题型12 电流和电路（题型专练）（广东专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

题型12 电流和电路目录 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【重难】 考向02 交变电流【重难】 考向03 变压器【重难】 考向04 远距离输电 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 本题型是高中电磁学中的比较容易出错的知识，也是高考中的选择题高频必考点。尤其是带电交变电流和变压器，可以在选择题形式考查。本题型的命题常与生活中的实际问题等知识结合考查。解题的关键和核心能力在于灵活运用电流和电路的知识解题。 考向01 直流电路 【例1-1】（2025·广东揭阳·一模）如图所示，电源电压恒定不变，电源内阻忽略不计，开关S闭合。现将滑动变阻器R2的滑片P向右移动一段距离，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI。两电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电阻R1的功率增大 B．滑片P向右移动过程中，电阻R3中有b→a的瞬时电流 C．电压表示数U和电流表示数I的比值不变 D．ΔU与ΔI的比值不变 【答案】D 【详解】A．滑片P向右移动一段距离，R2增大，根据串反并同规律，R1的电流减小，R1功率减小，A错误； B．电路稳定时，电容器左极板与电源正极相连带正电荷，电容器右极板带负电荷。滑片P向右移动一段距离，R2增大，根据串反并同规律，电容器C两端电压减小，电容器的电量减小，电容器通过R1和R3放电，电阻R3中有a→b的瞬时电流，B错误； C．当电路稳定时，电阻R3中没有电流，电阻R3相当于导线，根据欧姆定律， ，滑片P向右移动一段距离，R2增大，增大，C错误； D．当电路稳定时，电阻R3中没有电流，电阻R3相当于导线，电阻R1相当于电源内电阻，根据得， ，滑片P向右移动一段距离，R2增大，不变，D正确。 故选D。 【例1-2】（2025·广东深圳福田红岭中学·适应性）如图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，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。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位于的中点右侧，P端电势低于Q端 B．若电压表指针位于表盘右侧，则物体加速度方向向左 C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向左 D．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 【答案】B 【详解】A．由题意可知，M位于R中点位置时与两电源间的电势相等，设R的中点电势为零，则M位于R的中点右侧，P端电势高于Q端电势，故A错误； B．已知电压表指针位于表盘右侧，可确定加速度的方向向左，故B正确； C．已知电压表指针位于表盘左侧，滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长，滑块所受合力向右，故物体加速度方向向右，但不能确定速度的方向，故C错误； D．设被测物体水平方向的加速度为a时，滑块移动的距离为x，对滑块，根据牛顿第二定律得设电阻器单位长度的电阻为r，电阻器的总长度为L，则电路中的电流为 电压表的示数为 由以上各式解得，可知a与x成正比，故D错误。 故选 B。 直流电路 (1) 闭合电路中的电压、电流关系 E＝U外＋U内，I＝，U外＝E－Ir. (2) 电源的总功率 P总＝EI＝U外I＋U内I＝P外＋P内． (3) 电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝U内I＝P总－P外． (4) 电源的输出功率 ① P外＝U外I＝EI－I2r＝P总－P内． ② 纯电阻电路 P外＝I2R＝＝. (5) 输出功率随R的变化关系 ① 当R＝r时，电源的输出功率最大为 Pm＝. ② 当P外<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2. ③ P外与R的关系如图所示： (6) 电源的效率 ① 任意电路 η＝×100%＝×100%. ② 纯电阻电路 η＝×100%＝×100%. 因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，但效率仅为50%. 直流电路动态分析的三种常用方法 程序法 R局I总＝U内＝I总rU外＝E－U内U支＝U外－I总R干最后确定I支 结论法：“串反并同” “串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大) “并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小) 极限法 因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑到两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论 【变式1-1】（2025·广东汕头·二模）某智能锁利用超级电容器作为待用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F，及是电路中的小电阻，下列说法正确的是（    ） A．正常工作时，电容器储存电量为6C B．断电前后，流经智能锁的电流方向相反 C．阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短 D．从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电量为1.5C 【答案】A 【详解】A．正常工作时，由图可知，电容器与智能锁并联，电阻相当于导线作用，没有电压；故电容器两端的电压等于智能锁的输入电压，即为6V，根据 故A正确； B．断电前，由主电源对智能锁供电，电流方向由上到下；主电源也对电容器供电，电容器上端为正极，下端为负极；断电后，由电容器对智能锁供电，电流方向由上到下，所以断电前后，流经智能锁的电流方向相同，故B错误； C．当主电源断电后，电容器放电，阻值越大，回路中的电流越小，因电容器储存的总电量是一个定值，根据 可知电容器放电时间越长，故C错误； D．当电容器放电时，电阻与智能锁串联，所以当智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报，此时电阻两端也有电压，故此时电容器两端的电压大于4.5V而小于6V，所以电容器变化的电压小于1.5V，根据 可知流经智能锁的电量小于1.5C，故D错误。 故选A。 【变式1-2】钦州市为了创建全国文明城市，新装一批节能路灯（图甲），该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图乙为其内部电路简化示意图，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当光照强度降低时，下列判断正确的是（    ） A．电路的总电阻变大 B．电压表的示数变小 C．电源内阻消耗的功率变大 D．小灯泡变暗 【答案】AB 【详解】AC．光照强度降低时，光敏电阻阻值增大，则电路的总电阻变大，则根据闭合电路欧姆定律 可知电流I变小，因为 所以电源内阻消耗的功率变小，故A正确，C错误； B．电压表示数为 由于I变小，所以电压表示数变小，故B正确； D．由电路图可知，小灯泡与光敏电阻为等效并联关系，根据“串反并同”可知，小灯泡的功率增大，即小灯泡变亮，故D错误。 故选AB。 【变式1-3】某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图1中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图2是由传感器得到的电压随时间变化的图像。电感线圈自感系数较大，不计线圈的电阻及电源内阻。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，灯、的瞬时功率相等 B．开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 C．根据题中信息可推出与的比值为2∶3 D．根据题中信息可推出与的比值为 【答案】AD 【来源】2026届河南省顶级名校联盟高三上学期11月强基诊断性测试物理试卷 【详解】A．开关S闭合瞬间，由于电感线圈自感系数较大，电感线圈的阻碍作用比较大，电路电流流经D2和D1，之后灯D3才逐渐变亮，所以开关S闭合瞬间，流经D2和D1的电流相同，灯、的瞬时功率相等，故A正确； B．开关S断开瞬间，灯D1所在回路为断路，故灯D1立刻熄灭，而灯D2、D3和电感线圈形成闭合回路，由于电感线圈阻碍电流的减小，电感线圈充当电源，产生的感应电动势与流过D3原电流的方向相同，继续为灯D2和D3提供电流，所以D2和D3逐渐熄灭，故B错误； CD．设电源电动势为E，灯泡电阻为R，S闭合瞬间，灯D1、D2与电源串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，有 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够提供与之前等大电流，故其两端电压为 则，故C错误，D正确。 故选AD。 考向02 交变电流 【例2-1】（2025·广东省·部分学校10月联考）图甲是风力发电原理示意图，当风轮机的叶片转动时，叶片的转轴连接一个升速齿轮箱，齿轮箱中连接叶片的齿轮与连接发电机的转子的转轴相互啮合，如图乙所示。当风轮机的叶片转动时，发电机就可以进行发电了。某物理学习小组按照以上原理制作了一个小型发电机模型，已知叶片的转速为n，传动齿轮升速比（输入与输出转速比）达到，与升速齿轮箱相连的发电原理图如图丙所示，线圈匝数为N，面积为S，内部匀强磁场的磁感应强度大小为B，在一段时间内叶片稳定转动，忽略其他因素的影响，线圈电阻不计，则下列说法错误的是（　　） A．线圈的转速为20n B．线圈电动势的峰值为40πnNBS C．负载的电阻为R时，发电机的输出功率与成正比 D．发电机输出的交流电的频率为40n 【答案】D 【详解】A．因为升速比为，传动齿轮转速为20n，线圈的转速与传动齿轮转速相同，所以为20n，故A正确； B．由于 其中 所以，故B正确； C．发电机的输出功率 其中 代入得 所以发电机的输出功率与成正比，故C正确； D．发电机输出的交流电的频率为，故D错误。 故选D。 【例2-2】（2025·广东·联考）某小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd共有N匝，总电阻为r，线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间线圈以角速度绕垂直磁场方向的轴OO'匀速转动，图乙是穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　） A．图甲所示时刻，线圈中的电流方向为adcba B．t1时刻，电流表的示数为0 C．电阻R两端的电压有效值为 D．t1到t2时间内，流过电阻R的电荷量为 【答案】AD 【详解】A．图甲所示时刻，ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，根据右手定则可得，线圈中的电流方向为adcba，故A正确； B．电流表测量的是电流的有效值，所以t1时刻，电流表的示数不为0，故B错误； C．线圈产生的感应电动势的最大值为 则电动势有效值为 电阻R两端的电压有效值为，故C错误； D．t1到t2时间内，通过电阻R的电荷量为，故D正确。 故选AD。 1.正弦式交变电流“四值”的应用 四值 表达式 应用 最大值 Em＝nBSω 计算电容器的耐压值 瞬时值 e＝Emsin ωt 计算某时刻所受安培力 有效值 E＝ 电表的读数及计算电热、电功和保险丝的熔断电流 平均值 ＝ 计算通过导体的电荷量 2.非正弦式交变电流有效值的计算方法 (1)特殊情况：若图像的局部曲线恰好为周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)或者周期的正弦(或余弦)式交变电流，则可直接应用正弦(或余弦)式交变电流有效值与峰值间的关系I＝、U＝、E＝求解。 (2)一般情况：①根据图像或题意分段计算一个周期T内产生的总热量Q＝Q1＋Q2＋… ②根据Q＝I2RT求得电流有效值，根据Q＝T求得电压有效值。 【变式2-1】（2025·佛山禅城·供题训练）某科技展上展出了一款“创意灯花”装置，其原理如图甲所示。灯花底部装有受电线圈，将其放置在内置供电线圈的展示台上时，灯自动点亮。供电线圈中的电流随时间变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B．t=0.01s时两线圈之间的相互排斥 C．受电线圈中电流的最大值一定为Im D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次 【答案】D 【详解】AB．由图乙可知t=0.01s时供电线圈的电流最大，此时电流变化率为0，受电线圈的磁通量变化率为0，此时受电线圈中感应电流为0，则此时两线圈之间的作用力为0，故AB错误； C．由于不清楚受电线圈与供电线圈的匝数关系，所以受电线圈中电流的最大值不一定为Im，故C错误； D．由图乙可知周期为，一个周期内受电线圈中的电流方向改变2次，所以受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次，故D正确。 故选D。 【变式2-2】 （24-25高三下·广东茂名·5月联考）某款电热毯内部简化电路结构如图甲所示，其中电热丝的电阻，电压表为理想交流电压表，交流电压的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．交流电压的变化频率为 B．图甲中交流电压表的读数为 C．电热毯工作时的电流为 D．电热毯工作时的功率为 【答案】C 【详解】A．由题图可知，交流电压的周期为，则频率为，故A错误； BCD．电压表的读数为有效值，即 电热毯工作时的电流为 电热毯工作时的功率为，故BD错误，C正确。 故选C。 【变式2-3】（2025·广东省·珠海实验&中山实验&东莞六中&河源高级&博罗中学·模拟）将一台电动机线圈电阻为50Ω的风扇连接到电压的交流电源上，风扇正常工作。下列说法正确的是（　　） A．通过风扇的电流有效值为4.4A B．风扇的电功率为968W C．该交流电电压有效值为 D．该交流电频率为50Hz 【答案】D 【详解】A．依题意，风扇正常工作，故加在线圈电阻上的电压小于220V，则通过风扇的电流有效值小于4.4A，A错误； B．依题意，风扇正常工作，通过风扇的电流有效值小于4.4A 由，B错误； C．由，知该交流电电压有效值为，C错误； D．由 得，D正确。 故选D。 考向03 变压器 【例3-1】 （2025·广东中山·中山纪念中学·一测）电动汽车充电站变压器输入电压为，输出电压为，每个充电桩的输入电流为，设原、副线圈匝数分别为、，输入正弦式交流电的频率为；则下列说法正确的是（　　） A．输出交流电的频率为 B．原、副线圈匝数比为 C．输出电压的最大值为220V D．若10台充电桩同时使用，输入功率为 【答案】B 【详解】A．变压器不改变交流电的频率，则输出交流电的频率为，故A错误； B．根据理想变压器原副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原、副线圈匝数比为，故B正确； C．输出的最大电压为，故C错误； D．若10台充电桩同时使用，输入功率为，故D错误。 故选B。 【例3-2】（2025·广东深圳龙岗·华中师大附中三模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（    ） A．电压表的读数约为15.6V B．电流表的读数为2A C．原线圈的输入功率为22W D．副线圈输出交流电的周期为0.02s 【答案】D 【详解】A．初级电压有效值 次级电压 即电压表的读数为11V，选项A错误； B．电流表的读数为，选项B错误； C．次级输出功率 可知原线圈的输入功率为11W，选项C错误；     D．副线圈输出交流电的周期等于原线圈输入电压周期，为，选项D正确。 故选D。 理想变压器的四个基本关系 电压关系 ＝，多组副线圈：＝＝＝… 电流关系 ＝，多组副线圈：I1n1＝I2n2＋I3n3＋… 功率关系 P1＝P2，多组副线圈：P1＝P2＋P3＋… 频率关系 f1＝f2＝f3＝…… 理想变压器的五个制约关系 1.输入功率由输出功率决定，即P入＝P出。 2.输出电压由输入电压和匝数比决定，即U2＝U1(只有一个副线圈时)。 3.输入电流由输出电流和匝数比决定，即I1＝I2(只有一个副线圈时)。 4.输出功率由负载决定，即P出＝P负总＝＋＋… 5.输出电流由输出电压和负载决定，即I2＝。 理想变压器动态分析问题的两种情况 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 不变，负载R变化 变化，负载R不变 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 (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 (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，可以判断P2变化时，P1发生变化，I1发生变化 【变式3-1】（2025·广东广州增城·模拟）图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为。某一风速时，变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．副线圈交变电流的频率为100Hz B．电压表的示数为 C．滑片P往下移动的示数变小 D．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 【答案】D 【详解】A．副线圈交变电流的频率等于原线圈交变电流的频率，由题图乙，可知交流电的周期为 由此可知副线圈中交流电的频率为，故A错误； B．电压表测量变压器原线圈两端电压的有效值，则示数为，故B错误； C．对于理想变压器，电压表测量变压器副线圈两端的电压，与有无负载无关，而且原线圈电路没有接负载，则滑片P往下移动时，的示数不变，故C错误； D．通过题图乙和上述选项，可知 则电压的瞬时值表达式为 又可知初相位 代入数据，解得，故D正确。 故选D。 【变式3-2】（2025·广东揭阳·揭阳一中·热身）图为电吹风的简易电路图，为四个固定触点。可动的扇形金属触片可同时接触两个触点。触片处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种状态。电源为的交流电，其频率为；理想变压器原、副线圈的匝数分别是和，小风扇的额定电压为，下列说法正确的是（　　） A．电吹风的触片位于位置时吹冷风 B．电吹风的触片从位于位置调到位置时流经线圈的电流会减小 C．变压器原副线圈的匝数比为 D．小风扇正常工作时，流经小风扇的电流方向每秒改变50次 【答案】C 【详解】A．由电路图可知，触片位于位置时，电吹风吹热风，触片位于位置时，电吹风处于停机状态，故A错误； B．风扇与电热丝是并联关系，电压不变，电流不变，故B错误； C．由变压器电压与匝数的关系可知，其中， 解得 ，故C正确； D．原副线圈的频率不变，为，所以流经电风扇的电流方向每秒要改变100次，故D错误。 故选C。 【变式3-3】（2025·深圳·高级中学高中园·适应性考）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为12V蓄电池，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．若能够使开关闭合并稳定，次级线圈产生稳定的电压 【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，PQ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．若能够使开关闭合并稳定，则初级线圈中的电流恒定，铁芯中的磁通量不发生变化，次级线圈不发生电磁感应现象，次极线圈不会产生电压，故D错误。 故选B。 考向04 远距离输电 【例4-1】（2025·广东·联考）新丰江水电厂是广东省最大的常规水力发电厂。假设用户与水电厂相距L（两根线输电），输电线上的电流为I，为使输电线上的电功率损失不超过P，输电线的横截面积为S，则输电线电阻率的最大值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】输电线总电阻为两根导线的电阻之和，总长度，故 电功率损失 代入得。 要求 解得 故选D。 【例4-2】（2025·广东汕头·二模）图为我国某远距离输电系统简化示意图。发电厂输出的交变电流经升压变压器后，通过高压输电线路传输，再经降压变压器降压后供给城市用户用电。已知发电厂输出电压为，输出功率为，升压变压器原副线圈匝数比为，降压变压器原副线圈匝数比为，输电线路总电阻为。保持不变，忽略变压器的能量损耗，以下说法正确的是（    ） A．输电线路上损失的功率为 B．升压变压器的输入电流与降压变压器的输出电流之比为 C．若仅减小，发电厂输送相同的功率情况下，输电线路上的电压损失会增大 D．当发电厂输出频率增大，降压变压器的输出电压会减小 【答案】BC 【详解】A．设升压变压器原线圈的电流为，副线圈的电流为；由题知发电厂输出电压为，输出功率为，则有 解得 根据 解得 故输电线路上损失的功率为 故A错误； B．对升压变压器有 设降压变压器输出电流为，对降压变压器 联立可得 故B正确； C．输电线路上的电压损失为 可知若仅减小，输电线路上的电压损失会增大，故C正确； D．因为升压变压器的变压比和降压变压器的变压比不变，所以升压变压器副线圈的电压不变，又输出功率不变P，故升压变压器副线圈的电流不变，根据 可知电阻R两端的电压不变，在中间输送回路中有 所以降压变压器原线圈两端的电压不变，故降压变压器输出电压不变，与交流电的频率无关，所以当发电厂输出频率增大时，降压变压器的输出电压不变，故D错误。 故选BC。 分析电能输送问题的三个“关键” 理清三 个回路 明确六个 关系式 升压变压器：＝，＝，P1＝P2 降压变压器：＝，＝，P3＝P4 抓住三个 关联式 功率关联式：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔUI线＝R线＝ 电压关联式：U2＝ΔU＋U3 电流关联式：I2＝I线＝I3 【变式4-1】（2025·广东湛江·一模）图甲是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图乙所示。如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，r表示输电线总电阻，下列说法正确的是（　　） A．若，则用户获得的电压U4＝U1 B．若用户开启的用电器减少，则升压变压器输出的电压U2减小 C．若用户开启的用电器减少，则降压变压器输入的电压U3减小 D．若用户开启的用电器减少，则输电线消耗的功率减小 【答案】D 【详解】A．根据变压器原理可得， 若，则有 由于输电线上电阻分压作用，则， 故A错误； B．升压变压器输入电压恒定，升压变压器的原、副线圈匝数比恒定，则升压变压器输出的电压不变，故B错误； CD．若用户开启的用电器减少，则用户总电阻增大，将降压变压器和用户看成一等效电阻，则有 则输电线上的电流为 可知输电线上的电流减小，则输电线上消耗的功率减小，输电线的损失电压减小，根据 可知降压变压器输入的电压增大，故C错误，D正确。 故选D。 【变式4-2】某风力发电厂利用如图所示电路向距离较远的城市输电，输电线的总电阻R =14Ω，发电厂的输出功率P = 8×106 W，输出电压u = 800 V，采用升压变压器T1将电压升高并利用导线输电至该城市，再利用降压变压器T2将电压降至220 V供用户使用。升压变压器T1原副线圈的匝数比为1：100，变压器均为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A．电线的输电电压为8kV B．用户端得到的功率为7.86×106W C．降压变压器T2原副线圈的匝数比为3980：11 D．若用户增多，则输电线的损耗功率占输电线输电功率的百分比将增大 【答案】BD 【详解】A．输电线的输电电压，故A错误； B．输电电流 输电线的损耗功率=1.4×105W 则用户得到的功率，故B正确； C．降压变压器原线圈电压 则，故C错误； D．用户增多，用户消耗的功率增大，输电线的输电功率也增大，而输电电压一定，则输电电流增大，输电线的损耗功率占输电线输电功率的百分比 可知增大，故D正确。 故选BD。 1．（2025·广东·真题）如图所示。某光伏电站输出功率、电压的交流电，经理想变压器升压至后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为。下列说法正确的是（    ） A．变压器原、副线圈匝数比为 B．输电线上由R造成的电压损失为 C．变压器原线圈中的电流为 D．变压器原、副线圈中电流的频率不同 【答案】B 【详解】A．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得 A错误； B．原副线圈两端的功率相等，流过副线圈的电流 输电线上由R造成的电压损失为 B正确； C．变压器原线圈中的电流为 C错误； D．变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D错误。 故选B。 2．（2024·广东·真题）将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．通过电阻电流的峰值为 C．电阻在1秒内消耗的电能为 D．电阻两端电压表达式为 【答案】D 【详解】A．由图可知交流电的周期为0.02s，则频率为 故A错误； B．根据图像可知电压的峰值为，根据欧姆定律可知电流的峰值 故B错误； C．电流的有效值为 所以电阻在1s内消耗的电能为 故C错误； D．根据图像可知其电压表达式为 故D正确。 故选D。 3．（2023·广东·真题）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题可知原线圈输入电压的有效值为 原线圈电流为 副线圈输出电流的有效值为 变压器无法改变电流的频率，故 故选A。 4．（2025·天津·高考）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，则（　　） A．电流表的示数变小 B．电流表的示数变小 C．电压表V的示数变大 D．变压器的输入功率变大 【答案】CD 【详解】理想变压器的输出的电压由输入电压和电压比决定，输入电压不变，所以输出电压也不会变： AB．当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知副线圈回路中电流变大，即电流表的示数变大，根据可知原线圈回路中电流变大，即电流表的示数变大，故AB错误； C．电压表V测电阻两端的电压，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路分压规律可知电压表V的示数变大，故C正确； D．根据可知副线圈回路的功率变大，根据理想变压器原副线圈功率相等可知变压器的输入功率变大，故D正确。 故选CD。 25．（2025·海南·高考真题）如图所示，理想变压器接在交流电上，此时电压表读数为，电流表读数为，电表皆为理想电表，则（    ） A．输入电压有效值为 B．原线圈输入电流为 C．滑动变阻器向下滑动，电压表读数减小 D．滑动变阻器向上滑动，电流表读数增大 【答案】AD 【详解】A．根据题干信息可知输入电压的最大值 输入电压有效值为，故A正确； B．理想变压器原副线圈电压比 电流比 其中， 可得，故B错误； C．原线圈输入电压不变，匝数比不变，根据，副线圈两端的电压不变，即电压表读数不变，C错误； D．滑动变阻器向上滑动，滑动变阻器接入的阻值减小，副线圈电压不变，根据可知电流增大，即电流表读数增大，D正确。 故选AD。 6．（2025·重庆·真题）2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则（　　） A．直流输电导线中的电流为250A B．直流输电导线总阻值不超过16Ω C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为 【答案】BD 【详解】A．直流输电电流由公式计算得 ，故A错误； B．导线允许的最大功率损耗为5%的输送功率 由 得导线总阻值上限 ，故B正确； C．家用交流电表达式为，其最大值为； 频率为，故C错误； D．变压器原线圈电压，副线圈电压，匝数比 电流比与匝数比成反比可知，故D正确。 故选BD。 7．（2025·北京·高考真题）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。 8．（2025·北京·高考真题）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。 9．（2025·湖南·真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是（　　） A．S与a相连，灯泡的电功率最大 B．S与a相连，灯泡两端的电压为 C．S与b相连，流过灯泡的电流为 D．S与c相连，灯泡的电功率为 【答案】B 【详解】设变压器原、副线圈的电压分别为，灯泡L的阻值为R，根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻 灯泡L的阻值 由理想变压器原理，电压关系 电流关系 联立解得 A．值恒定，即等效负载恒定，当S与c相连时，原线圈所在电路的总电阻最小，流过原线圈的电流最大，根据变压器原副线圈电流关系可知副线圈电流最大，根据可知灯泡的电功率最大，故A错误； B．S与a相连，变压器原线圈电压 灯泡两端的电压为 B正确； C．S与b相连，变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈的电流 流过灯泡的电流 C错误； D．S与c相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原线圈的电流 流过灯泡的电流 灯泡的电功率为 D错误。 故选B。 10．（2025·河北·高考真题）2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据理想变压器电压比与匝数比关系可知， 由于输入电压不变，可知 即 解得； 可知此时输出的交流电的周期为。 故选D。 11．（2025·广东省大湾区·10月联合模拟）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N、面积为S的矩形线圈，以角速度绕轴顺时针匀速转动。图中变压器视作理想变压器，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，下列说法正确的有（　　） A．线圈产生的感应电动势的最大值为 B．若增大角速度，电流表示数不变 C．若保持角速度不变，闭合开关S，则电流表示数增大 D．在图示位置线圈产生的感应电流方向为 【答案】CD 【详解】A．线圈产生的感应电动势的最大值为，故A错误； BC．感应电动势的有效值为 所以根据闭合电路欧姆定律可得电路中的感应电流为 若增大角速度，电流表示数增大；同理若保持角速度不变，闭合开关S，则减小，所以电流表示数增大，故B错误，C正确； D．由右手定则可判断矩形线圈在图示位置时产生的感应电流方向为，故D正确。 故选CD。 12．（2025·广东·5月联考）如图甲，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，规格为“”的灯泡正常发光，除金属线框和灯泡外的电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．电动势的有效值为 B．时，金属线框可能处于图甲中位置 C．流过金属线框的电流为 D．金属线框的电阻为 【答案】D 【详解】A．由图像可知有效值为，故A错误； B．由图可知0.05s时，电动势为零，线框磁通量最大，应位于中性面，垂直于图中位置，故B错误； C．根据 副线圈中电流为 原、副线圈电流之比与匝数之比成反比 可得原线圈的电流为，故C错误； D．原、副线圈电压与匝数成正比 可得原线圈两端获得电压为 即线框内电压为 金属线框的电阻为，故D正确。 故选D。 13．（2025·广东深圳·二调）如图所示，在匀强磁场中一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势为e=10sin（50πt）V。则（　　） A．交变电动势的周期为0.02s B．t=0.04s时，线框内磁通量变化率最小 C．t=0.08s时，线框所处平面与中性面垂直 D．若线框转速增加一倍，电动势有效值为10V 【答案】B 【详解】A．根据题中表达式可知 所以交变电动势的周期为 故A错误； B．由电动势的表达式可知，金属线框从中性面开始计时，所以t=0.04s时，线框恰好转动一周，到达中性面，此时磁通量最大，磁通量变化率最小，故B正确； C．t=0.08s时，线框仍然处于中性面位置，故C错误； D．若线框转速增加一倍，根据可知，电动势增加一倍，所以电动势的有效值为 故D错误。 故选B。 14．（2025·广东惠州·模拟）在惠州市科技馆有一台脚踩式发电机，当骑上去用力踩动踏板，能点亮和发电机相连的白炽灯泡，踩得越快灯泡越亮。其简化电路原理图如图所示，当线框绕转轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．线框每转一圈电流方向改变一次 B．线框到达如图位置时回路电流为零 C．线框处于如图位置时磁通量变化最快 D．转速提高到两倍，则回路电流有效值变为原来的倍 【答案】C 【详解】A．线框经过中性面时，电流方向改变，则线框每转一圈电流方向改变两次，故A错误； BC．线框到达如图位置时，磁通量为0，磁通量变化最快，回路中感应电动势最大，电流最大，故B错误，C正确； D．转速提高到两倍，根据 可知最大值变为原来的2倍，则有效值也变为原来的2倍，故D错误； 故选C。 15．（2025·广东清远·二模）如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为10，线圈总电阻为1Ω，与线圈连接的定值电阻R的阻值3Ω，电流表A可看作理想电流表，则（　　） A．在1s末电流方向发生改变 B．线圈转动的角速度为 C．在0.5s末线圈感应电动势最大 D．一个周期内电路产生的总热量为 【答案】D 【详解】A．在1s末线圈的磁通量为零，与中性面垂直，此时电流方向不发生改变，选项A错误； B．线圈转动的角速度为，B错误； C．在0.5s末线圈磁通量最大，磁通量变化率最小，则感应电动势最小，选项C错误； D．感应电动势最大值 一个周期内电路产生的总热量为 选项D正确。 故选D。 16．（2025·广东湛江·二模）如图所示，一个理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为2:1，a、b间加一正弦交流电，在原线圈前串接一个规格为“熔断电流0.25A、电阻5Ω”的保险丝，理想交流电压表V的示数稳定为220V，在副线圈中接入负载电阻R，下列说法正确的是（　　） A．通过保险丝的最大瞬时电流为0.25A B．变压器副线圈的最大输出功率为55W C．为了使电路长时间工作，负载电阻R应不小于880Ω D．a、b间正弦交流电的表达式可能为 【答案】B 【详解】A．熔断电流0.25A是有效值，并不是最大瞬时值，故A错误； B．根据，可知原线圈最大输入功率 因变压器为理想变压器，故副线圈最大输出功率 故B正确； C．原线圈与副线圈的匝数比为2:1，由 可得 由 由于不大于0.25A，则不大于0.5A，由，可知R应不小于220Ω，故C错误； D．电压表的示数220V为原线圈电压，由于保险丝也需要分一部分电压，所以ab端电压一定大于220V，a、b间正弦交流电的表达式不可能为 故D错误。 故选B。 17．（2025·广东佛山·二测）如图甲所示，理想变压器的原线圈与发电机相连，副线圈与电流表A和滑动变阻器R相连，发电机输出电压如图乙所示，发电机内阻不计，则下列说法正确的是（　　） A．s时，线圈经过中性面 B．1s内，交流电方向改变25次 C．滑片P往下滑动时，电流表示数变大 D．滑片P往上滑动时，变压器输出电压变大 【答案】C 【详解】A．t=0.01s时，发电机输出的电压最大，则磁通量的变化率最大，磁通量为零，线圈处于垂直中性面的位置，故A错误； B．交变电流在一个周期内电流方向改变2次，交变电流的周期为0.04s，所以1s内交变电流方向改变50次，故B错误； C．滑片P往下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，原副线圈两端的电压不变，则电流表示数变大，故C正确； D．滑片P往上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，回路电流变小，但变压器输出电压不变，故D错误。 故选C。 18．（2025·广州·二模）如图，理想变压器原线圈接正弦式交流电，电压表和电流表均为理想交流电表．若电阻箱R的阻值变大，则（    ） A．交流电流表的示数变大 B．交流电压表的示数变小 C．副线圈中电流频率变大 D．变压器的输出功率变小 【答案】D 【详解】AB．原线圈电压不变，原线圈有效电压不变，则交流电压表示数不变，因为原副线圈匝数不变，根据 可知副线圈电压不变，因为电阻箱R的阻值变大，故交流电流表的示数变小，故AB错误； C．理想变压器不改变交流电的频率，原线圈接正弦式交流电，所以副线圈中电流频率与原线圈相同，不会变大，故C错误； D．因为不变，变小，根据变压器的输出功率 可知变压器的输出功率变小，故D正确。 故选D。 19．（2025·广东佛山禅城·二测）有一个电热水壶，工作时的电阻为，接在电压随时间做如图所示变化的交流电源上。则下列说法中正确的是（　　） A．该交流电源的频率为100Hz B．通过电热水壶的最大电流约为 C．该电热水壶的工作功率约为480W D．该电热水壶每小时约耗1度电 【答案】BD 【详解】A．由题图可知，该交流电源的周期为，则频率为 故A错误； B．由题图可知，该交流电源的电压最大值为，根据欧姆定律可知通过电热水壶的最大电流为 故B正确； CD．该交流电源的电压有效值为 则该电热水壶的工作功率为 该电热水壶每小时耗电为 故C错误，D正确。 故选BD。 20．（2025·广东·质量检测）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，小灯泡的额定电压为，电键S断开，在、两端加上的正弦交流电压，小灯泡正常发光，定值电阻；开关S闭合后电动机刚好正常工作，电动机内阻和灯泡电阻相等，灯泡的电阻不变。则下列判断正确的是（　　） A．电动机的额定电压为 B．S闭合后，灯泡有可能被烧毁 C．小灯泡的额定功率为 D．S闭合后，电动机消耗的功率大于灯泡消耗的功率 【答案】C 【详解】AB．S闭合后，副线圈中电流变大，原线圈中电流变大，电阻两端的电压变大，原线圈两端电压变小，副线圈两端电压变小，灯泡变暗，不会被烧毁，电动机的额定电压小于，故错误； C．S断开时，小灯泡正常发光，根据理想变压器电压与匝数成正比，有 解得 则定值电阻两端电压为 通过R的电流为 根据理想变压器电流与匝数成反比 小灯泡的额定电流为 则小灯泡的额定功率 故正确； D．设灯泡的电阻为，S闭合后，设灯泡两端的电压为U2，则灯泡中电流 设电动机中电流为，则有 可得 由此可知 S闭合后，电动机消耗的功率小于灯泡消耗的功率，故D错误。 故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型12 电流和电路目录 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【重难】 考向02 交变电流【重难】 考向03 变压器【重难】 考向04 远距离输电 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 本题型是高中电磁学中的比较容易出错的知识，也是高考中的选择题高频必考点。尤其是带电交变电流和变压器，可以在选择题形式考查。本题型的命题常与生活中的实际问题等知识结合考查。解题的关键和核心能力在于灵活运用电流和电路的知识解题。 考向01 直流电路 【例1-1】（2025·广东揭阳·一模）如图所示，电源电压恒定不变，电源内阻忽略不计，开关S闭合。现将滑动变阻器R2的滑片P向右移动一段距离，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI。两电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．电阻R1的功率增大 B．滑片P向右移动过程中，电阻R3中有b→a的瞬时电流 C．电压表示数U和电流表示数I的比值不变 D．ΔU与ΔI的比值不变 【例1-2】（2025·广东深圳福田红岭中学·适应性）如图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，理想电压表的指针位于表盘中央。当P端电势高于Q端时，指针位于表盘右侧。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位于的中点右侧，P端电势低于Q端 B．若电压表指针位于表盘右侧，则物体加速度方向向左 C．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向左 D．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比 直流电路 (1) 闭合电路中的电压、电流关系 E＝U外＋U内，I＝，U外＝E－Ir. (2) 电源的总功率 P总＝EI＝U外I＋U内I＝P外＋P内． (3) 电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝U内I＝P总－P外． (4) 电源的输出功率 ① P外＝U外I＝EI－I2r＝P总－P内． ② 纯电阻电路 P外＝I2R＝＝. (5) 输出功率随R的变化关系 ① 当R＝r时，电源的输出功率最大为 Pm＝. ② 当P外<Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2. ③ P外与R的关系如图所示： (6) 电源的效率 ① 任意电路 η＝×100%＝×100%. ② 纯电阻电路 η＝×100%＝×100%. 因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，但效率仅为50%. 直流电路动态分析的三种常用方法 程序法 R局I总＝U内＝I总rU外＝E－U内U支＝U外－I总R干最后确定I支 结论法：“串反并同” “串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大) “并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小) 极限法 因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑到两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论 【变式1-1】（2025·广东汕头·二模）某智能锁利用超级电容器作为待用电源，其简化电路如图所示。主电源正常工作时（开关S闭合），智能锁的输入电压为6V；当主电源断电（开关S断开），则启用备用电源，智能锁在输入电压降至4.5V时会发出低电压警报。该电容器的电容为1F，及是电路中的小电阻，下列说法正确的是（    ） A．正常工作时，电容器储存电量为6C B．断电前后，流经智能锁的电流方向相反 C．阻值越大，当主电源断电后，电容器放电时间一定越短 D．从主电源断电后至智能锁发出低电压警报，流经智能锁的电量为1.5C 【变式1-2】钦州市为了创建全国文明城市，新装一批节能路灯（图甲），该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图乙为其内部电路简化示意图，电源电动势为，内阻为，、为定值电阻，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当光照强度降低时，下列判断正确的是（    ） A．电路的总电阻变大 B．电压表的示数变小 C．电源内阻消耗的功率变大 D．小灯泡变暗 【变式1-3】某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图1中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图2是由传感器得到的电压随时间变化的图像。电感线圈自感系数较大，不计线圈的电阻及电源内阻。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，灯、的瞬时功率相等 B．开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 C．根据题中信息可推出与的比值为2∶3 D．根据题中信息可推出与的比值为 考向02 交变电流 【例2-1】（2025·广东省·部分学校10月联考）图甲是风力发电原理示意图，当风轮机的叶片转动时，叶片的转轴连接一个升速齿轮箱，齿轮箱中连接叶片的齿轮与连接发电机的转子的转轴相互啮合，如图乙所示。当风轮机的叶片转动时，发电机就可以进行发电了。某物理学习小组按照以上原理制作了一个小型发电机模型，已知叶片的转速为n，传动齿轮升速比（输入与输出转速比）达到，与升速齿轮箱相连的发电原理图如图丙所示，线圈匝数为N，面积为S，内部匀强磁场的磁感应强度大小为B，在一段时间内叶片稳定转动，忽略其他因素的影响，线圈电阻不计，则下列说法错误的是（　　） A．线圈的转速为20n B．线圈电动势的峰值为40πnNBS C．负载的电阻为R时，发电机的输出功率与成正比 D．发电机输出的交流电的频率为40n 【例2-2】（2025·广东·联考）某小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd共有N匝，总电阻为r，线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间线圈以角速度绕垂直磁场方向的轴OO'匀速转动，图乙是穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　） A．图甲所示时刻，线圈中的电流方向为adcba B．t1时刻，电流表的示数为0 C．电阻R两端的电压有效值为 D．t1到t2时间内，流过电阻R的电荷量为 1.正弦式交变电流“四值”的应用 四值 表达式 应用 最大值 Em＝nBSω 计算电容器的耐压值 瞬时值 e＝Emsin ωt 计算某时刻所受安培力 有效值 E＝ 电表的读数及计算电热、电功和保险丝的熔断电流 平均值 ＝ 计算通过导体的电荷量 2.非正弦式交变电流有效值的计算方法 (1)特殊情况：若图像的局部曲线恰好为周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)或者周期的正弦(或余弦)式交变电流，则可直接应用正弦(或余弦)式交变电流有效值与峰值间的关系I＝、U＝、E＝求解。 (2)一般情况：①根据图像或题意分段计算一个周期T内产生的总热量Q＝Q1＋Q2＋… ②根据Q＝I2RT求得电流有效值，根据Q＝T求得电压有效值。 【变式2-1】（2025·佛山禅城·供题训练）某科技展上展出了一款“创意灯花”装置，其原理如图甲所示。灯花底部装有受电线圈，将其放置在内置供电线圈的展示台上时，灯自动点亮。供电线圈中的电流随时间变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B．t=0.01s时两线圈之间的相互排斥 C．受电线圈中电流的最大值一定为Im D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次 【变式2-2】 （24-25高三下·广东茂名·5月联考）某款电热毯内部简化电路结构如图甲所示，其中电热丝的电阻，电压表为理想交流电压表，交流电压的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．交流电压的变化频率为 B．图甲中交流电压表的读数为 C．电热毯工作时的电流为 D．电热毯工作时的功率为 【变式2-3】（2025·广东省·珠海实验&中山实验&东莞六中&河源高级&博罗中学·模拟）将一台电动机线圈电阻为50Ω的风扇连接到电压的交流电源上，风扇正常工作。下列说法正确的是（　　） A．通过风扇的电流有效值为4.4A B．风扇的电功率为968W C．该交流电电压有效值为 D．该交流电频率为50Hz 考向03 变压器 【例3-1】 （2025·广东中山·中山纪念中学·一测）电动汽车充电站变压器输入电压为，输出电压为，每个充电桩的输入电流为，设原、副线圈匝数分别为、，输入正弦式交流电的频率为；则下列说法正确的是（　　） A．输出交流电的频率为 B．原、副线圈匝数比为 C．输出电压的最大值为220V D．若10台充电桩同时使用，输入功率为 【例3-2】（2025·广东深圳龙岗·华中师大附中三模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（    ） A．电压表的读数约为15.6V B．电流表的读数为2A C．原线圈的输入功率为22W D．副线圈输出交流电的周期为0.02s 理想变压器的四个基本关系 电压关系 ＝，多组副线圈：＝＝＝… 电流关系 ＝，多组副线圈：I1n1＝I2n2＋I3n3＋… 功率关系 P1＝P2，多组副线圈：P1＝P2＋P3＋… 频率关系 f1＝f2＝f3＝…… 理想变压器的五个制约关系 1.输入功率由输出功率决定，即P入＝P出。 2.输出电压由输入电压和匝数比决定，即U2＝U1(只有一个副线圈时)。 3.输入电流由输出电流和匝数比决定，即I1＝I2(只有一个副线圈时)。 4.输出功率由负载决定，即P出＝P负总＝＋＋… 5.输出电流由输出电压和负载决定，即I2＝。 理想变压器动态分析问题的两种情况 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 不变，负载R变化 变化，负载R不变 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 (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 (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，可以判断P2变化时，P1发生变化，I1发生变化 【变式3-1】（2025·广东广州增城·模拟）图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为。某一风速时，变压器原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．副线圈交变电流的频率为100Hz B．电压表的示数为 C．滑片P往下移动的示数变小 D．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 【变式3-2】（2025·广东揭阳·揭阳一中·热身）图为电吹风的简易电路图，为四个固定触点。可动的扇形金属触片可同时接触两个触点。触片处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种状态。电源为的交流电，其频率为；理想变压器原、副线圈的匝数分别是和，小风扇的额定电压为，下列说法正确的是（　　） A．电吹风的触片位于位置时吹冷风 B．电吹风的触片从位于位置调到位置时流经线圈的电流会减小 C．变压器原副线圈的匝数比为 D．小风扇正常工作时，流经小风扇的电流方向每秒改变50次 【变式3-3】（2025·深圳·高级中学高中园·适应性考）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为12V蓄电池，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．若能够使开关闭合并稳定，次级线圈产生稳定的电压 考向04 远距离输电 【例4-1】（2025·广东·联考）新丰江水电厂是广东省最大的常规水力发电厂。假设用户与水电厂相距L（两根线输电），输电线上的电流为I，为使输电线上的电功率损失不超过P，输电线的横截面积为S，则输电线电阻率的最大值为（　　） A． B． C． D． 【例4-2】（2025·广东汕头·二模）图为我国某远距离输电系统简化示意图。发电厂输出的交变电流经升压变压器后，通过高压输电线路传输，再经降压变压器降压后供给城市用户用电。已知发电厂输出电压为，输出功率为，升压变压器原副线圈匝数比为，降压变压器原副线圈匝数比为，输电线路总电阻为。保持不变，忽略变压器的能量损耗，以下说法正确的是（    ） A．输电线路上损失的功率为 B．升压变压器的输入电流与降压变压器的输出电流之比为 C．若仅减小，发电厂输送相同的功率情况下，输电线路上的电压损失会增大 D．当发电厂输出频率增大，降压变压器的输出电压会减小 分析电能输送问题的三个“关键” 理清三 个回路 明确六个 关系式 升压变压器：＝，＝，P1＝P2 降压变压器：＝，＝，P3＝P4 抓住三个 关联式 功率关联式：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔUI线＝R线＝ 电压关联式：U2＝ΔU＋U3 电流关联式：I2＝I线＝I3 【变式4-1】（2025·广东湛江·一模）图甲是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图乙所示。如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，r表示输电线总电阻，下列说法正确的是（　　） A．若，则用户获得的电压U4＝U1 B．若用户开启的用电器减少，则升压变压器输出的电压U2减小 C．若用户开启的用电器减少，则降压变压器输入的电压U3减小 D．若用户开启的用电器减少，则输电线消耗的功率减小 【变式4-2】某风力发电厂利用如图所示电路向距离较远的城市输电，输电线的总电阻R =14Ω，发电厂的输出功率P = 8×106 W，输出电压u = 800 V，采用升压变压器T1将电压升高并利用导线输电至该城市，再利用降压变压器T2将电压降至220 V供用户使用。升压变压器T1原副线圈的匝数比为1：100，变压器均为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A．电线的输电电压为8kV B．用户端得到的功率为7.86×106W C．降压变压器T2原副线圈的匝数比为3980：11 D．若用户增多，则输电线的损耗功率占输电线输电功率的百分比将增大 1．（2025·广东·真题）如图所示。某光伏电站输出功率、电压的交流电，经理想变压器升压至后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为。下列说法正确的是（    ） A．变压器原、副线圈匝数比为 B．输电线上由R造成的电压损失为 C．变压器原线圈中的电流为 D．变压器原、副线圈中电流的频率不同 2．（2024·广东·真题）将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．通过电阻电流的峰值为 C．电阻在1秒内消耗的电能为 D．电阻两端电压表达式为 3．（2023·广东·真题）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（    ） A． B． C． D． 4．（2025·天津·高考）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，则（　　） A．电流表的示数变小 B．电流表的示数变小 C．电压表V的示数变大 D．变压器的输入功率变大 25．（2025·海南·高考真题）如图所示，理想变压器接在交流电上，此时电压表读数为，电流表读数为，电表皆为理想电表，则（    ） A．输入电压有效值为 B．原线圈输入电流为 C．滑动变阻器向下滑动，电压表读数减小 D．滑动变阻器向上滑动，电流表读数增大 6．（2025·重庆·真题）2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则（　　） A．直流输电导线中的电流为250A B．直流输电导线总阻值不超过16Ω C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为 7．（2025·北京·高考真题）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 8．（2025·北京·高考真题）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 9．（2025·湖南·真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是（　　） A．S与a相连，灯泡的电功率最大 B．S与a相连，灯泡两端的电压为 C．S与b相连，流过灯泡的电流为 D．S与c相连，灯泡的电功率为 10．（2025·河北·高考真题）2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为（　　） A． B． C． D． 11．（2025·广东省大湾区·10月联合模拟）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N、面积为S的矩形线圈，以角速度绕轴顺时针匀速转动。图中变压器视作理想变压器，从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，下列说法正确的有（　　） A．线圈产生的感应电动势的最大值为 B．若增大角速度，电流表示数不变 C．若保持角速度不变，闭合开关S，则电流表示数增大 D．在图示位置线圈产生的感应电流方向为 12．（2025·广东·5月联考）如图甲，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为，规格为“”的灯泡正常发光，除金属线框和灯泡外的电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．电动势的有效值为 B．时，金属线框可能处于图甲中位置 C．流过金属线框的电流为 D．金属线框的电阻为 13．（2025·广东深圳·二调）如图所示，在匀强磁场中一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势为e=10sin（50πt）V。则（　　） A．交变电动势的周期为0.02s B．t=0.04s时，线框内磁通量变化率最小 C．t=0.08s时，线框所处平面与中性面垂直 D．若线框转速增加一倍，电动势有效值为10V 14．（2025·广东惠州·模拟）在惠州市科技馆有一台脚踩式发电机，当骑上去用力踩动踏板，能点亮和发电机相连的白炽灯泡，踩得越快灯泡越亮。其简化电路原理图如图所示，当线框绕转轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．线框每转一圈电流方向改变一次 B．线框到达如图位置时回路电流为零 C．线框处于如图位置时磁通量变化最快 D．转速提高到两倍，则回路电流有效值变为原来的倍 15．（2025·广东清远·二模）如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为10，线圈总电阻为1Ω，与线圈连接的定值电阻R的阻值3Ω，电流表A可看作理想电流表，则（　　） A．在1s末电流方向发生改变 B．线圈转动的角速度为 C．在0.5s末线圈感应电动势最大 D．一个周期内电路产生的总热量为 16．（2025·广东湛江·二模）如图所示，一个理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为2:1，a、b间加一正弦交流电，在原线圈前串接一个规格为“熔断电流0.25A、电阻5Ω”的保险丝，理想交流电压表V的示数稳定为220V，在副线圈中接入负载电阻R，下列说法正确的是（　　） A．通过保险丝的最大瞬时电流为0.25A B．变压器副线圈的最大输出功率为55W C．为了使电路长时间工作，负载电阻R应不小于880Ω D．a、b间正弦交流电的表达式可能为 17．（2025·广东佛山·二测）如图甲所示，理想变压器的原线圈与发电机相连，副线圈与电流表A和滑动变阻器R相连，发电机输出电压如图乙所示，发电机内阻不计，则下列说法正确的是（　　） A．s时，线圈经过中性面 B．1s内，交流电方向改变25次 C．滑片P往下滑动时，电流表示数变大 D．滑片P往上滑动时，变压器输出电压变大 18．（2025·广州·二模）如图，理想变压器原线圈接正弦式交流电，电压表和电流表均为理想交流电表．若电阻箱R的阻值变大，则（    ） A．交流电流表的示数变大 B．交流电压表的示数变小 C．副线圈中电流频率变大 D．变压器的输出功率变小 19．（2025·广东佛山禅城·二测）有一个电热水壶，工作时的电阻为，接在电压随时间做如图所示变化的交流电源上。则下列说法中正确的是（　　） A．该交流电源的频率为100Hz B．通过电热水壶的最大电流约为 C．该电热水壶的工作功率约为480W D．该电热水壶每小时约耗1度电 20．（2025·广东·质量检测）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，小灯泡的额定电压为，电键S断开，在、两端加上的正弦交流电压，小灯泡正常发光，定值电阻；开关S闭合后电动机刚好正常工作，电动机内阻和灯泡电阻相等，灯泡的电阻不变。则下列判断正确的是（　　） A．电动机的额定电压为 B．S闭合后，灯泡有可能被烧毁 C．小灯泡的额定功率为 D．S闭合后，电动机消耗的功率大于灯泡消耗的功率 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $