重难09 直流电路与交流电路（重难专练）（北京专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

重难09 直流电路与交流电路 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 一、电功和电热 （1）电流做功，电热。 （2）对纯电阻电路，电功等于电热，电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，。 （3）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于，这时电功只能用计算，电热只能用计算。 二、闭合电路欧姆定律的三个公式 （1）（任意电路）； （2）（任意电路）； （3）（纯电阻电路）。 三、闭合电路两个重要图像的应用 （1）闭合电路的图像如图甲所示，当外电路短路时，因而，电流最大，为（不允许出现这种情况，因为会把电源烧坏）。 甲 （2）电源的输出功率与外电阻的关系为，随变化的图像如图乙所示，当外电阻与内阻相等时，输出功率最大；，,，联立可得。 乙 四、正弦式交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 （1）确定正弦式交变电流的峰值。根据已知图像或由公式 求出相应峰值，其中。 （2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。若从线圈平面位于中性面开始计时，则图像为正弦函数图像，即；若从线圈平面垂直中性面开始计时，则图像为余弦函数图像，即。 五、非正弦式交变电流有效值的计算 （1）计算有效值时，要根据电流的热效应等效，即“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解，分段计算电热，通常根据一个周期内产生的总热量相同求得有效值。 （2）利用两个公式和可分别求得电流有效值和电压有效值。 六、正弦式交变电流的四值 七、三个关系搞清理想变压器问题 （1）变与不变的关系：不变的是功率关系、磁通量的变化率和周期、频率。理想变压器工作不损失能量，即输入功率等于输出功率；原、副线圈交变电流频率相同；原、副线圈磁通量的变化率相同。 （2）高与低、大与小、多与少、粗与细的关系：电压高的线圈电流小，匝数多，导线细；电压低的线圈电流大，匝数少，导线粗。 （3）正比、反比关系：原、副线圈的电压与匝数成正比；单一副线圈的变压器，原、副线圈电流与匝数成反比。 八、变压器的两种等效 （1）等效电阻的建立 推导：如图甲所示，设原线圈的电压为，电流为，副线圈电压为，电流为，副线圈负载为，理想变压器原、副线圈匝数分别为、。由欧姆定律可知，设原、副线圈的匝数之比，根据理想变压器规律可知，，联立解得，图甲中虚线框部分可以看成大小为的等效电阻直接连在原线圈一侧，等效电路如图乙所示。 结论：在只有一个副线圈的理想变压器电路中，设原、副线圈的匝数之比为，负载电阻为，则变压器和负载电阻可以等效为一个新电阻，其阻值。 （2）等效电源的建立 推导：如图丙所示，设原线圈的电压为，电流为，副线圈电压为，电流为，副线圈负载为，与原线圈串联的定值电阻为，变压器原、副线圈匝数分别为、。将变压器、定值电阻与原交流电源看为一个整体，等效为一个新的电源，令新电源的电动势为，新电源等效内阻为。 丙 丁 由闭合电路欧姆定律得① 由串联电路的电压规律得② 设，则，，联立②式，得 ③ 比较①③两式，得，。 作出等效后的电路图如图丁所示。 结论：理想变压器中与原线圈串联的定值电阻为，交流电源输出电压为，设原、副线圈的匝数之比，将变压器、定值电阻与原交流电源看为一个整体，等效为一个新的电源，则新电源的电动势，新电源的内阻。 （建议用时：20分钟） 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·北京西城·三模）有两个经过精确校准的电压表和。如图，当用它们分别来测量图中的电阻两端的电压时，读数分别为和，那么在未接上电压表时，两端的电压可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电压表在电路中相当于电阻很大的电阻，当用电压表与电阻并联时，并联部分总电阻减小，故分得电压减小；在未接上电压表时，电阻的阻值大于并联电压表后的并联电阻，故不接电压表时电阻分得的电压大于接电压表时的电压表读数，故大于和；故选A。 3. （2025·北京朝阳·二模）某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是（　　） A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表 B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表 C．若想扩大安培表的量程，可适当增大 D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大 【答案】C 【详解】A．将S调到1位置时，电阻与表头并联，这是扩大表头的电流量程，故其改装后是安培表，故A正确； B．将S调到2位置，电阻与改装后的电流表串联，电阻起到分压作用，则为改装后的伏特表，故B正确； C．若想扩大安培表的量程，电阻分流的增大，电流增大，根据欧姆定律可以知道需要减小电阻，故C错误； D．若想扩大伏特表的量程，则电阻分压作用要增大，故需要适当增大，故D正确。 故选C。 4. （2025·北京东城·一模）闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下方的地面会感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到时击穿空气，发生短时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离，该云朵与地面间的电场强度恰好达到时发生闪电，放电电流随时间变化的简化函数图像如图所示。假设该次放电将云朵所带电荷全部放掉，云朵和地面构成的电容器可视为理想的平行板电容器。下列说法不正确的是（　　） A．这次放电释放的总电荷量 B．这次放电过程中的平均电流 C．该等效电容器的电容值 D．放电前该电容器存储的电能 【答案】D 【详解】A．根据可知图像与轴围成面积表示电荷量，则这次放电释放的总电荷量 故A正确； B．这次放电过程中的平均电流 故B正确； C．云朵和地面的电势差 该等效电容器的电容值 故C正确； D．放电前该电容器存储的电能 故D错误。 本题选不正确项，故选D。 5. （2025·北京房山·一模）如图所示为小灯泡通电后其电流Ⅰ随电压U变化的图像，Q、P为图像上两点，坐标分别为（U1，I1）、（U2，I2），PN为图像上Р点的切线。下列说法正确的是（　　） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 B．当小灯泡两端的电压为U1时，小灯泡的电阻 C．当小灯泡两端的电压为U2时，小灯泡的电阻 D．当小灯泡两端的电压为U2时，小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小 【答案】B 【详解】A．根据欧姆定律有 可知，图像中，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值表示小灯泡不同状态时的电阻的倒数，根据图像可知，随着所加电压的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率的绝对值减小，即小灯泡的电阻增大，A错误； BC．根据欧姆定律有 可知，图像中某点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻的倒数，则对应点，小灯泡的电阻为 则对应点，小灯泡的电阻为 B正确，C错误； D．小灯泡消耗的功率为，可知小灯泡的功率为图中过点的矩形所围面积大小，D错误。 故选B。 6. （2025·北京石景山·一模）当金属的温度升高到一定程度时会向四周发射电子，这种电子称为热电子。如图所示，相距为L的两块平行正对的金属板M、N接在输出电压恒为U的高压电源E1上，M、N之间的电场视为匀强电场，K是与M板距离很近的灯丝，电源E2给K加热从而产生热电子。开关S闭合后，稳定时，电流表的示数为I。已知电子质量为m、电荷量为e，热电子的初速度可以忽略不计。求： (1)电子从灯丝K出发到达N板所经历的时间； (2)电路稳定的某时刻，MN之间左半部分空间与右半部分空间的电子数之比； (3)距离M板为x的空间范围内的电子数N。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电子从速度为0开始做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有 板间电场强度为 由位移时间公式，有 联立解得 （2）设左半部分运动时间t1，右半部分运动时间t2，由位移时间公式，整个过程有 左半部分，有 解得 稳定时，电子均匀发射，左半部分电子数量与右半部分电子数量比 （3）由位移时间公式，有 电子数位 解得 7. （2025·北京昌平·二模）图1为某声敏电阻的阻值R随声音强度L（单位：dB）变化关系的图像，某同学利用该声敏电阻制作了声音强度检测装置，其简化电路如图2所示。电源电动势，内阻，电阻中的一个是定值电阻，另一个是声敏电阻。已知定值电阻的阻值为10Ω，电压表的量程为0~3V，声音强度越大，电压表的示数也越大。下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为2.5V时，声音强度为20dB B．该电路能测量的最大声音强度为120dB C．该电路中声敏电阻的最大功率可达8W D．若换用阻值更小的定值电阻，则电路能测量的最大声音强度将变大 【答案】D 【详解】A．根据题意可知声音强度越大，声敏电阻的阻值越小。电压表的示数也越大，结合串联电路，电阻越大分压越大可知是声敏电阻，是定值电阻，电压表的示数为2.5V时，流过电路的电流 声敏电阻的阻值 代入数据可得 结合图1可知声音强度为80dB，故A错误； B．电压表的量程为0~3V，则电路中的最大电流 声敏电阻的最小阻值 代入数据可得 结合图1可知声音强度大于120dB，故B错误； C．将等效为电源内阻，的功率 整理可得 当阻值越接近时，功率越大，根据以上分析可知当电压表示数为3V时，的功率最大为 代入数据可得 故C错误； D．电压表的示数 电压表量程不变，若换用阻值更小的定值电阻，则光敏电阻的最小值变小，结合图1可知声音强度变大，即电路能测量的最大声音强度将变大，故D正确。 故选D。 8. （2025·北京通州·一模）如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片向下移动过程中，下列说法正确的是（    ） A．电流表的示数增大 B．电路中总电阻增大 C．电压表的示数增大 D．恒流源输出功率增大 【答案】A 【详解】B．滑动变阻器的滑片向下移动时，接入电路的电阻变小，根据并联电路的特征可知电路中总电阻减小，B错误； AC．恒流源流出的总电流不变，电路中总电阻减小，则并联部分总电压减小，即电压表的示数减小，则流过电阻R的电流减小，由于总电流不变，则流过滑动变阻器的电流增大，即电流表的示数增大，A错误，C正确； D．根据 由于恒流源电流大小不变，总电阻减小，所以恒流源的输出功率减小，D错误。 故选A。 9. （2025·北京西城·一模）某同学自制电子秤的原理示意图如图所示。托盘与金属弹簧相连，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0.设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，电压表示数未超过量程。下列说法正确的是（　　） A．该电子秤能够称量的物体最大质量为 B．电压表的示数能够达到的最大值为 C．电压表示数为U时，物体的质量为 D．电压表示数为U时，物体的质量为 【答案】C 【详解】A．当指针指到R的最下端时所称的质量最大，则 解得该电子秤能够称量的物体最大质量为 选项A错误； B．当指针指到R的最下端时电压表的示数能够达到的最大值，则 选项B错误； CD．电压表示数为U时，指针到R上端电阻为R1，则 弹簧压缩量 则 解得物体的质量为 选项C正确，D错误。 故选C。 10. （2025·湖北·一模）如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零 B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4 Wb C．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin D．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° 【答案】B 【详解】ACD．由图乙可知，线圈转动周期为0.02s，角速度为ω＝＝100πrad/s 由，当t=0时，可得，则瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin 当t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为60°，当e＝0时，穿过线圈的磁通量不为零，故ACD错误； B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为Φm＝BS＝＝×10－4 Wb，故B正确。 故选B。 （建议用时：30分钟） 1. （2025·北京西城·三模）如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻表示输电线的电阻，变阻器表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（相当于滑动变阻器滑片下移）（　　） A．示数变大 B．上的功率变小 C．示数变大 D．示数变小 【答案】C 【详解】AD．变压器输入的交流电压可视为不变，即电压表示数不变，根据电压匝数关系有 可知，变压器副线圈输出电压不变，接入电路的家用电器个数增加时，滑动变阻器接入电阻R减小，副线圈电流增大，即示数变大，定值电阻承担电压增大，则示数变小，故AD错误； C．根据电流匝数关系有 结合上述可知，副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，即示数变大，故C正确； B．结合上述可知，副线圈电流增大，根据 可知，上的功率变大，故B错误。 故选C。 2. （2025·北京海淀·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1和n2，原线圈接在正弦式交变电源上，副线圈接有一灯泡L。为了检测理想变压器的相关数据，变压器的铁芯上还接有一匝数为2匝的电压互感器，电压表为理想交流电压表。已知电路稳定时小灯泡恰好正常发光，电压互感器中电压表的示数为U0，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为 B．正弦式交变电源的电压有效值为 C．原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率 D．原、副线圈两端的电压之比 【答案】A 【详解】A．根据变压器原理可知 得 故A正确； B．根据变压器原理可知 得 此为原线圈、也为正弦式交变电源的电压有效值，故B错误； CD．由于变压器是理想变压器，且电压表为理想交流电压表，无能量损失，则原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，又 得 故CD错误。 故选A。 3. （2025·北京东城·二模）燃油汽车启动时，火花塞产生电火花的简化电路如图所示，初级线圈回路中的电源电动势为，次级线圈回路中的火花塞的两个电极P、Q靠得很近。汽车启动时，开关不停地闭合、断开，次级线圈产生的瞬时高压可达千伏甚至万伏，使电极P、Q间产生电火花，点燃汽缸中的可燃混合气。下列说法正确的是（　　） A．开关闭合瞬间，P、Q间无电压 B．开关断开瞬间，火花塞会产生电火花 C．初级线圈的匝数应远大于次级线圈的匝数 D．P、Q间的高压是由于次级线圈的自感现象产生的 【答案】B 【详解】A．闭合开关的瞬间，初级线圈的电流发生变化，铁芯内的磁通量发生变化，次级线圈产生高电压，P、Q间有电压，故A错误； B．断开开关的瞬间，初级线圈的电流发生变化，铁芯内的磁通量发生变化，次级线圈产生高电压，火花塞会产生电火花，故B正确； C．根据变压器电压比等于匝数比有 可知，为了使次级线圈产生高电压，初级线圈的匝数应远小于次级线圈的匝数，故C错误； D．P、Q间的高压是由于互感现象产生的，故D错误。 故选B。 4. （2025·北京昌平·二模）如图所示，一理想变压器原线圈接在）的交流电源上，副线圈与滑动变阻器R相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数减小 C．变阻器的滑片向a端滑动，电流表的示数增大 D．变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 【答案】D 【详解】A．该交流电的频率为 选项A错误； B．电压表的示数等于变压器次级电压，根据可知总是不变的，变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数不变，选项B错误； CD．变阻器的滑片向a端滑动，R阻值变大，可知次级电流减小，即电流表的示数减小，根据P=I2U2可知，次级功率减小，则变压器的输入功率减小，选项C错误，D正确。 故选D。 5. （2025·北京西城·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接R=22Ω的电阻。原、副线圈的匝数比为10：1，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．交流电的频率为100Hz B．电压表的示数约为31.1V C．原线圈电流的有效值为1A D．原线圈的输入功率为22W 【答案】D 【详解】A．交流电的频率为 故A错误；     B．电压表的读数为电压的有效值，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比 可得副线圈的电压为 所以电压表的读数为22V，故B错误； CD．根据欧姆定律可得副线圈的电流的大小为 根据电流与匝数成反比 可得原线圈的电流的大小为 由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为 故C错误，D正确。 故选D。 6. （2025·北京西城·二模）交流发电机的示意图如图1所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO'沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图2所示。发电机线圈电阻为5Ω，外电路接的定值电阻。下列说法正确的是（　　） A．理想电流表的示数为2.2A B．电动势瞬时值的表达式为 C．线圈经过图示位置时，电流方向为ABCDA D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V 【答案】A 【详解】A．电动势的有效值为 ，理想电流表的示数为，A正确； B．周期为 ，则 ，电动势瞬时值的表达式为，B错误； C．线圈经过图示位置时，根据楞次定律，电流方向为DCBAD，C错误； D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为，D错误。 故选A。 7. （2025·北京通州·一模）如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图。矩形线圈在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为，线圈电阻为，外接负载电阻为。下列说法正确的是（    ） A．图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小 B．从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为 C．线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量 D．线圈由图示位置转过的过程中，电阻产生的热量 【答案】C 【详解】  A．线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，故A错误； B．从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为 故B错误； C．从题图所示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 故C正确； D．线圈由图示位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量 故D错误。 故选C。 8. （2025·北京顺义·模拟预测）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W“的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈匝数之比为4：1 B．副线圈中电流的有效值为2A C．原线圈的输入功率为12W D．输入电压u随时间t变化规律为 【答案】A 【详解】A．由原副线圈的电压比与匝数比的关系：，，，可得匝数比为4：1，故A正确； B．由副线圈的灯泡正常工作，可知副线圈的电流有效值为： 故B错误； C．根据原副线圈匝数比与电流比的关系，可知副线圈的输出功率为，根据原副线圈的电功率相等，可知原线圈的输入功率为3W，故C错误； D．由图乙，可知原线圈的输入电压的峰值为，周期为，角频率为 可知原线圈的电压随时间的表达式为： 故D错误； 故选A。 9. （2025·北京西城·模拟预测）如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n＝100，线圈的总电阻r＝5.0Ω，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R＝95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是（　　） A．线圈匀速转动的角速度为100 B．线圈中产生感应电动势的最大值为100V C．由图甲处转过圈，电阻R上产生的热量Q＝J D．由图甲处转过圈，通过电阻R的电量q＝0.01C 【答案】D 【详解】A．图乙可知交流电周期，故角速度 故A错误； B．线圈中产生感应电动势的最大值 图乙可知 代入题中数据，联立解得 故B错误； C．电动势有效值 则甲处转过圈，电阻R上产生的热量 代入题中数据，联立解得 故C错误； D．电荷量 图甲处转过圈，磁通量变化量 联立解得 故D正确。 故选D。 10. （2025·北京顺义·模拟预测）如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的示数为0。当P端电势高于Q端时，电压表示数为正。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A．若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B．若电压表示数为负时，则物体速度方向向右 C．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比 D．若物体向右匀加速运动，则电压表示数为负，则示数均匀增加 【答案】C 【详解】A．沿电流方向电势逐渐降低，由图可知通过电阻R的电流方向是向左的，所以若M位于R的中点右侧，P点电势升高，所以P端电势高于Q端，故A错误； B．若电压表示数为负，说明P端电势低于Q端，则M位于中点的左侧，左边的弹簧被压缩，右边的弹簧被拉伸，滑块受合力方向向右，即物体加速度方向向右，所以物体有可能向右加速运动，也有可能向左减速运动，故B错误； C．物体的加速度越大，M偏离中点的位置就越远，相对PQ两端的电势差就越大，通过电阻的电流的恒定的，则M点和中点之间的电阻也越大，且M点与中点的电阻大小与M点到中点的距离成正比，根据可知，电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比，故C正确； D．由上面B的分析可知，若物体向右匀加速运动，电压表的示数为负，因为加速度是恒定的，所以示数也是恒定的，故D错误。 故选C。 11. （2024·北京平谷·模拟预测）某同学想自己设计并改装一个欧姆表。他手上有如下器材：量程300μA、内阻900Ω的电流计；电动势1.5V的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻。他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为5kΩ。然后他将一个50Ω和10Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分。经过研究后他认为，要想比较准确地测量几十欧姆的电阻，用图甲所示电路并不合适，为此他设计了如图乙所示的电路。并联合适电阻 R₂后，使干路电流是流经电流计电流的100倍。则（　　） A．将图乙电路中的两表笔短接，此时电路中的总电阻是5Ω B．分别将一个50Ω和10Ω的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间，通过干电池的电流几乎没有区别 C．分别将一个50Ω和10Ω的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间，电流计指针指示的位置明显不同 D．在图甲电路和图乙电路的两表笔之间分别接入5kΩ和50Ω的电阻，通过两电流计的电流明显不同 【答案】C 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，有 A错误； BC．根据闭合电路欧姆定律有 电流计中的电流分别为 所以分别将一个50Ω和10Ω的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间，通过干电池的电流有很大区别，且电流计指针指示的位置明显不同，B错误，C正确； D．在图甲电路两表笔之间接入5kΩ的电阻，通过电流计的电流为 在图乙电路两表笔之间接入50Ω的电阻，通过电流计的电流为 电流相等，D错误。 故选C。 12. （2023·北京海淀·三模）无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，它具有体积小、造价低、使用方便等优点，随着民用无人机的快速发展，广告、影视、婚礼视频记录等正越来越多地出现无人机的身影，如图所示是我国新研究生产的一款航拍器无人机。该款无人机内置电动势E＝15.2V、容量A＝4500mA·h的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出稳定的电流为I＝4.5A，飞行时电动机工作效率η＝80％，其他设施正常工作时的电功率为。求： （1）充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间t； （2）电动机1s内输出的机械能； （3）已知该款无人机的总质量为m＝2.0kg，假设无人机飞行时所受到空气阻力恒为f＝4N，g取，求该款无人机竖直上升飞行时的最大速度。    【答案】（1）1h；（2）48J；（3）2m/s 【详解】（1）由题可得理论上正常工作的最长时间 （2）由能量守恒定律得 所以 （3）当加速度a＝0时速度最大，即 由，解得 （建议用时：40分钟） 1. （2023·北京东城·二模）如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是（　　） A．电阻R1、R2的阻值之比为4:3 B．该电源的电动势为6V，内阻为3Ω C．只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6W D．只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1:1 【答案】D 【详解】A．根据图像得 电阻R1、R2的阻值之比为2:1，A错误； B．该电源的电动势为6V，内阻为 B错误； C．只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为 C错误； D．只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率分别为 解得     D正确。 故选D。 2. （2023·北京海淀·二模）如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m；用单位质量变化下，电压表示数变化量的绝对值描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦，弹簧始终于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．仅更换阻值更大的定值电阻R0，电子秤灵敏度会下降 B．电子秤的灵敏度会随待测物体质量的增大而增大 C．弹簧的劲度系数越小，电子秤的量程越大 D．电压表示数与待测物体质量成非线性关系 【答案】A 【详解】D．由图可知：滑动变阻器与R0串联，滑动变阻器的电阻全部连入电路；电压表测量滑片上半部分电阻两端的电压；当滑动变阻器滑片P向下移动时，电路中的电阻不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变；电压表的示数 又，，解得 即电压表示数与待测物体质量成线性关系，故D错误； C．由，可知弹簧的劲度系数越小，m的最大值越小，电子秤的量程越小，故C错误； AB．由，可知电子秤的灵敏度 可知仅更换阻值更大的定值电阻R0，电子秤灵敏度会下降；电子秤的灵敏度与待测物体质量无关；故A正确，B错误。 故选A。 3. （2024·北京朝阳·模拟预测）我们一般把变压器分成左右两个电路来看待，使得在分析时将问题变得复杂。现在我们将变压器与负载视为一个整体，等效为一个新的电阻，变成一个单一的回路。若已知原、副线圈的匝数比为，副线圈所接电阻为，则等于（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设原线圈的输入电压为，则副线圈的输出电压为 则电阻消耗的功率为 将变压器与负载视为一个整体，等效为一个新的电阻，则消耗的功率为 又 联立可得 故选B。 4. （2024·全国·模拟预测）可变差动变压器（LVDT）是一种常用的直线位移传感器，简化模型如图所示。它内部主要结构包括一个初级线圈和一对匝数相等的次级线圈，初级线圈位于中间，次级线圈则沿相反方向串联，对称缠绕在初级线圈的两侧；导磁铁芯可以在空心管（图中未画出）中移动，连接到要测量位移的物体上，初始时铁芯恰好位于空心管的中央，运动中铁芯始终有一端在副线圈中。在ab端输入有效值为的正弦式交变电压，cd端输出电压的有效值记为，则（　　） A．铁芯从中央位置开始向下移动时，增加 B．铁芯从中央位置开始的移动量越大，越小 C．铁芯向上移动一定距离后，若增大，会减小 D．可变差动变压器可以反映物体的运动方向 【答案】A 【详解】A．副线圈反向接，当铁芯在中央时上下方次级线圈的磁通量相同，此时副线圈电压为零。即铁芯移动时会因铁芯的移动导致的磁通量的变化产生感应电动势。当铁芯向下移动时，它会使得上方的次级线圈中的磁通量减小，下方的次级线圈中的磁通量增多。由于次级线圈是沿相反方向串联的，所以上方的次级线圈产生的感应电动势会与下方的次级线圈产生的感应电动势相加。由于初态cd端输出电压为0，因此，cd端输出电压的有效值U2会增加，故A正确； B．当铁芯从中央位置开始的移动量越大时，它改变穿过次级线圈的磁通量也越多，从而导致次级线圈中产生的感应电动势也越大。因此，U2会越大，而不是越小，故B错误； C．当铁芯向上移动一定距离后，若U1增大，则初级线圈中产生的交变电流会增大，进而产生的交变磁场也会增强。这个增强的交变磁场会穿过次级线圈，并在次级线圈中产生更大的感应电动势。因此U2会增大，而不是减小，故C错误； D．由于输入输出仅为交流电，故无法通过电压正负来判断物体运动方向，故D错误。 故选A。 5. （2024·广东·高考真题）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。 6. （2024·北京大兴·三模）如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。匝数为20的线圈总电阻为2Ω，当线圈匀速转动时与外电路的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A．时，线圈平面与磁场方向平行 B．图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快 C．电阻R的功率为 D．线圈的最大磁通量为 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，时，电流为0，则穿过线圈平面的磁通量最大，即线圈平面与磁场方向垂直，故A错误； B．图甲所示时刻，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈平面的磁通量最大，穿过线圈的磁通量变化最慢，过B错误； C．由图乙可知，通过电阻的电流的有效值为 电阻R的功率为 故C正确； D．感应电动势的最大值为 又有 ，， 联立解得 故D错误。 故选C。 7. （2024·北京海淀·二模）类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是（　　） A．变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率 B．在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为 C．不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=Φ(Rm1+ Rm2) D．不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大 【答案】D 【详解】A．变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率，故A正确； B．根据磁阻定律 磁阻的单位为； 根据磁感应强度与磁通量的关系有 磁感应强度B的单位为T，电流I的单位为A，时间t的单位为s，质量m的单位为kg，长度l的单位为m，面积S的单位为m2，根据磁动势 Em=NI 磁阻的单位可以表示为，故B正确； C．不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足磁路欧姆定律 Em=Φ(Rm1+Rm2) 故C正确； D．不考虑漏磁，在图3所示的并联电路中，磁阻小的支路中磁通量大，但磁感应强度不一定大，因为磁感应强度与磁通量和面积S的比值有关，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 8. （2024·北京海淀·三模）新型电动汽车在刹车时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机的原理可抽象建模如图所示。两磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，绕有n匝导线的线圈为长方形，其面积为S，整个线圈都处于磁场中。线圈转轴为两条短边的中点连线，线圈外接有阻值为R的纯电阻负载，忽略线圈的电阻，电动汽车的质量为M。 （1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈角速度恒为ω，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式； （2）第一种刹车模式建模如下：电动汽车受到地面施加的阻力恒为，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：（k为已知常量），假设汽车开始刹车时的速度为，经过时间t，汽车的速度减为零，求该过程中汽车回收动能的效率η； （3）第二种刹车模式建模如下：假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即刹车时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能可等效为电阻R消耗的电能。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为，电动汽车在水平面上刹车至速度，求此时汽车加速度a的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，电路开路时线圈两端的电压 （2）对汽车，根据动量定理 又 整理可得 解得汽车速度从到停下来运动的距离 汽车回收动能的效率 联立可得 （3）线圈转动角速度为时，线圈平面和磁场平行，此时线圈产生的电动势为 等效电阻的功率 又 解得 根据牛顿第二定律 解得 9. （2024·北京大兴·三模）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为L，金属棒ab在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知金属棒ab电阻为R，框架电阻不计。 （1）请根据电动势的定义，推导金属棒ab切割磁感应线产生的感应电动势E； （2）证明：当金属棒与框架所围矩形的磁通量增大ΔΦ的过程中，通过金属棒ab的电量为； （3）某同学在南半球用电荷量计（能测出一段时间内通过导体横截面的电荷量）测量地磁场强度，完成了如下实验：如图2，将面积为S、电阻为R的单匝矩形导线框abcd沿图示方位放置于水平地面上，将其从图示位置绕东西轴cd转180°，测得通过线框的电荷量为；将其从图示位置绕东西轴cd转90°，测得通过线框的电荷量为。求该处地磁场的磁感应强度大小为多少？ 【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3） 【详解】（1）根据电动势的定义有 其中的非静电力是电荷所受的洛伦兹力沿金属杆方向的分力，且有 根据功的定义式有 解得 （2）根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的平均值为 根据闭合电路欧姆定律，感应电流的平均值为 根据电流的定义式有 解得 （3）令磁感应强度的水平分量大小为，竖直分量为，由于其从图示位置绕东西轴cd转180°，测得通过线框的电荷量为，可知，此过程，磁通量的变化量的大小 结合上述有 由于其从图示位置绕东西轴cd转90°，测得通过线框的电荷量为，可知，此过程，磁通量的变化量的大小 结合上述有 整理得， 根据矢量叠加有 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难09 直流电路与交流电路 内容导航 速度提升 技巧掌握 手感养成 重难考向聚焦 锁定目标 精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向 重难技巧突破 授予利器 瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧 重难保分练 稳扎稳打 必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值 重难抢分练 突破瓶颈 争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数 重难冲刺练 模拟实战 挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感” 一、电功和电热 （1）电流做功，电热。 （2）对纯电阻电路，电功等于电热，电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，。 （3）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于，这时电功只能用计算，电热只能用计算。 二、闭合电路欧姆定律的三个公式 （1）（任意电路）； （2）（任意电路）； （3）（纯电阻电路）。 三、闭合电路两个重要图像的应用 （1）闭合电路的图像如图甲所示，当外电路短路时，因而，电流最大，为（不允许出现这种情况，因为会把电源烧坏）。 甲 （2）电源的输出功率与外电阻的关系为，随变化的图像如图乙所示，当外电阻与内阻相等时，输出功率最大；，,，联立可得。 乙 四、正弦式交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 （1）确定正弦式交变电流的峰值。根据已知图像或由公式 求出相应峰值，其中。 （2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。若从线圈平面位于中性面开始计时，则图像为正弦函数图像，即；若从线圈平面垂直中性面开始计时，则图像为余弦函数图像，即。 五、非正弦式交变电流有效值的计算 （1）计算有效值时，要根据电流的热效应等效，即“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解，分段计算电热，通常根据一个周期内产生的总热量相同求得有效值。 （2）利用两个公式和可分别求得电流有效值和电压有效值。 六、正弦式交变电流的四值 七、三个关系搞清理想变压器问题 （1）变与不变的关系：不变的是功率关系、磁通量的变化率和周期、频率。理想变压器工作不损失能量，即输入功率等于输出功率；原、副线圈交变电流频率相同；原、副线圈磁通量的变化率相同。 （2）高与低、大与小、多与少、粗与细的关系：电压高的线圈电流小，匝数多，导线细；电压低的线圈电流大，匝数少，导线粗。 （3）正比、反比关系：原、副线圈的电压与匝数成正比；单一副线圈的变压器，原、副线圈电流与匝数成反比。 八、变压器的两种等效 （1）等效电阻的建立 推导：如图甲所示，设原线圈的电压为，电流为，副线圈电压为，电流为，副线圈负载为，理想变压器原、副线圈匝数分别为、。由欧姆定律可知，设原、副线圈的匝数之比，根据理想变压器规律可知，，联立解得，图甲中虚线框部分可以看成大小为的等效电阻直接连在原线圈一侧，等效电路如图乙所示。 结论：在只有一个副线圈的理想变压器电路中，设原、副线圈的匝数之比为，负载电阻为，则变压器和负载电阻可以等效为一个新电阻，其阻值。 （2）等效电源的建立 推导：如图丙所示，设原线圈的电压为，电流为，副线圈电压为，电流为，副线圈负载为，与原线圈串联的定值电阻为，变压器原、副线圈匝数分别为、。将变压器、定值电阻与原交流电源看为一个整体，等效为一个新的电源，令新电源的电动势为，新电源等效内阻为。 丙 丁 由闭合电路欧姆定律得① 由串联电路的电压规律得② 设，则，，联立②式，得 ③ 比较①③两式，得，。 作出等效后的电路图如图丁所示。 结论：理想变压器中与原线圈串联的定值电阻为，交流电源输出电压为，设原、副线圈的匝数之比，将变压器、定值电阻与原交流电源看为一个整体，等效为一个新的电源，则新电源的电动势，新电源的内阻。 （建议用时：20分钟） 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·北京西城·三模）有两个经过精确校准的电压表和。如图，当用它们分别来测量图中的电阻两端的电压时，读数分别为和，那么在未接上电压表时，两端的电压可能是（　　） A． B． C． D． 3. （2025·北京朝阳·二模）某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是（　　） A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表 B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表 C．若想扩大安培表的量程，可适当增大 D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大 4. （2025·北京东城·一模）闪电是由云层中所积累的电荷放电引起的，通常是云层底部带正电荷，云层下方的地面会感应出负电荷，当云层底部与地面间的电场强度增大到时击穿空气，发生短时放电现象，形成闪电。某圆盘形云朵底部与地面的距离，该云朵与地面间的电场强度恰好达到时发生闪电，放电电流随时间变化的简化函数图像如图所示。假设该次放电将云朵所带电荷全部放掉，云朵和地面构成的电容器可视为理想的平行板电容器。下列说法不正确的是（　　） A．这次放电释放的总电荷量 B．这次放电过程中的平均电流 C．该等效电容器的电容值 D．放电前该电容器存储的电能 5. （2025·北京房山·一模）如图所示为小灯泡通电后其电流Ⅰ随电压U变化的图像，Q、P为图像上两点，坐标分别为（U1，I1）、（U2，I2），PN为图像上Р点的切线。下列说法正确的是（　　） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 B．当小灯泡两端的电压为U1时，小灯泡的电阻 C．当小灯泡两端的电压为U2时，小灯泡的电阻 D．当小灯泡两端的电压为U2时，小灯泡的功率数值上等于图像与横轴围成的面积大小 6. （2025·北京石景山·一模）当金属的温度升高到一定程度时会向四周发射电子，这种电子称为热电子。如图所示，相距为L的两块平行正对的金属板M、N接在输出电压恒为U的高压电源E1上，M、N之间的电场视为匀强电场，K是与M板距离很近的灯丝，电源E2给K加热从而产生热电子。开关S闭合后，稳定时，电流表的示数为I。已知电子质量为m、电荷量为e，热电子的初速度可以忽略不计。求： (1)电子从灯丝K出发到达N板所经历的时间； (2)电路稳定的某时刻，MN之间左半部分空间与右半部分空间的电子数之比； (3)距离M板为x的空间范围内的电子数N。 7. （2025·北京昌平·二模）图1为某声敏电阻的阻值R随声音强度L（单位：dB）变化关系的图像，某同学利用该声敏电阻制作了声音强度检测装置，其简化电路如图2所示。电源电动势，内阻，电阻中的一个是定值电阻，另一个是声敏电阻。已知定值电阻的阻值为10Ω，电压表的量程为0~3V，声音强度越大，电压表的示数也越大。下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为2.5V时，声音强度为20dB B．该电路能测量的最大声音强度为120dB C．该电路中声敏电阻的最大功率可达8W D．若换用阻值更小的定值电阻，则电路能测量的最大声音强度将变大 8. （2025·北京通州·一模）如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片向下移动过程中，下列说法正确的是（    ） A．电流表的示数增大 B．电路中总电阻增大 C．电压表的示数增大 D．恒流源输出功率增大 9. （2025·北京西城·一模）某同学自制电子秤的原理示意图如图所示。托盘与金属弹簧相连，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0.设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，电压表示数未超过量程。下列说法正确的是（　　） A．该电子秤能够称量的物体最大质量为 B．电压表的示数能够达到的最大值为 C．电压表示数为U时，物体的质量为 D．电压表示数为U时，物体的质量为 10. （2025·湖北·一模）如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零 B．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4 Wb C．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin D．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° （建议用时：30分钟） 1. （2025·北京西城·三模）如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻表示输电线的电阻，变阻器表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（相当于滑动变阻器滑片下移）（　　） A．示数变大 B．上的功率变小 C．示数变大 D．示数变小 2. （2025·北京海淀·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1和n2，原线圈接在正弦式交变电源上，副线圈接有一灯泡L。为了检测理想变压器的相关数据，变压器的铁芯上还接有一匝数为2匝的电压互感器，电压表为理想交流电压表。已知电路稳定时小灯泡恰好正常发光，电压互感器中电压表的示数为U0，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为 B．正弦式交变电源的电压有效值为 C．原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率 D．原、副线圈两端的电压之比 3. （2025·北京东城·二模）燃油汽车启动时，火花塞产生电火花的简化电路如图所示，初级线圈回路中的电源电动势为，次级线圈回路中的火花塞的两个电极P、Q靠得很近。汽车启动时，开关不停地闭合、断开，次级线圈产生的瞬时高压可达千伏甚至万伏，使电极P、Q间产生电火花，点燃汽缸中的可燃混合气。下列说法正确的是（　　） A．开关闭合瞬间，P、Q间无电压 B．开关断开瞬间，火花塞会产生电火花 C．初级线圈的匝数应远大于次级线圈的匝数 D．P、Q间的高压是由于次级线圈的自感现象产生的 4. （2025·北京昌平·二模）如图所示，一理想变压器原线圈接在）的交流电源上，副线圈与滑动变阻器R相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数减小 C．变阻器的滑片向a端滑动，电流表的示数增大 D．变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 5. （2025·北京西城·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接R=22Ω的电阻。原、副线圈的匝数比为10：1，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．交流电的频率为100Hz B．电压表的示数约为31.1V C．原线圈电流的有效值为1A D．原线圈的输入功率为22W 6. （2025·北京西城·二模）交流发电机的示意图如图1所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO'沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图2所示。发电机线圈电阻为5Ω，外电路接的定值电阻。下列说法正确的是（　　） A．理想电流表的示数为2.2A B．电动势瞬时值的表达式为 C．线圈经过图示位置时，电流方向为ABCDA D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V 7. （2025·北京通州·一模）如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图。矩形线圈在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为，线圈电阻为，外接负载电阻为。下列说法正确的是（    ） A．图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小 B．从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为 C．线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量 D．线圈由图示位置转过的过程中，电阻产生的热量 8. （2025·北京顺义·模拟预测）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W“的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈匝数之比为4：1 B．副线圈中电流的有效值为2A C．原线圈的输入功率为12W D．输入电压u随时间t变化规律为 9. （2025·北京西城·模拟预测）如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n＝100，线圈的总电阻r＝5.0Ω，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R＝95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是（　　） A．线圈匀速转动的角速度为100 B．线圈中产生感应电动势的最大值为100V C．由图甲处转过圈，电阻R上产生的热量Q＝J D．由图甲处转过圈，通过电阻R的电量q＝0.01C 10. （2025·北京顺义·模拟预测）如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的示数为0。当P端电势高于Q端时，电压表示数为正。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（　　） A．若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端 B．若电压表示数为负时，则物体速度方向向右 C．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比 D．若物体向右匀加速运动，则电压表示数为负，则示数均匀增加 11. （2024·北京平谷·模拟预测）某同学想自己设计并改装一个欧姆表。他手上有如下器材：量程300μA、内阻900Ω的电流计；电动势1.5V的一节干电池；滑动变阻器、电阻箱和若干定值电阻。他设计的电路如图甲所示，实验时他将两表笔短接，电流计指针满偏时，他计算出电路中的总电阻为5kΩ。然后他将一个50Ω和10Ω的电阻分别接到两表笔之间时，发现电流计指针指示的位置几乎一样，很难区分。经过研究后他认为，要想比较准确地测量几十欧姆的电阻，用图甲所示电路并不合适，为此他设计了如图乙所示的电路。并联合适电阻 R₂后，使干路电流是流经电流计电流的100倍。则（　　） A．将图乙电路中的两表笔短接，此时电路中的总电阻是5Ω B．分别将一个50Ω和10Ω的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间，通过干电池的电流几乎没有区别 C．分别将一个50Ω和10Ω的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间，电流计指针指示的位置明显不同 D．在图甲电路和图乙电路的两表笔之间分别接入5kΩ和50Ω的电阻，通过两电流计的电流明显不同 12. （2023·北京海淀·三模）无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，它具有体积小、造价低、使用方便等优点，随着民用无人机的快速发展，广告、影视、婚礼视频记录等正越来越多地出现无人机的身影，如图所示是我国新研究生产的一款航拍器无人机。该款无人机内置电动势E＝15.2V、容量A＝4500mA·h的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出稳定的电流为I＝4.5A，飞行时电动机工作效率η＝80％，其他设施正常工作时的电功率为。求： （1）充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间t； （2）电动机1s内输出的机械能； （3）已知该款无人机的总质量为m＝2.0kg，假设无人机飞行时所受到空气阻力恒为f＝4N，g取，求该款无人机竖直上升飞行时的最大速度。    （建议用时：40分钟） 1. （2023·北京东城·二模）如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是（　　） A．电阻R1、R2的阻值之比为4:3 B．该电源的电动势为6V，内阻为3Ω C．只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6W D．只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1:1 2. （2023·北京海淀·二模）如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电压表的示数U反映待测物体的质量m；用单位质量变化下，电压表示数变化量的绝对值描述电子秤的灵敏度。不计一切摩擦，弹簧始终于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．仅更换阻值更大的定值电阻R0，电子秤灵敏度会下降 B．电子秤的灵敏度会随待测物体质量的增大而增大 C．弹簧的劲度系数越小，电子秤的量程越大 D．电压表示数与待测物体质量成非线性关系 3. （2024·北京朝阳·模拟预测）我们一般把变压器分成左右两个电路来看待，使得在分析时将问题变得复杂。现在我们将变压器与负载视为一个整体，等效为一个新的电阻，变成一个单一的回路。若已知原、副线圈的匝数比为，副线圈所接电阻为，则等于（　　） A． B． C． D． 4. （2024·全国·模拟预测）可变差动变压器（LVDT）是一种常用的直线位移传感器，简化模型如图所示。它内部主要结构包括一个初级线圈和一对匝数相等的次级线圈，初级线圈位于中间，次级线圈则沿相反方向串联，对称缠绕在初级线圈的两侧；导磁铁芯可以在空心管（图中未画出）中移动，连接到要测量位移的物体上，初始时铁芯恰好位于空心管的中央，运动中铁芯始终有一端在副线圈中。在ab端输入有效值为的正弦式交变电压，cd端输出电压的有效值记为，则（　　） A．铁芯从中央位置开始向下移动时，增加 B．铁芯从中央位置开始的移动量越大，越小 C．铁芯向上移动一定距离后，若增大，会减小 D．可变差动变压器可以反映物体的运动方向 5. （2024·广东·高考真题）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 6. （2024·北京大兴·三模）如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。匝数为20的线圈总电阻为2Ω，当线圈匀速转动时与外电路的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　） A．时，线圈平面与磁场方向平行 B．图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快 C．电阻R的功率为 D．线圈的最大磁通量为 7. （2024·北京海淀·二模）类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是（　　） A．变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率 B．在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为 C．不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=Φ(Rm1+ Rm2) D．不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大 8. （2024·北京海淀·三模）新型电动汽车在刹车时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机的原理可抽象建模如图所示。两磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，绕有n匝导线的线圈为长方形，其面积为S，整个线圈都处于磁场中。线圈转轴为两条短边的中点连线，线圈外接有阻值为R的纯电阻负载，忽略线圈的电阻，电动汽车的质量为M。 （1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈角速度恒为ω，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式； （2）第一种刹车模式建模如下：电动汽车受到地面施加的阻力恒为，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：（k为已知常量），假设汽车开始刹车时的速度为，经过时间t，汽车的速度减为零，求该过程中汽车回收动能的效率η； （3）第二种刹车模式建模如下：假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即刹车时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能可等效为电阻R消耗的电能。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为，电动汽车在水平面上刹车至速度，求此时汽车加速度a的大小。 9. （2024·北京大兴·三模）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为L，金属棒ab在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知金属棒ab电阻为R，框架电阻不计。 （1）请根据电动势的定义，推导金属棒ab切割磁感应线产生的感应电动势E； （2）证明：当金属棒与框架所围矩形的磁通量增大ΔΦ的过程中，通过金属棒ab的电量为； （3）某同学在南半球用电荷量计（能测出一段时间内通过导体横截面的电荷量）测量地磁场强度，完成了如下实验：如图2，将面积为S、电阻为R的单匝矩形导线框abcd沿图示方位放置于水平地面上，将其从图示位置绕东西轴cd转180°，测得通过线框的电荷量为；将其从图示位置绕东西轴cd转90°，测得通过线框的电荷量为。求该处地磁场的磁感应强度大小为多少？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $