，原线圈两端接入如图2所示正弦交流电源，原、副线圈的匝数比为n1:n2，副线圈与一个交流电流表和一个电动机串联。开关S闭合，当电动机带动质量为m的电动晾衣杆以速度v匀速上升，此时电流表读数为I，重力加速度为g，则（　　） A．原线圈两端接入的正弦交流电源电压瞬时值 B．电动机的输入功率为 C．电动机的效率 D．电动机线圈电阻R为 【答案】D 【详解】A．由图2可知，原线圈两端接入的正弦交变电源电压 故A错误； B．根据电压匝数关系有 解得 则电动机的输入功率为 故B错误； C．电动机输出的机械功率为mgv，故电动机的效率 故C错误； D．电动机线圈电阻消耗的功率 又由于 解得 故D正确。 故选D。 5. （2024·广西·模拟预测）图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度。当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（　　） A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化 B．热敏电阻两端电压升高 C．原线圈输入功率不变 D．滑片上移一点可以提高报警温度 【答案】D 【详解】A．副线圈两端电压由变压器原线圈电压和匝数比决定，与副线圈电阻变化无关，即与副线圈电路端温度的变化无关，选项A错误； B．当出现火情时，热敏电阻阻值减小，因次级电压一定，则次级电流变大，R0和R1两端电压升高，可知热敏电阻两端电压降低，选项B错误； C．当出现火情时，次级电流变大，则次级功率变大，则原线圈输入功率变大，选项C错误； D．滑片上移一点，则R0阻值变大，则要想报警，需减小热敏电阻，即温度要升高，即可以提高报警温度，选项D正确。 故选D。 6. （2024·浙江绍兴·一模）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，其输入端接正弦交流电源，电动势有效值保持不变，输出端电路由R1、R2、R3和R4四个电阻构成，将该变压器的匝数比改为4:1后，下列说法正确的是（　　） A．R1两端的电压增大到原来的2倍 B．R2两端的电压增大到原来的4倍 C．R3的热功率减小到原来的 D．R4的热功率减小到原来的 【答案】D 【详解】A．根据原副线圈电压与匝数的关系 可知，该变压器的匝数比改为4:1后，U1不变，则U2变为原来的一半，故A错误； BCD．U2变为原来的一半，则流过R2、R3和R4的电流变为原来的一半，所以R2两端的电压变为原来的一半，R3的热功率减小到原来的，R4的热功率减小到原来的，故BC错误，D正确。 故选D。 7. （2024·浙江温州·一模）如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为，导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度，定值电阻。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（　　） A．圆盘转动的转速为 B．电压表的示数为 C．小圆柱圆周运动的半径为 D．电阻和的总功率为 【答案】D 【详解】A．根据题中数据可得 可得 故A错误； B．导体棒切割磁感线，最大的电压为 电压表的电压为交流电的有效值，则电压表的示数为 故B错误； C．根据题意可知转盘的线速度为0.2m/s，角速度为2，则小圆柱圆周运动的半径 D．根据功率的定义式 故D正确。 故选D。 8. （2024·浙江·一模）两个形状不同但所围面积和电阻均相同的单匝闭合线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。比较两个线圈，下列说法正确的是（　　） A．磁通量的变化规律相同 B．电流方向变化的频率不同 C．相同的时间内产生的焦耳热不同 D．产生的电动势有效值不同 【答案】A 【详解】A．甲中磁通量变化规律 乙中磁通量的变化规律 即磁通量的变化规律相同，选项A正确； B．感应电流变化的周期均为T，则电流方向变化的频率均为0.5T，相同，选项B错误； CD．因感应电动势的最大值相同，根据 则有效值相同，根据 可知，相同的时间内产生的焦耳热相同，选项CD错误； 故选A。 9. （2024·浙江杭州·一模）如图所示，匀强磁场方向与水平面成角斜向右下方，矩形线圈以恒定角速度绕水平面内的轴按图示方向转动，线圈通过换向器与电阻R相连。以图中时刻为计时起点，规定电流由a通过R流向b方向为电流正方向，则通过R的电流i随时间变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】从图示位置顺时针转角的过程中，线圈的磁通量在减小，由楞次定律可知，感应电流方向由b通过R流向a，即为负方向。这段时间为 当转到线圈平面与磁场方向平行时，线圈的感应电流最大。继续转角的过程中，线圈的磁通量在增大，由楞次定律可知，感应电流方向由b通过R流向a，即为负方向。这段时间为 继续转角的过程中，线圈的磁通量在增大，线圈两个接头通过换向器改变了与R两端的连接，由楞次定律可知，感应电流方向由a通过R流向b，即为正方向。这段时间为 此时，线圈平面与磁场方向垂直，感应电流为0。 故选A。 10. （2024·浙江·一模）无线充电是一种基于变压器原理的充电方式。如图发射线圈连接的交流电，发射线圈与接收线圈匝数之比为，若工作状态下，接收线圈内的磁通量约为发射线圈的60%，不计其它损耗，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．发射线圈与接收线圈中电流之比为 C．发射线圈与接收线圈中交变电流的周期之比为 D．接收线圈的输出电压有效值约为3V 【答案】D 【详解】A．由交流电，可知 则频率 交流电每个周期电流方向改变两次，所以发射线圈中的电流每秒钟方向变化100次，故A错误； B．由于漏磁，接收线圈与发射线圈的功率不相等，发射线圈与接收线圈中电流之比 故B错误； C．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相等，发射线圈与接收线圈中交变电流的周期之比为，故C错误； D．发射线圈的电压的有效值 发射线圈的电压 穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的60%，则有 则 解得 故D正确。 故选D。 11. （2024·浙江·一模）如图a是液化气炉的电子点火装置。一节1.5V的干电池通过晶体管电路控制，产生脉动的电压加在变压器初级线圈的两端，并在磁芯中激发磁场，其图象如图b所示（磁场方向逆时针，大小为正值）。磁芯的横截面积为。次级线圈一端连接燃气炉的金属外壳，另一端通过二极管与钢针连接，调整与的间距，使与间的电压达10kV以上时，与间就会引发电火花而点燃燃气。下列说法正确的是（    ） A．当与的间距减小时，所需的最小打火电压增大 B．当大于2500匝时，间可以激发电火花 C．匝数越多，打火越容易 D．若将钢针替换为金属板，打火更容易 【答案】B 【详解】A．当A与的间距减小时，尖端放电更容易发生，故最小打火电压减小，故A错误； B．二极管具有单向导电性，当磁感强度为逆时针方向，副线圈电压达到10000V时有 变形得 匝 故当大于2500匝时，与间的电压达10kV以上，间可以激发电火花，故B正确； C．根据变压器电压与匝数的关系有 变形得 可知匝数越多，越小，打火越困难，故C错误； D．若将电极A改为金属板，则不容易尖端放电产生高压，所以更不容易引发电火花，故D错误。 故选B。 12. （2024·浙江温州·模拟预测）如图所示为一种简易的手摇式发电机的原理示意图。电路中不计一切能量损失，且仅考虑灯泡电阻，发电机输出电压峰值为E，原副线圈匝数比为k，灯泡电阻为R，则（　　） A．灯泡中通的是正弦式交流电 B．副线圈中的电流大小为 C．灯泡两端电压的有效值为 D．若线框匝数增加，E的增大是由于线框中的磁通量变化率增加 【答案】B 【详解】A．由于二极管具有单向导电性，所以灯泡中通的不是正弦式交流电，故A错误； BC．变压器原线圈的输入电压有效值为 则副线圈输出电压有效值为 由于二极管具有单向导电性，所以灯泡只有半个周期有电压和电流，设灯泡两端电压的有效值为，根据有效值定义可得 解得 则副线圈中的电流大小为 故B正确，C错误； D．若线框匝数增加，E的增大是由于线框匝数增加，线框中的磁通量变化率并没有增加，故D错误。 故选B。 13. （2024·浙江温州·三模）新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A．为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B．若输入端ab接上380V直流电，也能正常充电 C．供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30 D．ab端的输入功率大于12kW 【答案】D 【详解】A．金属护板在变化的磁场中会产生涡流，故不可以在车底板加装金属护板，故A错误； B．只有交流电才能发生电磁感应现象，实现电能传输，故B错误； C．电池系统cd端的电压为600V，若供电线圈和受电线圈匝数比为19：30，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得 可知此时供电线圈中的电阻两端电压为零，不符合题意，故C错误； D．电池系统的输出功率为 供电线圈回路中，电流不为零，定值电阻的热功率不为零，故ab端的输入功率大于12kW，故D正确。 故选D。 14. （2024·山东济南·二模）如图所示为一简易手动发电式手电筒。装置左侧是一个绕轴心O匀速转动的水平圆盘。固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘转动时，可在T形绝缘支架左侧横槽中往复运动，同时驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。导体棒运动的速度随时间变化的关系为。导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。导轨右端为一理想变压器，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光。导体棒、导线及导轨电阻均不计，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当T形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为0 B．理想变压器原副线圈的匝数比为1：2 C．圆盘转动的角速度为2rad/s D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，灯泡变暗 【答案】B 【详解】A．导体棒在磁场中运动时，产生电动势的峰值为 电动势的有效值为 电压表的示数为电动势的有效值，其示数为，A错误； B．由题意可知，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光，可知变压器副线圈的输出电压为，则理想变压器原、副线圈的匝数比为 B正确； C．由导体棒运动的速度随时间变化的关系为 可知，圆盘转动的角速度为 C错误； D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，变阻器接入电路的电阻值增大，副线圈电路中的电流减小，由于变压器是理想变压器，可知副线圈输出电压不变，则灯泡的亮度不变，D错误。 故选B。 15. （2024·浙江·模拟预测）新疆淮东—安徽皖南的1100kV特高压直流输电工程是目前世界上最长的直流电运输路线，总长度达3324公里，输电的简化流程如图所示。若直流输电的线路电阻为100Ω，变压、整流过程中的电能损失忽略不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当直流线路输电功率为时，下列说法正确的是（　　） A．远距离输电的输送电压可以无限制地提高 B．输电导线上损失的功率为，损失的电压为100kV C．升压变压器原副线圈匝数比应等于 D．若保持输送功率不变，用直流输电比交流输电时损耗的能量少 【答案】D 【详解】A．因为电压越高，对输电线绝缘的要求就越高，线路修建费用越高，这样不经济，综合考虑，并不是输电电压越高越好，因此不能无限制提高电压，故A错误； B．输电线上的电流 输电导线上损失的功率为 损失的电压为 故B错误； C．升压变压器原副线圈匝数比为 故C错误； D．在超远距离输电时，线路上的电感与电容对交流电会产生阻碍，用直流输电比交流输电时损耗的能量少，而且易产生交流电相位的变化，高压直流输电比高压交流输电更有优势，故D正确。 故选D。 16. （2024·浙江金华·二模）如图甲所示为某品牌漏电保护器，其内部结构及原理如图乙所示，虚线框内为漏电检测装置，可视为理想变压器，其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成，副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时，零线中的电流小于火线，从而使副线圈中产生感应电流，通过控制器使线路上的脱扣开关断开，起到自动保护的作用。若入户端接入（V）的交变电流，则（    ） A．入户端接入的交变电流方向每秒变化50次 B．当用电器发生短路时，该漏电保护器会切断电路 C．没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量始终为0 D．没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加 【答案】C 【详解】A．由题意得交流电的周期 因为正弦式交流电每个周期内电流方向改变两次，故每秒变化100次，故A错误； BCD．控制器中线圈内的磁通量，是由火线和零线中的电流产生的，当无漏电时，火线和零线中的电流等大反向，在副线圈内的磁通量始终为零，且当电流增加，甚至出现用电器短路时，在副线圈内的磁通量依旧始终为零，而当出现漏电时，副线圈内的磁通量产生变化，引起脱扣开关自动断开，故BD错误，C正确； 故选C。 17. （2024·浙江杭州·二模）如图，有一小型水电站发电机的输出功率为50kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电电压为10kV，输电线的总电阻R为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，两变压器均视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶400 B．输电线上损失的功率为250W C．降压变压器原、副线圈中的电流之比为995∶22 D．图中与灯泡串联的“250V，1000μF”的电容器一定会被击穿 【答案】B 【详解】A．根据理想变压器电压比等于匝数比可得，升压变压器原、副线圈的匝数之比为 故A错误； B．升压变压器副线圈电流为 则输电线上损失的功率为 故B正确； C．用户端得到的功率为 则降压变压器副线圈电流为 则降压变压器原、副线圈中的电流之比为 故C错误； D．由题意可知降压变压器副线圈的最大电压为 对于图中与灯泡串联的“250V，1000μF”的电容器，由于与电容器串联的灯泡会分到一定电压，所以电容器两端最大电压不一定大于250V，则电容器不一定会被击穿，故D错误。 故选B。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $