专题10 直流电路和交流电路（复习讲义）（北京专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

专题10 直流电路和交流电路 目录 01 2 02 构·知能架构 3 03 破·题型攻坚 4 题型一 恒定电流电路的分析与计算 4 真题动向 4 必备知识 9 真题动向 与生产生活情境结合 必备知识 知识1 闭合电路的功率和效率 知识2 闭合电路中的动态分析的三种方法 知识3 含容电路问题分析方法 命题预测 考向1 闭合电路中的动态分析问题 考向2 含容电路问题 题型二 交变电流的四值和变压器的分析与计算 15 真题动向 弱化“孤立知识点记忆”，强化“多模块知识融合” 必备知识 知识1 交变电流的四值问题 知识2 理想变压器的基本关系 知识3 理想变压器的动态分析 命题预测 考向1 交变电流的四值问题 考向2 理想变压器的基本关系应用 考向3 理想变压器的动态分析 题型三 远距离输电 15 真题动向 以国家重大能源工程、电网运行实际为背景，强化物理知识与社会发展的联系 必备知识 知识1 远距离输电问题中的“三、二、一” 知识2 远距离输电问题中的电压和功率损失 命题预测 考向1 远距离输电问题中的功率计算 考向2 远距离输电问题中的动态分析 命题轨迹透视 从近三年北京高考物理试题来看，试题仍以选择题和实验题为主，计算题偶现于中档或压轴位置，整体难度中等偏高。命题趋势：将延续“稳中求进、素养导向”的核心趋势，呈现清晰的递进式考查路径：从基础电路分析（欧姆定律、电功率）起步，逐步过渡到动态电路与含容电路的综合分析，再聚焦交变电流有效值、变压器原理等核心概念，最终延伸至远距离输电等生产生活真实场景应用，全程注重将理想模型与新能源、家用电器等真实情境结合，突出对电路构建、图像分析及实际运算能力的考查。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 恒定电流电路中的分析与计算 交变电流的四值和变压器的分析与计算 北京卷T4，4分 北京卷T7，4分 远距离输电 2026命题预测 预计2026年北京物理高考在直流电路和交流电路方面，将继续坚持“情境真实、模型典型、能力综合”导向，直流电路重点考查‌滑动变阻器引起的动态变化‌和‌自感现象的瞬态响应‌（如断电时灯泡闪亮）；交流电路聚焦‌正弦交流电的有效值与峰值关系‌、‌理想变压器的电压电流比‌及‌远距离输电损耗分析‌。实验题强化‌示波器操作与波形识别‌，要求掌握周期、峰峰值测量和有效值本质。命题情境高度工程化，如家用供电、电网降压等，强调从实际抽象模型的能力。受电场模块影响，‌电源内阻随温度变化‌或‌电感非线性特性‌可能成为新考点，推动考查向“工程现实”深化。 题型一 恒定电流电路的分析与计算 1．（2025浙江，T1，3分）我国新一代车用电池能够提供更长的续航里程，其参数之一为。其中单位“”（瓦时）对应的物理量是（　　） A．能量 B．位移 C．电流 D．电荷量 【答案】A 【解析】根据电功可知是能量的单位。故选A。 命题解读 新情境：本题以我国新一代车用电池为情境，将电池参数中的单位“W·h”与物理量对应起来考查。虽然电池在生活中较为常见，但将其具体参数中的单位与物理知识结合考查，对于学生来说有一定的新颖性，可视为一种新情境。它将物理知识与现代科技产品（车用电池）相联系，区别于传统的力学、电学等常规物理模型情境。 新考法：传统考法对于物理量单位的考查，多是直接给出常见单位让学生判断对应的物理量，或者在简单的计算中涉及单位换算等。本题结合车用电池这一实际应用产品的参数单位进行考查，属于将物理知识与实际生活应用相结合的考法，有别于传统单纯的理论知识考查，可认为是新考法。 新角度：从物理量单位的角度，本题考查的“W·h”（瓦时）并非常见的基本单位或常用单位，而是一个在电池领域应用较多的复合单位。通过功率单位“W”和时间单位“h”的组合，考查学生对功和能量概念的理解，这种从实际应用中选取不常见单位进行考查的角度，与传统考查基本单位或常见单位的角度不同，属于新角度。 2．（2025浙江，T7，3分）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 【解析】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。 命题解读 新情境：本题以风光互补环保路灯为背景，将风力发电、太阳能发电、电池储能以及电能消耗等多种元素结合在一起。虽然涉及的风力发电、太阳能发电等知识并非全新概念，但将这些元素组合在路灯这一具体应用场景中，与传统单一的发电或用电情境相比，具有一定的新颖性，属于新情境。 新考法：传统考法可能单独考查风力发电的原理、太阳能板的转化效率、电池储能计算或电能消耗计算等。本题则将这些知识点综合起来，要求学生同时运用电功率、能量守恒、电池容量等知识，对路灯系统的多个方面进行分析判断，属于多知识点融合的新考法。 新角度：本题从能源利用和环保的角度出发，不仅关注路灯系统中能量的产生、存储和消耗，还结合标准煤发电及二氧化碳排放情况，计算该环保路灯在减少碳排放方面的效益，这与传统只关注能量本身转化和利用的角度有所不同，属于新角度。 知识1 闭合电路的功率和效率 1.电源的功率和效率 电源总功率 任意电路：P总=EI=P出+P内 纯电阻电路：P总=I2（R+r）= 电源内部消耗的功率 P内=I2r=P总-P出 电源的输出功率 任意电路：P出=UI=P总-P内 纯电阻电路：P出=I2R= 电源的效率 任意电路：η=×100%=×100% 纯电阻电路：η=×100% 2.电源的输出功率与外电阻的关系 对纯电阻电路：P出=UI=I2R=R==，则P出与外电阻R的函数关系可用如图所示图像表示。 由P出与外电阻R的关系图像可知： （1）当R=r时，电源的输出功率最大，最大值Pmax=。 （2）当R>r时，随着R的增大，输出功率P出越来越小。 （3）当R<r时，随着R的增大，输出功率P出越来越大。 （4）当P出<Pm且不为0时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2=r2。 3. 关于电源功率和效率问题的两点提醒 （1）当电源的输出功率最大为时，电源的效率并不是最大，只有50%;当R→∞时，η →100%，但此时P出→0，无实际意义。 （2）对于电路中的定值电阻，其消耗的功率根据P=I2R来判断，与电源输出功率大小的判断方法不同。 知识2 闭合电路中的动态分析的三种方法 动态分析问题的常用“三法” 1.程序法 或者按以下步骤分析： 2.“串反并同”结论法（应用条件：电源电动势不变，内阻不为零且外电路只有一个变电阻） （1）所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大。 （2）所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小。 即：←R↑→ 3．极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零，然后再讨论。 总电阻变化的几种情况 1.当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小)。 2.若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小。 3.在如图甲所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中一段R并与用电器并联,另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。 4.在电阻R和电阻R0组成的如图乙所示的电路中,两支路电阻越趋于相等,乙图中电路电阻越大,两支路电阻相等时,乙图中电路电阻最大。 知识3 含容电路问题分析方法 1.电路简化 把电容器所在的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。 2.电容器的电压 电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 3.电容器的电荷量及变化 （1）电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电;若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 （2）如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|。 （3）如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。 考向1 闭合电路中的动态分析问题 1．（2025·北京西城·期末）电动势为E、内阻为r的汽车电源与电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示。先闭合S2，车灯接通，电动机未启动；再闭合S1，电动机启动。电动机启动的瞬间，下列说法错误的是（　　） A．电流表示数变大 B．路端电压变大 C．车灯亮度变暗 D．电源把其他形式的能转化为电能的功率变大 【答案】B 【解析】AB．闭合S1，电动机启动，电动机启动的瞬间，电动机内阻与车灯并联，外电阻变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流变大，路端电压变小；则电流表示数变大，故A正确，不满足题意要求；B错误，满足题意要求； C．由于路端电压变小，即车灯两端电压变小，通过车灯的电流变小，车灯亮度变暗，故C正确，不满足题意要求； D．根据，由于电路总电流变大，可知电源把其他形式的能转化为电能的功率变大，故D正确，不满足题意要求。故选B。 2．（2025·北京石景山·期末）如图所示为一种自动测量压力的电路图，其中为滑动变阻器，为定值电阻，A为电流表，为压敏电阻，其阻值会随着压力的增大而减小。下列说法正确的是（   ） A．受到的压力减小时，电流表的示数减小 B．受到的压力增大时，两端的电压减小 C．若将电流表标度为压力表，则表示压力的“0”刻度在右侧 D．若从不受压力到压力增加至某一值，阻值越大，电流表的示数变化越大 【答案】C 【解析】A．因压敏电阻其阻值会随着压力的增大而减小，故压力减小时，的电阻增大，外电路电阻增大，回路总电流减小，电源内阻分得的电压减小，路端电压增大，因此上的电流满足 电流表的示数增大，故A错误； B．压力增大时，的电阻减小，因此回路总电流增大，两端的电压增大，故B错误； C．若将电流表标度为压力表，当压力为0时，的电阻最大，电流表的示数为最大值，因此表示压力的“0”刻度在右侧，故C正确； D．路端并联电阻的总阻值为 若选用阻值大的，则在减小相同阻值的情况下，并联电阻的总阻值减小量就越小，并联电阻的总电压变化就越小，电流表的示数变化越小，故D错误。故选C。 考向2 含容电路问题 3．（2025·北京清华附中·月考）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S闭合，两板间一质量为m，电荷量大小为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计。则下列说法正确的是（　　） A．若电阻断路，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 B．若电阻短路，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C．将滑动变阻器滑片P向上移动过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 D．将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 【答案】C 【解析】A．若电阻断路，电路总电阻增大，干路电流减小，电源内阻与电阻承担电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知，平行板电容器两极板电压增大，极板之间的电场强度增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上加速运动，根据 可知，平行板电容器极板所带电荷量增大，平行板电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，则上极板失电子，G中有从b到a的电流，故A错误； B．若电阻短路，电路总电阻减小，干路电流增大，电阻与滑动变阻器并联部分承担电压增大，即平行板电容器两极板电压增大，极板之间的电场强度增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上加速运动，根据 可知，平行板电容器极板所带电荷量增大，平行板电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，则上极板失电子，G中有从b到a的电流，故B错误； C．将滑动变阻器滑片P向上移动过程中，滑动变阻器接入电阻增大，干路电流减小，电源内阻与电阻承担电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知，平行板电容器两极板电压增大，极板之间的电场强度增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上加速运动，根据 可知，平行板电容器极板所带电荷量增大，平行板电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，则上极板失电子，G中有从b到a的电流，故C正确； D．将S断开后，平行板电容器与电阻与滑动变阻器并联部分构成新的回路，电容器将放电，放电完成后，极板不带电，极板之间的电场强度为0，油滴所受电场力为0，即油滴将向下做加速运动，由于平行板电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，放电过程中，上极板得电子，则G中有从a到b的电流，故D错误。故选C。 题型二 交变电流的四值和变压器的分析与计算 1．（2025北京，T4，3分）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 【解析】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。 2．（2025广东，T2，4分）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 【解析】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。 知识1 交变电流的四值问题 正弦式交变电流的“四值”及应用 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e=Emsin ωt i=Imsin ωt 计算线圈某一时刻的受力情况 峰值 交变电流最大的瞬时值 Em=NBSω Im= 确定用电器的耐压值、电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 E= U= I= （1）计算与电流热效应相关的量（如功率、热量） （2）交流电表的测量值 （3）用电器设备标注的额定电压、额定电流 （4）保险丝的熔断电流 平均值 i-t图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值 =N = 计算通过电路某截面的电荷量 知识2 理想变压器的基本关系 1.基本关系式 种类 单磁路一个副线圈 单磁路多个副线圈 原理 ΔΦ1=ΔΦ2 E1=n1 E2=n2 ΔΦ1=ΔΦ2=ΔΦ3 E1=n1 E2=n2 E3=n3 结构示意 关系 = I1n1=I2n2 P1=P2 == I1n1=I2n2+I3n3 P1=P2+P3 2.关于理想变压器的四点说明 （1）变压器不能改变直流电压。 （2）变压器不能改变交变电流的频率。 （3）理想变压器本身不消耗能量。 （4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。 3.常见变压器 （1）自耦变压器 （2）互感器 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在交流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变为小电流 利用的公式 = I1n1=I2n2 知识3 理想变压器的动态分析 1.理想变压器的制约关系 制约关系 电压 （1）输入电压U1由电源决定 （2）U2=U1⇒输出电压U2由输入电压U1和匝数比共同决定 功率 P入=P出⇒输入功率P入由输出功率P出决定 电流 I1=I2⇒输入电流I1由输出电流I2和匝数比共同决定 2.两类理想变压器的动态分析问题 （1）匝数比不变的情况（如图所示） ①U1不变，输入电压U1决定输出电压U2，根据=可以得出不论负载电阻R如何变化，U2都不变。 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。 ③I2变化引起P2变化，根据P1=P2可以判断P1的变化。 （2）负载电阻不变的情况（如图所示） ①U1不变，发生变化，U2变化。 ②R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，U1不变时，I1发生变化。 考向1 交变电流的四值问题 1．（2025·北京丰台·期末）图1为交流发电机的示意图。线圈ABCD绕OO′匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．电流的表达式（A） B．线圈的转速为10r/s C．若线圈的转速变为原来的2倍，电流的表达式（A） D．若线圈的转速变为原来的2倍，线圈中电流的有效值约为2.26A 【答案】C 【解析】A．由图2可知，电流的表达式为正弦形式，且， 故电流的表达式为，故A错误； B．线圈的转速为，故B错误； CD．根据， 可知，若线圈的转速变为原来的2倍，和均变为原来的2倍，电流的表达式为 根据可知，线圈中电流的有效值为，故C正确，D错误。故选C。 考向2 理想变压器的基本关系应用 2．（2025·北京海淀·期末）某理想变压器的原线圈接在如图所示的正弦式交流电源上，副线圈的输出电压为1100V，下列说法正确的是（　　） A．变压器输入电压的瞬时值表达式为 B．原、副线圈的匝数之比为1：5 C．原、副线圈交流电的频率之比为1：5 D．原、副线圈的功率之比为1：1 【答案】ABD 【解析】A．由图像可知输入电压的最大值为 周期为，则角速度为 则变压器输入电压的瞬时值表达式为，故A正确； B．原线圈输入电压的有效值为， 根据理想变压器两端的电压比等于匝数比，有，故B正确； C．理想变压器不改变交流电的频率，则原、副线圈交流电的频率之比为1：1，故C错误； D．理想变压器忽略磁损、铜损和铁损，则原、副线圈的功率之比为1：1，故D正确。故选ABD。 考向3 理想变压器的动态分析 3．（2025·北京人大附中·期末）如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器可视为理想变压器，输入电压也可以视为不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器，当用电器增加时（相当于R的值减小），关于图中各表读数的判断，下列说法正确的是（　　） A．A1、A2读数都增大 B．A1读数增大、A2读数减小 C．V2读数增大、V3读数减小 D．V2读数减小、V3读数减小 【答案】A 【解析】CD．理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出电压也不变，所以的示数不变，当用电器增加时，相当于的阻值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即的示数变大，由于副线圈的电流变大，电阻的电压变大，又因为的示数不变，所以的示数变小，故C D错误。 AB．由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以的示数变大，故A正确，B错误。故选A。 题型三 远距离输电 1．（2025湖北，T8，4分）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（　　） A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 【答案】AC 【解析】A．整个电路物理量标注如图 设用户端总电阻为R用户，降压器输入端等效为电阻Rx，则有 因为 其中I2=I3，则对于输电线有 联立整理可得 仅增加用户数，则R用户减小，可知I2增大，根据 可知r消耗的功率增大，故A正确； B．仅增加用户数，I2增大，根据 可知U3减小，根据用户端的电压 可知用户端的电压减小，故B错误； C．仅适当增加n2，根据 可知U2增大，根据 可知I2增大，根据 可知U3增大，根据用户端的电压 可知用户端的电压增大，故C正确； D．由C选项可知，仅适当增加n2，I2增大，整个电路消耗的电功率 由于U2增大，故整个电路消耗的电功率变大，故D错误。故选AC。 2．（2025重庆，T9，5分）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 【解析】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。 命题解读 新情境：本题以“疆电入渝”工程为背景，涉及特高压直流输电以及后续的交流电转换和变压器降压等内容。相较于传统的简单电路或变压器单独考查情境，“疆电入渝”这一实际的大型电力输送工程情境具有一定的新颖性，它将物理知识与现实中的电力输送工程相结合，属于新情境。 新角度：本题从实际电力输送工程的角度出发，考虑到输电过程中的功率损耗限制，进而计算导线电阻等参数。在分析家用交流电时，从其表达式准确获取最大值和频率等参数。对于变压器，从实际的电压转换需求出发，分析原副线圈的匝数比和电流比。这种从实际工程需求和应用角度进行分析的方式，有别于传统仅从理论模型角度的分析，属于新角度。 新思维：本题要求学生具备将实际工程问题转化为物理模型的思维能力。能够把“疆电入渝”工程中的输电过程、交流电转换和变压器降压等环节，分别对应到直流输电模型、正弦式交流电模型和理想变压器模型，然后运用相应的物理规律进行分析和计算。同时，需要学生具备综合分析思维，将多个物理模型和知识点联系起来，解决实际问题，这种思维方式有别于传统单一模型和单一知识点的思维模式，属于新思维。 知识1 远距离输电问题中的“三、二、一” 远距离输电问题的解题策略 1．理清三个回路 2．抓住两个联系 （1）回路1和回路2的联系——升压变压器→基本关系：==，P1=P2。 （2）回路2和回路3的联系——降压变压器→基本关系：==，P3=P4。 3．明确三个重要关联式（联系两个变压器的纽带） （1）功率关联式：P2=ΔP+P3 （其中ΔP=ΔUI线=R线=）。 （2）电压关联式：U2=ΔU+U3。 （3）电流关联式：I2=I线=I3。 知识2 远距离输电问题中的电压和功率损失 1.输电损耗：如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P'，用户的电压为U'，输电线总电阻为R。 输电电流 电压损失 功率损失 I=== ΔU=U-U'=IR ΔP=P-P'=I2R=（）2R 2.减少输电线上电能损失的方法 （1）减小输电线的电阻R。由R=ρ知，可加大输电线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。 （2）减小输电线中的电流。在输电功率一定的情况下，根据P=UI知，要减小电流，必须提高输电电压。 考向1 远距离输电问题中的功率计算 1．（2025·北京通州·期末）“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的东部地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电。某发电厂原来用11kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到330kV输电，输送的电功率都是P。若输电线路的电阻为R，下列说法中正确的是（　　） A．提高电压后用户端获得的电压增大为原来的30倍 B．根据公式，提高电压后输电线上的电流增大为原来的30倍 C．根据公式，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的900倍 D．根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减少为原来的 【答案】D 【解析】AB．输电电压减去线路损失电压（）为降压器输入端电压，输电线电流 若输送电压提高到30倍，可知电流减小为原来的，线路损失电压也减小为原来的，根据用户电压（为降压器原、副线圈匝数） 可知用户端电压并非原来的30倍，故AB错误； CD．根据功率损失公式 当变为30倍，减少为，故C错误，D正确。故选D。 考向2 远距离输电问题中的动态分析 2．（2025·北京朝阳·期末）如图所示为远距离输电示意图，各变压器均视为理想变压器，若发电机的输出电压不变。在用电高峰时（可等效为用户的总电阻减小），电路中所标物理量变化正确的是（　　） A．降压变压器的输出电压增大 B．输电线上的电流，增大 C．输电线上损失的电压减少 D．升压变压器的输出电压不变 【答案】BD 【解析】根据原副线圈电压与匝数的关系可知 若发电机的输出电压不变，则不变。 将降压变压器及用户部分等效为电阻，则有 又有 求得 和是串联，则，，， 在用电高峰时，减小，减小，减小，增大，增大。故选BD。 2 / 33 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 直流电路和交流电路 目录 01 2 02 构·知能架构 3 03 破·题型攻坚 4 题型一 恒定电流电路的分析与计算 4 真题动向 4 必备知识 9 真题动向 与生产生活情境结合 必备知识 知识1 闭合电路的功率和效率 知识2 闭合电路中的动态分析的三种方法 知识3 含容电路问题分析方法 命题预测 考向1 闭合电路中的动态分析问题 考向2 含容电路问题 题型二 交变电流的四值和变压器的分析与计算 15 真题动向 弱化“孤立知识点记忆”，强化“多模块知识融合” 必备知识 知识1 交变电流的四值问题 知识2 理想变压器的基本关系 知识3 理想变压器的动态分析 命题预测 考向1 交变电流的四值问题 考向2 理想变压器的基本关系应用 考向3 理想变压器的动态分析 题型三 远距离输电 15 真题动向 以国家重大能源工程、电网运行实际为背景，强化物理知识与社会发展的联系 必备知识 知识1 远距离输电问题中的“三、二、一” 知识2 远距离输电问题中的电压和功率损失 命题预测 考向1 远距离输电问题中的功率计算 考向2 远距离输电问题中的动态分析 命题轨迹透视 从近三年北京高考物理试题来看，试题仍以选择题和实验题为主，计算题偶现于中档或压轴位置，整体难度中等偏高。命题趋势：将延续“稳中求进、素养导向”的核心趋势，呈现清晰的递进式考查路径：从基础电路分析（欧姆定律、电功率）起步，逐步过渡到动态电路与含容电路的综合分析，再聚焦交变电流有效值、变压器原理等核心概念，最终延伸至远距离输电等生产生活真实场景应用，全程注重将理想模型与新能源、家用电器等真实情境结合，突出对电路构建、图像分析及实际运算能力的考查。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 恒定电流电路中的分析与计算 交变电流的四值和变压器的分析与计算 北京卷T4，4分 北京卷T7，4分 远距离输电 2026命题预测 预计2026年北京物理高考在直流电路和交流电路方面，将继续坚持“情境真实、模型典型、能力综合”导向，直流电路重点考查‌滑动变阻器引起的动态变化‌和‌自感现象的瞬态响应‌（如断电时灯泡闪亮）；交流电路聚焦‌正弦交流电的有效值与峰值关系‌、‌理想变压器的电压电流比‌及‌远距离输电损耗分析‌。实验题强化‌示波器操作与波形识别‌，要求掌握周期、峰峰值测量和有效值本质。命题情境高度工程化，如家用供电、电网降压等，强调从实际抽象模型的能力。受电场模块影响，‌电源内阻随温度变化‌或‌电感非线性特性‌可能成为新考点，推动考查向“工程现实”深化。 题型一 恒定电流电路的分析与计算 1．（2025浙江，T1，3分）我国新一代车用电池能够提供更长的续航里程，其参数之一为。其中单位“”（瓦时）对应的物理量是（　　） A．能量 B．位移 C．电流 D．电荷量 2．（2025浙江，T7，3分）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 知识1 闭合电路的功率和效率 1.电源的功率和效率 电源总功率 任意电路：P总=EI=P出+P内 纯电阻电路：P总=I2（R+r）= 电源内部消耗的功率 P内=I2r=P总-P出 电源的输出功率 任意电路：P出=UI=P总-P内 纯电阻电路：P出=I2R= 电源的效率 任意电路：η=×100%=×100% 纯电阻电路：η=×100% 2.电源的输出功率与外电阻的关系 对纯电阻电路：P出=UI=I2R=R==，则P出与外电阻R的函数关系可用如图所示图像表示。 由P出与外电阻R的关系图像可知： （1）当R=r时，电源的输出功率最大，最大值Pmax=。 （2）当R>r时，随着R的增大，输出功率P出越来越小。 （3）当R<r时，随着R的增大，输出功率P出越来越大。 （4）当P出<Pm且不为0时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2=r2。 3. 关于电源功率和效率问题的两点提醒 （1）当电源的输出功率最大为时，电源的效率并不是最大，只有50%;当R→∞时，η →100%，但此时P出→0，无实际意义。 （2）对于电路中的定值电阻，其消耗的功率根据P=I2R来判断，与电源输出功率大小的判断方法不同。 知识2 闭合电路中的动态分析的三种方法 动态分析问题的常用“三法” 1.程序法 或者按以下步骤分析： 2.“串反并同”结论法（应用条件：电源电动势不变，内阻不为零且外电路只有一个变电阻） （1）所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大。 （2）所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小。 即：←R↑→ 3．极限法 因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零，然后再讨论。 总电阻变化的几种情况 1.当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小)。 2.若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小。 3.在如图甲所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中一段R并与用电器并联,另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。 4.在电阻R和电阻R0组成的如图乙所示的电路中,两支路电阻越趋于相等,乙图中电路电阻越大,两支路电阻相等时,乙图中电路电阻最大。 知识3 含容电路问题分析方法 1.电路简化 把电容器所在的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。 2.电容器的电压 电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。 3.电容器的电荷量及变化 （1）电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电;若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 （2）如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|。 （3）如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1+Q2。 考向1 闭合电路中的动态分析问题 1．（2025·北京西城·期末）电动势为E、内阻为r的汽车电源与电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示。先闭合S2，车灯接通，电动机未启动；再闭合S1，电动机启动。电动机启动的瞬间，下列说法错误的是（　　） A．电流表示数变大 B．路端电压变大 C．车灯亮度变暗 D．电源把其他形式的能转化为电能的功率变大 2．（2025·北京石景山·期末）如图所示为一种自动测量压力的电路图，其中为滑动变阻器，为定值电阻，A为电流表，为压敏电阻，其阻值会随着压力的增大而减小。下列说法正确的是（   ） A．受到的压力减小时，电流表的示数减小 B．受到的压力增大时，两端的电压减小 C．若将电流表标度为压力表，则表示压力的“0”刻度在右侧 D．若从不受压力到压力增加至某一值，阻值越大，电流表的示数变化越大 考向2 含容电路问题 3．（2025·北京清华附中·月考）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S闭合，两板间一质量为m，电荷量大小为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计。则下列说法正确的是（　　） A．若电阻断路，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 B．若电阻短路，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流 C．将滑动变阻器滑片P向上移动过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流 D．将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过 题型二 交变电流的四值和变压器的分析与计算 1．（2025北京，T4，3分）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 2．（2025广东，T2，4分）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 知识1 交变电流的四值问题 正弦式交变电流的“四值”及应用 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e=Emsin ωt i=Imsin ωt 计算线圈某一时刻的受力情况 峰值 交变电流最大的瞬时值 Em=NBSω Im= 确定用电器的耐压值、电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 E= U= I= （1）计算与电流热效应相关的量（如功率、热量） （2）交流电表的测量值 （3）用电器设备标注的额定电压、额定电流 （4）保险丝的熔断电流 平均值 i-t图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值 =N = 计算通过电路某截面的电荷量 知识2 理想变压器的基本关系 1.基本关系式 种类 单磁路一个副线圈 单磁路多个副线圈 原理 ΔΦ1=ΔΦ2 E1=n1 E2=n2 ΔΦ1=ΔΦ2=ΔΦ3 E1=n1 E2=n2 E3=n3 结构示意 关系 = I1n1=I2n2 P1=P2 == I1n1=I2n2+I3n3 P1=P2+P3 2.关于理想变压器的四点说明 （1）变压器不能改变直流电压。 （2）变压器不能改变交变电流的频率。 （3）理想变压器本身不消耗能量。 （4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。 3.常见变压器 （1）自耦变压器 （2）互感器 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在交流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变为小电流 利用的公式 = I1n1=I2n2 知识3 理想变压器的动态分析 1.理想变压器的制约关系 制约关系 电压 （1）输入电压U1由电源决定 （2）U2=U1⇒输出电压U2由输入电压U1和匝数比共同决定 功率 P入=P出⇒输入功率P入由输出功率P出决定 电流 I1=I2⇒输入电流I1由输出电流I2和匝数比共同决定 2.两类理想变压器的动态分析问题 （1）匝数比不变的情况（如图所示） ①U1不变，输入电压U1决定输出电压U2，根据=可以得出不论负载电阻R如何变化，U2都不变。 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。 ③I2变化引起P2变化，根据P1=P2可以判断P1的变化。 （2）负载电阻不变的情况（如图所示） ①U1不变，发生变化，U2变化。 ②R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，U1不变时，I1发生变化。 考向1 交变电流的四值问题 1．（2025·北京丰台·期末）图1为交流发电机的示意图。线圈ABCD绕OO′匀速转动。线圈中产生的正弦式交变电流如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．电流的表达式（A） B．线圈的转速为10r/s C．若线圈的转速变为原来的2倍，电流的表达式（A） D．若线圈的转速变为原来的2倍，线圈中电流的有效值约为2.26A 考向2 理想变压器的基本关系应用 2．（2025·北京海淀·期末）某理想变压器的原线圈接在如图所示的正弦式交流电源上，副线圈的输出电压为1100V，下列说法正确的是（　　） A．变压器输入电压的瞬时值表达式为 B．原、副线圈的匝数之比为1：5 C．原、副线圈交流电的频率之比为1：5 D．原、副线圈的功率之比为1：1 考向3 理想变压器的动态分析 3．（2025·北京人大附中·期末）如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器可视为理想变压器，输入电压也可以视为不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器，当用电器增加时（相当于R的值减小），关于图中各表读数的判断，下列说法正确的是（　　） A．A1、A2读数都增大 B．A1读数增大、A2读数减小 C．V2读数增大、V3读数减小 D．V2读数减小、V3读数减小 题型三 远距离输电 1．（2025湖北，T8，4分）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（　　） A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 2．（2025重庆，T9，5分）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 知识1 远距离输电问题中的“三、二、一” 远距离输电问题的解题策略 1．理清三个回路 2．抓住两个联系 （1）回路1和回路2的联系——升压变压器→基本关系：==，P1=P2。 （2）回路2和回路3的联系——降压变压器→基本关系：==，P3=P4。 3．明确三个重要关联式（联系两个变压器的纽带） （1）功率关联式：P2=ΔP+P3 （其中ΔP=ΔUI线=R线=）。 （2）电压关联式：U2=ΔU+U3。 （3）电流关联式：I2=I线=I3。 知识2 远距离输电问题中的电压和功率损失 1.输电损耗：如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P'，用户的电压为U'，输电线总电阻为R。 输电电流 电压损失 功率损失 I=== ΔU=U-U'=IR ΔP=P-P'=I2R=（）2R 2.减少输电线上电能损失的方法 （1）减小输电线的电阻R。由R=ρ知，可加大输电线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线。 （2）减小输电线中的电流。在输电功率一定的情况下，根据P=UI知，要减小电流，必须提高输电电压。 考向1 远距离输电问题中的功率计算 1．（2025·北京通州·期末）“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的东部地区。为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电。某发电厂原来用11kV的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到330kV输电，输送的电功率都是P。若输电线路的电阻为R，下列说法中正确的是（　　） A．提高电压后用户端获得的电压增大为原来的30倍 B．根据公式，提高电压后输电线上的电流增大为原来的30倍 C．根据公式，提高电压后输电线上的功率损失增大为原来的900倍 D．根据公式，提高电压后输电线上的功率损失减少为原来的 考向2 远距离输电问题中的动态分析 2．（2025·北京朝阳·期末）如图所示为远距离输电示意图，各变压器均视为理想变压器，若发电机的输出电压不变。在用电高峰时（可等效为用户的总电阻减小），电路中所标物理量变化正确的是（　　） A．降压变压器的输出电压增大 B．输电线上的电流，增大 C．输电线上损失的电压减少 D．升压变压器的输出电压不变 2 / 33 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $