第35讲 交变电流、变压器、传感器、电磁振荡与电磁波（复习讲义）（黑吉辽蒙专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义聚焦交变电流、变压器、远距离输电、传感器及电磁波等核心考点，按“产生规律-四值辨析-变压器应用-输电模型-传感器与电磁波”逻辑架构知识，通过命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源四环节，帮助学生系统构建知识网络，突破动态分析、有效值计算等难点。 资料以“考向破译+情境变式”创新设计，如结合三峡输电情境讲解升压降压原理，用“等效电阻法”分析变压器动态问题，培养学生科学思维与模型建构能力。分层设置基础例析、变式训练及真题演练，确保高效突破高频考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

第35讲 交变电流、变压器、传感器、电磁振荡与电磁波 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 交变电流的产生及变化规律 知识点1 交变电流的产生及变化规律 考向1 交变电流的表达式和图像 考点二 交变电流“四值”的理解和应用 知识点1 交变电流“四值”的比较 考向1 交变电流的四值 考向2 交变电流的有效值的计算 考点三 理想变压器 知识点1 理想变压器的基本规律的应用 考向1 理想变压器的简单计算 考向2 原线圈含电阻的计算 考向3 含二极管的变压器的计算 考向4 理想变压器的动态分析 考点四 远距离输电问题 知识点1 远距离输电的原理 考向1 输电原理及功率损失 考向2 用户端功率改变对电路的影响 考点五 传感器 知识点1 传感器 考向1 传感器 考点六 电磁振荡与电磁波 知识点1 电磁振荡与电磁波 考向1 电磁振荡与电磁波 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 交变电流的产生和表达式 黑吉辽蒙联考卷6T,4分 考情分析 题型与考向：该知识点多以选择题形式出现，属于高频基础考点，整体难度中等，是物理试卷中性价比很高的得分点。核心考查内容包括交变电流基础，理想变压器核心规律，动态分析题型以及远距离输电方面。 情境与立意： 1.工业生产情境：结合三峡水电站、变电站高压输电线路等真实工程场景。引出“如何实现远距离低损耗输电”的问题，关联变压器升压、降压的实际应用逻辑。 2.‌课堂探究情境‌：通过“两个无导线连接的线圈套在闭合铁芯上，接交流电源后小灯泡发光”的小实验，引发学生思考能量传递的原理，直观呈现互感现象的作用。 3.‌生活应用情境‌：结合家用220V市电、不同用电设备的适配电压需求，解释变压器如何灵活调整电压等级，贴合日常用电认知。 复习目标 1.基础目标：系统掌握交变电流的核心概念，包括正弦式交变电流的产生规律、中性面的特殊性质，熟练区分并计算交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值这“四值”。 2.核心目标：透彻理解变压器的工作原理与结构功能，熟练运用理想变压器的电压比、电流比、功率守恒三大规律，能独立完成变压器的两类动态分析题型，突破该模块的高频考点。 3.拓展目标：掌握远距离输电的“三个回路、两个联系”分析逻辑，能准确计算输电线路的电压损失与功率损耗，结合生活中的变压器应用场景，具备用相关规律解决实际问题的能力。 思维建模·脉络梳理 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 交变电流的产生及变化规律 知识点1 交变电流的产生及变化规律 知●识●解●构 一、交变电流 1.定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫作交变电流。 2.图像：如图所示 图甲、乙、丙、丁所示电流都属于交变电流，图戊所示电流属于恒定电流。 二、正弦式交变电流的产生和变化规律 1.产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。 注意：交变电流的种类有很多，但同时具备这三个条件才会产生正弦式交变电流：匀强磁场；线圈转轴和磁场垂直；匀速转动。 2.中性面及其特点 （1）定义：与磁场方向垂直的平面。 （2）特点 ①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零。 ②线圈转动一周，2次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。 3.变化规律（线圈从中性面位置开始计时） （1）电动势e随时间变化的规律： e＝E msin ωt. （2）电压u随时间变化的规律： u＝U msin ωt. （3）电流i随时间变化的规律：i＝ I msin ωt。 其中ω是线圈转动的角速度，E m＝nBSω。 三、描述交变电流的物理量 1.周期和频率 （1）周期（T）：交变电流完成一次周期性变化，即线圈转一周所需要的时间，单位是秒（s），公式T＝。 （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＝或 f＝。 四、描述交变电流的解析式和图像 1.正弦式交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时） 规律 物理量 函数表达式 图像 磁通量 Φ=Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝E msin ωt＝nBSωsin ωt 电压 u＝U msin ωt＝sin ωt 电流 i＝I msin ωt＝sin ωt 2.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置 图示 特点 B⊥S B∥S Φ＝BS，最大 Φ＝0，最小 e＝n＝0，最小 e＝n＝nBSω，最大 电流为零，方向改变 电流最大，方向不变 3.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 （1）求出角速度，ω＝＝2πf。 （2）根据公式Em＝nBSω求出相应峰值。 （3）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 ①开始计时线圈与中性面重合，则i－t函数式为i＝Imsin ωt； ②开始计时线圈与中性面垂直，则i－t函数式为i＝Imcos ωt； ③开始计时线圈与中性面夹角为θ，则i－t函数式为i＝Imsin(ωt＋θ）。 考●向●破●译 考向1 交变电流的表达式和图像 例1 （25-26高二下·黑龙江哈尔滨）一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如甲图所示，则以下说法中正确的是（　　） A．时刻，交变电流的电动势达到最大 B．时刻，交变电流的电动势为零 C．时刻，线圈平面位于中性面 D．该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙 【答案】A 【详解】由图甲可得，和时，，线圈平面与中性面垂直，此时交变电流的电动势e达到最大，而图乙中，和时，交变电流的电动势e为0，故选A。 【变式训练1·变情境】（2025·辽宁·一模）如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断 B．交变电流的周期为0.03s C．在时穿过线框的磁通量为零 D．线框匀速转动的角速度为 【答案】D 【详解】A．根据图乙可知，交流电流的最大值为，故有效值 可知该交变电流不可将熔断电流为3A的保险丝熔断，故A错误； B．根据图乙可知交流电的周期，故B错误； C．根据图乙可知时，产生的感应电流为零，此时线框位于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，故C错误； D．线框转动的角速度为 故D正确。 故选D。 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·吉林四平）如图甲所示，在匀强磁场中一匝数的矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈平面与磁场方向垂直 B．时，线圈平面和中性面重合 C．时，线圈中磁通量变化率为零 D．穿过线圈磁通量的最大值为 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，时，线圈产生的电动势为最大值，此时线圈平面和磁场方向平行，故A错误； B．时，感应电动势最大，线圈平面和中性面垂直，故B错误； C．时，电动势为0，线圈平面和中性面重合，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，故C正确； D．该交流电的周期，则线圈转动的角速度为，由可得，故D错误。 故选C。 考点二 交变电流“四值”的理解和应用 知识点1 交变电流“四值”的比较 知●识●解●构 1.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝E msin ωt i＝I msin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 E m＝nBSω I m= 讨论电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U= I= （只适用于正弦式交变电流） （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”上所标的一般是指有效值 （3）保险丝的熔断电流为有效值 （4）交流电压表和电流表的读数为有效值 平均值 某段时间内感应电动势或电流的平均值大小 =BL ＝n ＝ 计算通过电路截面的电荷量 2.最大值和有效值 （1）峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。 （2）有效值：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交变电流的一个周期内产生的热量相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值。 3. 交变电流解题方法 （1）有效值的“等效热量法” 对于任何形式的交变电流，都可以根据有效值的定义，计算其在一个周期内通过电阻产生的热量，再让恒定电流通过相同电阻，在相同时间内产生相同热量，从而求出有效值，这是计算有效值的通用方法。 （2）瞬时值表达式的“三要素法” 确定正弦式交变电流瞬时值表达式的三个要素：峰值、角速度、初始相位，其中峰值由计算，角速度由计算，初始相位由线圈的初始位置确定。 4. 交变电流易错点 （1）有效值与峰值的混淆 很多同学会在计算电功、电功率时误用峰值代替有效值，只有在计算电容器的击穿电压等特定场景下才使用峰值，其余涉及能量、功率的计算均需用有效值 （2）非正弦式交变电流的有效值计算错误 非正弦式交变电流的有效值不能直接套用正弦式的峰值与有效值关系，必须根据热效应定义，通过计算一个周期内的热量来推导 考●向●破●译 考向1 交变电流的四值 例1 （25-26高二上·辽宁大连）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（　　） A．交流电a的电压瞬时值为 B．线圈先后两次转速之比为2：3 C．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零 D．交流电b电压的最大值为 【答案】D 【详解】A．由题可知，图线a对于交流电的周期 电压的最大值 则对于线圈的角速度 交流电a的电压瞬时值为，故A错误； B．由图可知，交流电b的周期为 则两次对应线圈的转速之比为，故B错误； C．t=0时刻u=0，根据法拉第定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大，故C错误； D．瞬时电压的最大值 则有 结合上述分析可知，， 联立解得，故D正确。 故选D。 【变式训练1·变情境】（24-25高二下·黑龙江大庆）闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图甲所示，同时把此线圈作为电源接入如图乙所示的电路中。则（    ） A．理想电压表的示数为 B．时穿过闭合线圈的磁通量最大 C．的瞬时表达式为 D．定值电阻上的电流方向每秒钟改变50次 【答案】C 【详解】C．根据图甲，电动势最大值 ，周期 ，则 瞬时值表达式 故C正确； B．时电动势最大，穿过闭合线圈的磁通量最小，故B错误； D．电流方向每个周期改变2次，每秒钟50个周期，所以定值电阻R上的电流方向每秒钟改变100次，故D错误； A．理想电压表V的示数为有效值，其大小为，故A错误。 故选C。 【变式训练2·变考法】（2025·辽宁丹东·一模）图甲为风力发电的简易模型，绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁，风叶转动时带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。当风叶匀速转动时，发电机输出电压视为正弦式交流电。发电机与一变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为，当风速为某一恒定值时，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。此时，若风速减小，导致风叶转速变为原来的，此过程中小灯泡阻值不变，所有线圈均为理想线圈，不计内阻。则下列说法中正确的是（　　） A．变压器原线圈电压的瞬时值表达式变为 B．电压表V2的示数为 C．小灯泡的功率变为原来的 D．发电机产生的交变电流的周期变为 【答案】D 【详解】A．根据题意，结合题图可得变化前得，周期，所以角速度 解得 故变压器原线圈电压的瞬时值表达式变为 根据可知变化之后，， 故 故A答案错误； B．电压表的示数为副线圈的有效值，根据变压器电压关系 又由 解得电压表V2的示数为 故B答案错误；     C．若风速减小，导致风叶转速变为原来的，则根据 可知灯泡两端电压也变为原来的 根据 得灯泡的功率变为原来的 故C答案错误； D．根据转速与角速度的关系 又 故转速变为原来的，周期变为0.04s。 故选D。 考向2 交变电流的有效值的计算 例2 （25-26高三下·辽宁抚顺）如图所示，a、b间接正弦交流电源，输出电压，电路中的定值电阻阻值R=10Ω，电压表为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A．电阻中电流的有效值为2A B．t=0.01s时，电压表的示数为0 C．1min内，电阻产生的焦耳热为2400J D．0~0.01s内，通过电阻的电荷量为 【答案】D 【详解】A．根据欧姆定律可得 所以电流的有效值为，故A错误； B．电压表示数为有效值，任意时刻其示数均不为0，故B错误； C．1min内，电阻产生的焦耳热，故C错误； D．假设产生输入电压的线圈为N匝，由题可知 则 根据可得 则在0~0.01s内，通过电阻的电荷量为，故D正确。 故选D。 【变式训练1·变情境】（25-26高三上·辽宁葫芦岛）如图所示交变电流图像中，时间轴上方曲线为正弦交流电半个周期所形成的图线，则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据有效值的定义，有 解得该交变电流的有效值为 故选A。 【变式训练2·变考法】（25-26高三上·辽宁丹东）中国“探海工程”中研发的深海电磁发电装置，可利用海底洋流带动线圈在强磁场中转动实现发电。图示为该装置的工作原理简化图，核心部件是N=200匝的矩形线圈，面积S=0.5m2，线圈在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度rad/s匀速转动，线圈总电阻r=5Ω，在其输出端与一个含有R=5Ω的电阻的电路相连，电压表为理想电表，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是（　　） A．t=0.05s时，穿过线圈的磁通量为Wb B．理想电压表示数为V C．一个周期内线圈产生的焦耳热为J D．转过60°角过程中，通过电阻R的电荷量为4C 【答案】A 【详解】A．t=0.05s时，线圈转过，穿过线圈的磁通量为，故A正确； B．电源电动势的有效值为 理想电压表示数为，故B错误； C．线圈转动的周期为 一个周期内线圈产生的焦耳热为，故C错误； D．转过60°角过程中，通过电阻R的电荷量为，故D错误； 故选A。 考点三 理想变压器 知识点1 理想变压器的基本规律的应用 知●识●解●构 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：电磁感应的互感现象。 2. 基本关系式 （1）功率关系： P入＝P出。 （2）电压关系：①有一个副线圈时，＝。 ②有多个副线圈时＝ ＝＝…。 （3） 电流关系： ①有一个副线圈时＝，且I2决定I1。 ②有多个副线圈时，由P入＝P出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn，输出决定输入。 （4）频率关系：f1＝f2，变压器不改变交变电流的频率。 3. 电压互感器和电流互感器 （1）电压互感器：把高电压变成低电压，如图A所示。 （2）电流互感器：把大电流变成小电流，如图B所示。 4. 理想变压器的基本特点 （1）无漏磁，故原、副线圈中的Φ、相同。 （2）线圈无电阻，因此无电压损失，U＝E＝n。 （3）根据＝得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有＝＝＝… 5. 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）变压器只能改变交变电流的电压和电流，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。 6. 分析变压器电路的两个难点 （1）分析原线圈有串联负载的变压器电路问题时要注意：变压器的输入电压不等于电源的电压，而是等于电源电压减去串联负载的电压，即U1＝U源－U串。 （2）分析含有二极管的变压器电路问题时要注意：理想二极管具有单向导电性，正弦式交变电流通过二极管后会变成半波直流电流，对应的有效值会发生变化。 7. 两种特殊的变压器模型 （1）自耦变压器 自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图所示。 （2）互感器 电压互感器 电流互感器 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 ＝ I1n1＝I2n2 8. 变压器易错点 （1）变压器变流规律的适用条件混淆 变流规律仅适用于理想变压器且只有一个副线圈的情况，若有多个副线圈，需根据输入功率等于输出总功率来推导电流关系 （2）认为变压器能改变直流电压 变压器的工作原理是互感现象，只有当原线圈输入交变电流时，才能产生变化的磁场，使副线圈产生感应电动势，输入直流电流时，磁场不变，副线圈无感应电动势，无法变压 ✨得分速记：变压器解题方法 ⑴ 理想变压器的“功率守恒法” 理想变压器的输入功率等于输出功率，当有多个副线圈时，输入功率等于所有副线圈的输出功率之和，即，结合变压规律、，可推导各线圈的电流关系 (2) 远距离输电的“分步分析法” 按照“发电机→升压变压器→输电导线→降压变压器→用户”的流程，分步分析每个环节的电压、电流、功率变化，重点关注输电导线的功率损耗，其中为输电电流，由升压后的电压和输出功率决定 考●向●破●译 考向1 理想变压器的简单计算 例1 （2026高三·黑龙江辽宁）如图所示为家用燃气灶点火装置的电路原理图，直流电经转换器输出u=5sin100πt（V）的交流电，再加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。闭合开关S，当两点火针间电压瞬时值大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气，下列说法正确的是（     ） A．理想变压器原线圈中交流电的周期为T=0.01s B．图中交流电压表读数为5V C．要使燃气灶能正常点火， D．要使燃气灶能正常点火， 【答案】D 【详解】A．由，交流电周期为0.02s，故A错误； B．电压表测量的是交流电压的有效值，交流电电压的最大值，因此交流电压的有效值，即电压表的示数为，故B错误； C D．副线圈电压最大值为5000V时，根据变压器的原理可得 实际工作时，副线圈电压的瞬时值大于5000V，则，故C错误，D正确。 故选D。 【变式训练1·变考法】（2026·内蒙古乌兰察布·二模）如图所示的变压器为理想变压器，两电表为理想交流电表，定值电阻的阻值为，电阻箱的调节范围为0~99.9Ω。现在ab间接入的交流电，当电阻箱的阻值为时，两电表的示数分别为16V和0.25A。下列说法正确的是（　　） A．流过电流表的电流每秒改变方向50次 B．变压器原、副线圈的匝数比为 C． D．当电阻箱的阻值为时，电源消耗的总功率为12W 【答案】B 【详解】A．ab间接入的交流电，根据 可得频率 可得流过电流表的电流每秒改变方向100次，故A错误； B．根据电压关系，其中满足 可得 满足，电流关系 联立可得 可得变压器原、副线圈的匝数比为，故B正确； C．根据 可知，故C错误； D．当电阻箱的阻值为时，根据 可得原线圈电流为 电源消耗的总功率为，故D错误。 故选B。 【变式训练2·变考法】（2026·辽宁锦州·一模）某社区为满足居民新能源汽车充电需求，采用一原两副的理想变压器为两个区域的充电桩供电，电路如图所示。原线圈匝数为n1，接电压为U1的正弦交流电，副线圈Ⅰ匝数为n2，为Ⅰ区充电桩供电；副线圈Ⅱ匝数为n3，为Ⅱ区充电桩供电。下列说法正确的是（     ） A．原线圈输入功率等于副线圈Ⅰ、Ⅱ输出功率之和 B．仅增大n2，则Ⅰ区充电桩电压U2减小 C．副线圈Ⅰ、Ⅱ电流之比为n2∶n3 D．若Ⅱ区充电桩负载增多（总电阻减小），则Ⅰ区充电桩电压U2降低 【答案】A 【详解】A．理想变压器无能量损耗，输入功率全部转化为两个副线圈的输出功率，即原线圈输入功率等于副线圈Ⅰ、Ⅱ输出功率之和，故A正确； B．根据变压器原副线圈电压与匝数关系可得 仅增大n2，则Ⅰ区充电桩电压U2增大，故B错误； C．根据变压器原副线圈电压与匝数关系可得 即 由于副线圈Ⅰ、Ⅱ所接入的电阻不确定，所以无法得出副线圈Ⅰ、Ⅱ电流之比，故C错误； D．根据变压器原副线圈电压与匝数关系可得 则Ⅰ区充电桩电压U2与Ⅱ区充电桩负载无关，故D错误。 故选A。 考向2 原线圈含电阻的计算 例2 （2026·辽宁抚顺·模拟预测）某含有理想变压器的电路如图所示，变压器原、副线圈的匝数之比为，原线圈串联定值电阻R后接在正弦交流电源上，电源输出电压，小灯泡L规格为“3V  1.5W”。若小灯泡能正常发光，则定值电阻R的阻值大小为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】小灯泡正常发光，可知副线圈两端的电压为 根据理想变压器的规律可知 解得 交流电源输出电压的有效值为15V，故定值电阻R两端的电压为 灯泡正常工作时的电流为 根据理想变压器的规律可知 解得 所以定值电阻R的阻值为。 故选D。 【变式训练1·变情境】（25-26高二上·辽宁）如图，理想变压器原、副线圈分别接有相同的灯泡a、b、c，不考虑其电阻的变化。当输入电压为U时，b灯的功率是a灯功率的4倍，则原、副线圈匝数比为（　　） A．4∶1 B．1∶4 C．8∶1 D．1∶8 【答案】A 【详解】设原副线圈的匝数比为，灯泡的电阻为R，根据题意可得 解得 由于b、c并联，则副线圈两端的电压 则原线圈两端的电压 则原线圈中的电流 副线圈中的电流 根据理想变压器的原理可得 联立解得 故选A。 【变式训练2·变考法】（2025·黑龙江大庆·一模）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电流表为理想交流电表，在原、副线圈的回路中分别接有定值电阻，滑动变阻器，在a、b端接入如图乙所示的交变电压。下列说法正确的是（    ） A．副线圈中交流电的频率为100Hz B．原线圈两端电压的有效值为36V C．当滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω时，电流表的示数为3A D．仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，消耗的功率变大 【答案】C 【详解】A．由图可知，原线圈交流电的周期为0.02s，则交变电压的频率为Hz，则副线圈中交流电的频率为50Hz，故A错误； B．由图可知，电源电压的有效值为V=36V 由于的分压作用，导致原线圈两端电压的有效值小于36V，故B错误； CD．根据等效原理可知 当滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω时，电流表的示数为A 仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，滑动变阻器增大，则原线圈电流减小，消耗的功率变小，故C正确，D错误； 故选C。 考向3 含二极管的变压器的计算 例3 （25-26高二上·辽宁大连）如图甲所示，圆形线圈面积，匝数，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度随时间正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为磁场正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器原、副线圈匝数之比为，副线圈连接的电阻，，为理想二极管。下列说法正确的是（　　） A．时，圆形线圈中无电流 B．内流过的电流方向改变50次 C．圆形线圈中电压最大值是 D．第内原线圈输入的能量为 【答案】D 【详解】A．时，磁感应强度的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律可知，圆形线圈中的感应电流最大，故A错误； B．交变电流的周期为0.02s，一个周期电流方向改变2次，则1s=50T，流过的电流方向改变100次，故B错误； C．根据乙图可知 圆形线圈产生的感应电动势的最大值为，故C错误； D．感应电动势的有效值为 根据变压器规律有 电阻的功率 因为二极管的单向导电性，所以电阻两端电压的有效值为 则电阻的功率为 变压器的输入功率为 第内原线圈输入的能量为，故D正确。 故选D。 【变式训练1·变情境】（2026·四川·模拟预测）如图所示，水平面内固定的两平行光滑导轨间距为0.5 m，右端连接有理想变压器，变压器原、副线圈的匝数比为1∶5。副线圈上串联一阻值为10 Ω的定值电阻R和两个并联的理想发光二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）。导轨置于匀强磁场中，边界MN垂直于导轨，MN左侧磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，磁感应强度的大小均为2T。一根电阻不计的导体棒ab垂直于导轨放置，ab在外力作用下以MN为平衡位置在磁场区域内做简谐运动，其速度与时间的关系为。导轨足够长且电阻不计，ab与导轨始终垂直且接触良好，下列说法正确的是（     ） A．两个二极管都持续发光 B．ab中交变电流的周期为0.1s C．0.2s时间内，电阻R产生的热量为2J D．0~0.025s时间内，通过电阻R的电荷量为0.025C 【答案】C 【详解】A．副线圈输出的是交流电，两个二极管反向并联。在交流电的正半周，一个二极管导通发光，另一个截止；在负半周，另一个二极管导通发光，前一个截止。因此两个二极管是交替发光，不可能同时持续发光，故A错误； B．导体棒做简谐运动的周期 在时间内，导体棒在MN右侧运动，磁场方向向上，由右手定则，感应电动势方向向下；在时间内，由右手定则，感应电动势方向向上；在时间内，由右手定则，感应电动势方向向下；在时间内，由右手定则，感应电动势方向向上；在一个机械振动周期T内，电流方向变化了两个周期，故交变电流的周期为，故B错误； C．导体棒产生的感应电动势最大值 原线圈输入电压有效值 根据变压器变压比可得副线圈电压有效值 副线圈电路中，两个二极管轮流导通，且正向电阻为零，相当于导线，故负载电阻为 0.2s时间内，电阻R产生的热量为，故C正确； D．ab速度与时间的关系为，可得其位移与时间的关系为 0~0.025s时间内，即在时间内，导体棒的位移为 通过电阻R的电荷量，故D错误。 故选C。 【变式训练2·变考法】（25-26高二下·河北保定）李老师在课堂上演示电容器的充放电实验。如图所示，李老师将一个变压器（可视为理想变压器）接入220 V的家庭电路中，再将一个电容器与二极管串联后接入副线圈。闭合开关后，经过 电容器充满电，已知电容器的电容为20μF，充电过程的平均电流约为5.6mA，则该变压器原副线圈的匝数比n₁：n₂约为（　　） A．220 B．110 C．50 D．20 【答案】B 【详解】电容器充满电时的带电量为 可知电容器充满电时的电压 因副线圈所接电路中二极管具有单向导电性，故升压变压器副线圈电压的最大值即为电容器充满电时的电压；由题意知升压变压器原线圈所接电压的最大值为 则升压变压器原副线圈的匝数比为 故选B。 考向4 理想变压器的动态分析 例4（2026·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，理想变压器接电压有效值恒定的交流电源，初始时滑片P处于滑动变阻器最下端，电流表和电压表均为理想交流电表，将P向上滑动，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1示数增大 B．电流表示数减小 C．电压表V2示数减小 D．定值电阻R2功率减小 【答案】C 【详解】根据等效电阻法可得 将P向上滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，即R减小，I1增大，即电流表的示数增大，R1两端的电压增大，则变压器原线圈两端的电压减小，根据原副线圈电压、电流与匝数的关系可知，副线圈两端电压减小，副线圈回路中电流增大，V1的示数减小，R2两端电压增大，R2功率增大，则V2示数减小。 故选C。 【变式训练1·变情境】（2026·辽宁营口·二模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，、为理想交流电流表，已知原线圈回路中电阻，副线圈接入热敏电阻（其阻值随温度的升高而降低），输入端接入的交流电。下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，电流表、的示数均减小 B．当温度升高时，热敏电阻两端的电压一定增大 C．当热敏电阻时，消耗的功率 D．当热敏电阻时，理想变压器原线圈的输入功率最大 【答案】C 【详解】A．二次侧有 一次侧有 又， 联立得 温度升高，热敏电阻减小，、均增大，故A错误； B． 由于增大，、不变，则、均减小，故B错误； C．电压 热敏电阻 代入 解得 根据比例关系得 消耗的功率，故C正确； D．理想变压器原线圈的输入功率 根据二次函数的知识可得，最大时，一次侧电流 此时 代入 解得，故D错误。 故选C。 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·黑龙江）如图所示，理想变压器原线圈两端接的交变电源，原、副线圈的匝数之比为2∶1，电表均为理想电表，现将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈交变电流的频率之比为2∶1 B．电压表的示数为110V不变，电压表的示数增大 C．电流表、的示数均增大 D．变压器的输出功率减小 【答案】C 【详解】A．原、副线圈的频率相同，故A错误； B．电压表V1的示数为 由，可知副线圈电压不变，滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，由副线圈电流，可知增大，电压表的示数 则电压表V2的示数减小，故B错误； C．由，、不变，增大，增大，则电流表、的示数均增大，故C正确； D．变压器的输出功率 由不变，变大，可知输出功率增大，故D错误。 故选C。 考点四 远距离输电问题 知识点1 远距离输电的原理 知●识●解●构 一、电能的输送 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。 1.输出电流 I= 2.电压损失 (1)ΔU＝U－U′; (2)ΔU＝IR　. 3.功率损失 (1)ΔP＝P－P′=ΔU·I; (2)ΔP＝I2R＝R. 4.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，可加大导线的横截面积、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，要减小电流，必须提高输电电压。 5.理清输电电路图的三个回路（如图） （1）在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1。 （2）在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝IR线。 （3）在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户。 6.升压变压器和降压变压器的基本关系 （1）升压变压器基本关系 =, P1＝P2 （2）降压变压器基本关系 =,P3＝P4 7.掌握一个守恒观念 功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝IR线＝。 8.等效电阻法分析变压器问题 如图（a）所示，我们可以将变压器与负载看为一个整体，等效为一个新的电阻R′，即为a、b间的等效电阻，等效电路图如图（b）所示。 在图（a）中由变压器的变压规律＝，解得U2＝U1 所以负载电阻R消耗的功率为P＝＝ 在图（b）中等效电阻消耗的功率为P′＝ 由P＝P′，解得a、b间的等效电阻为R′＝R，令，则R′＝k2R这个方法叫理想变压器等效电阻法。 考●向●破●译 考向1 输电原理及功率损失 例1 （2026·辽宁营口·模拟预测）2025年12月，青海塔拉滩光伏基地通过特高压远距离输电跨越2000公里为粤港澳大湾区AI算力中心供电。如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器 T1和降压变压器T2的原、副线圈匝数比分别为n1∶n2=1∶50、n3∶n4=49∶1，输电线总电阻为r=10Ω，在升压变压器T1的原线圈两端接入电压为的交流电，下列说法正确的是（　　） A．算力中心输入端交流电的周期为0.01s B．升压变压器T1输出电压的有效值为 C．当算力中心负载功率增大时，降压变压器T2的输出电压增大 D．当升压变压器T1的输入功率为500kW时，输电线上损失的电功率为4kW 【答案】D 【详解】A．交流电的周期由原线圈输入电压决定， 理想变压器不改变周期，因此算力中心输入端交流电周期仍为0.02s，故A错误； B．升压变压器的输入电压有效值为500V，根据理想变压器电压与匝数关系可得，故B错误； C．当算力中心负载增多（总功率增大）时，输电线上的电流增大，输电线的电压损失增大，导致降压变压器的输入电压减小，根据理想变压器电压与匝数关系，有 降压变压器的输出电压减小，故C错误； D．当升压变压器的输入功率为500kW时，根据可得输电线上的电流，输电线上损失的电功率为，故D正确。 故选D。 【变式训练1·变情境】（2026·辽宁沈阳·三模）2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．图乙中的线圈转过90°时，线圈产生的电流最小 B．当用户端接入的用电器增多时，输电线上的功率损失增大 C．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小n4 D．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会增大 【答案】B 【详解】A．由图乙可知，线圈平面与磁感线垂直，处于中性面位置，此时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零。线圈转过时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故A错误； B．用户端接入用电器增多，用户端总负载电阻减小，降压变压器输出总功率增大，输出电流增大，降压变压器匝数不变，因此输电线上的电流也同步增大；输电线功率损失 为输电线电阻不变，电流增大，因此功率损失增大，故B正确； C．当用户端接入的用电器增多时，用户端总电阻减小，降压变压器副线圈电流增大，原线圈电流（即输电线电流）增大，输电线电压损耗 增大，则增大，降压变压器原线圈电压 增大，则减小，根据理想变压器电压比 解得 要维持不变，且减小，则需要增大，因此减小会让更小，无法维持稳定，故C错误。 D．输送功率一定，升压变压器副线圈电压 发电机输出电压增大，则增大，输电电流 增大，则减小，输电线损耗 减小，则减小，故D错误； 故选B。 【变式训练2·变考法】（2026·辽宁大连·模拟预测）如图为双线并联模式进行远距离输电的示意图。发电机的输出电压稳定，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，两变压器线圈匝数固定不变，且两变压器间每条输电线等效电阻均为。则（　　） A．若负载电阻变大，升压变压器的输出电压变大 B．若负载电阻变大，输电线损失的电能变大 C．若负载电阻不变，一条输电线被切断，负载两端电压变大 D．若负载电阻不变，一条输电线被切断，升压变压器的输出功率变小 【答案】D 【详解】设升压变压器原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，降压变压器原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，负载电阻为，其中，输电线的总电阻 A．升压变压器的输出电压由输入电压决定，由发电机的输出电压决定，发电机的输出电压稳定，故升压变压器的输出电压稳定，不随着负载电阻的变化而变化，A错误； B．根据欧姆定律 有 根据，， 得，负载电阻变大，减小，输电线损失的电能减小，B错误； C．根据，负载电阻不变，一条输电线被切断，则，即增大，知减小，则减小 由 可知减小，C错误； D．根据前面分析知减小，即减小，升压变压器的输出功率，不变，减小，D正确。 故选D。 考向2 用户端功率改变对电路的影响 例2 （2026·辽宁·模拟预测）如图所示为某水电站远距离输电的原理图。已知升压变压器的原、副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，发电机输出的电压恒为U。现由于用户端负载变化，使发电机输出功率增加了，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损失的电压增加了 B．电压表的示数与电流表的示数之比不变 C．电压表的示数与电流表的示数之比增大 D．输电线上损失的功率增加了 【答案】A 【详解】A．由于发电机输出电压恒为U，根据理想变压器的规律 故电压表的示数不变，发电厂输出功率增加了，则发电厂输出电流增加了 根据理想变压器的规律，对于升压变压器 根据欧姆定律，输电线上损失的电压增加了 故A正确； BC．由A选项可得，示数增加了 由于示数增加，示数也将增加，降压变压器的输入电压将减少 故示数也将减小，所以电压表的示数与电流表的示数之比减小，电压表的示数与电流表的示数之比减小，故BC错误； D．输电线上损失的功率增加了 由于未知，故无法计算，故D错误。 故选A。 【变式训练1·变情境】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）我国发布的“双碳战略”计划到2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。风力发电绿色环保，是实现碳中和的重要途径之一。风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，发电机输出的交变电压如图乙所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（    ） A．线框转动的角速度为 B．时穿过线圈的磁通量为零 C．时串联在升压变压器原线圈中的交流电流表示数为0 D．用电高峰时，输电线上的功率损失增大 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，交变电压的周期 ，根据角速度与周期的关系 ，得 ，故A错误； B． 时，感应电动势为0，说明线圈处于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，并非为零，故B错误； C．交流电流表测量的是交流电的有效值，有效值不为零，因此电流表示数不可能为0，故C错误； D．用电高峰时，用户端总负载增多，总电阻减小，降压变压器输出电流增大，导致输电线上的电流增大，根据输电线上功率损失 ，可知输电线上的功率损失增大，故D正确。 故选D。 【变式训练2·变考法】（2025·浙江·一模）如图，一理想降压变压器输入端接电压为U1的交流电，输出端给用户供电，用户得到的电压为U2，输出端输电线的电阻可等效为R。该变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。下列说法正确的是（    ） A． B．用户的功率增加时，U2不变 C．用户的功率增加时，原线圈的电流也增大 D．电路老化导致R增大，可适当增大n1来维持用户的电压 【答案】C 【详解】A．设副线圈两端电压为，根据理想变压器电压规律 在副线圈中，故A错误； BC．根据理想变压器电压规律，当用户的功率增加时，可知副线圈两端的输出功率增大，但降压变压器输入端接电压不变，线圈匝数不变，故副线圈两端电压不变，副线圈两端的输出功率 可知，副线圈中的电流增大，输出端输电线的电阻两端的电压 输出端输电线的电阻两端的功率 输出端输电线的电阻两端的电压增大，副线圈中 可知减小，由上述分析可知，副线圈中的电流增大，设原线圈中的电流为，根据理想变压器电流规律 可知原线圈中的电流增大，故B错误，C正确； D．电路老化导致R增大，在副线圈中， 要维持用户的电压不变，需要增大副线圈两端电压，根据理想变压器电压规律 为维持用户的电压，需要减小，故D错误。 故选C。 考点五 传感器 知识点1 传感器 知●识●解●构 一、认识传感器 1．传感器 (1)定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号(通常是电压、电流等电学量)输出，或转换为电路的通断的器件或装置。 (2)功能：把非电学量转化为电学量，可以方便地进行测量、传输、处理和控制。 2．传感器的种类、组成与应用模式 (1)分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。 (2)组成：传感器主要由敏感元件、转换元件组成。 ①敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。 ②转换元件：将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。 (3)应用模式： 二、研究热敏电阻的热敏特性 三、研究光敏电阻的光敏特性 考●向●破●译 考向1 传感器 例1 （2026·辽宁朝阳·二模）利用所学知识判断，对以下四幅图片叙述正确的是（　　） A．甲图中周期变化的磁场不能产生电磁波 B．乙图中振荡电路电流正在减小 C．丙图中强磁铁从铝管中静止下落做自由落体运动 D．丁图中操作可使常开型干簧管（即初始状态两金属片断开）闭合 【答案】B 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的磁场会产生周期性变化的电场，周期性变化的电场又会激发周期性变化的磁场，二者相互激发向外传播，会形成电磁波，故A错误； B．电容器中电场方向向下，说明上极板带正电，下极板带负电；根据线圈磁场方向，由安培定则可知，电流从电容器下极板流出，流向上极板，说明电容器正在充电，电流正在减小，故B正确； C． 强磁铁在铝管中下落时，铝管中磁通量变化，会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁的相对运动，所以强磁铁的运动不是自由落体运动，故C错误； D．常开型干簧管初始断开，当磁铁靠近时，干簧管内的两个软磁簧片被磁化，两个自由端被磁化成同名磁极，相互排斥，使干簧管断开，故D错误。 故选B 。 【变式训练1·变情境】（25-26高二上·辽宁沈阳）2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵在北京天安门隆重举行，我国自主研发的东风-61陆基洲际战略核导弹等武器首次亮相。导弹内部固定安装有多种类型的传感器，其中电容式导弹加速度传感器原理如图所示，质量块左、右侧分别连接电介质和轻质弹簧，弹簧与电容器固定在导弹弹体内部，质量块套在光滑且平行于弹簧轴线的固定直杆上，质量块可带动电介质移动从而改变电容。下列说法正确的是（　　） A．电介质插入极板间越深（深度不超过极板长度），则电容器电容越小 B．若导弹沿弹簧轴线方向做变加速度运动，则以上电路中有电流 C．若导弹沿弹簧轴线方向由向右匀加速运动变为向右匀速运动，弹簧长度会变长 D．导弹由静止突然沿弹簧轴线方向向右加速时，以上电路中有逆时针方向的电流 【答案】B 【详解】A．根据电容器的电容公式可知，当电介质插入极板间越深，则电容器电容越大，A错误； B．若导弹沿弹簧轴线方向做变加速度运动，根据牛顿第二定律可知，弹力大小改变，则导致插入极板间电介质的深度改变，电容改变，根据可知，极板间的电量改变，电路中有电流，B正确； C．若导弹沿弹簧轴线方向向右匀加速运动，弹簧弹力向右，变为向右匀速运动，弹簧弹力为零，此过程中弹簧弹力减小，弹簧长度变小，C错误； D．导弹由静止突然沿弹簧轴线方向向右加速时，质量块要向左运动，导致插入极板间电介质深度变大，因此电容会增大，由于电压不变，根据可知，极板间的电量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，D错误。 故选B。 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·辽宁沈阳）电子计步器的工作核心部件为震动传感器，一般按照传感器的类型可分为计步器与计步器，其中一款计步器的原理图可以简化如下，平行板电容器的一个极板固定在设备上，另一个极板与两个固定在设备上的轻弹簧连接，极板与弹簧间绝缘，振动系统完成一次周期性振动，电流传感器显示电流周期变化一次，才能实现计步一步。极板电势始终为零，关于该计步器，下列说法正确的是（　　） A．极板靠近极板的运动过程中，电流传感器中电流方向 B．极板远离极板运动的过程中，平行板电容器在充电 C．MN极板间距离最小时，固定在电容器中A点带负电的点电荷具有的电势能最大 D．MN极板间距离最大时，固定在电容器中A点带负电的点电荷受到的电场力最大 【答案】C 【详解】A．极板N靠近极板M时，间距减小，由 知电容增大，电容器接电源电压不变，由 知电荷量增大，电容器充电。极板M电势为0，N极板需积累更多负电荷，电流传感器中电流方向为，故A错误； B．极板N远离极板M时，增大，减小，不变，减小，电容器放电，非充电，故B错误； C．MN间距最小时，最小，电场强度最大。M电势为0，N接电源负极时，A点电势更负，绝对值更大。带负电的点电荷，电势能 越负，越大，故C正确； D．MN间距最大时，最大，最小，电场力最小，故D错误。 故选C。 考点六 电磁振荡与电磁波 知识点1 电磁振荡与电磁波 知●识●解●构 一、电磁振荡的产生及能量变化 1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。 2．振荡电路：产生振荡电流的电路。 3．LC振荡电路：由电感线圈L和电容C组成的最简单的振荡电路。 4．电磁振荡：在LC振荡电路中，电路的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化。这种现象就是电磁振荡。 二、电磁振荡的周期和频率 1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。 2．频率：电磁振荡完成周期性变化的次数与所用时间之比，数值上等于单位时间内完成的周期性变化的次数。 3．LC电路的周期和频率公式：T＝2π，f＝。 说明：(1)LC电路的周期、频率都由电路本身的特性(L和C的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关。 (2)电路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC电路的振荡周期T＝2π，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T＝2π；而电场能、磁场能变化周期是振荡周期的一半，即T′＝＝π。 三、电磁场 1．变化的磁场产生电场 (1)实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。 (2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。 (3)实质：变化的磁场产生了电场。 2．变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场。 3．变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场。 四、电磁波 1．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 2.电磁波的特点 (1)电磁波是横波，在传播方向上的任一点，E和B彼此垂直且均与传播方向垂直。如图所示。 (2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108 m/s。 (3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射、反射、折射和偏振等现象，电磁波也是传播能量的一种形式。 (4)电磁波波速c、波长λ及频率f之间的关系为c＝λf。 (5)赫兹通过实验证实了电磁波的存在。 考●向●破●译 考向1 电磁振荡与电磁波 例1 （2026·辽宁大连·二模）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　） A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子 C．普朗克发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 【答案】A 【详解】A．麦克斯韦提出光的电磁理论并预言了电磁波的存在，赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦的电磁理论，故A正确； B．卢瑟福用粒子轰击获得反冲核，发现了质子；查德威克是通过粒子轰击铍核的实验发现了中子，故B错误； C．贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，故C错误； D．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型；对阴极射线进行研究、发现电子的是汤姆逊，故D错误。 故选A。 【变式训练1·变情境】（25-26高二下·辽宁大连）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（     ） A．甲图，卢瑟福通过粒子散射实验，发现了质子 B．乙图，若储罐内不导电液体液面上升，则LC电路振荡周期增大 C．丙图，康普顿效应说明光子具有波动性 D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续进行，称为链式反应，其中核裂变反应方程为 【答案】B 【详解】A．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，并非发现质子，故A错误； B．不导电液体液面上升时，电容器极板间等效介电常数增大，根据，电容C增大，根据LC振荡电路周期公式，电路振荡周期增大，故B正确； C．康普顿效应揭示了光子的粒子性，而非波动性，故C错误； D．题中给出的方程不符合裂变反应实际，因缺少入射中子，故D错误。 故选B。 【变式训练2·变考法】（25-26高二下·辽宁大连）万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播下列选项正确的是（　　） A．在海水中，无线电波无法传播，所以要借助激光传输信号 B．无线电波、激光都是横波 C．信号传输到电视台实现直播的过程中无时间延迟 D．两个独立的普通光源发出的光会发生干涉 【答案】B 【详解】A．无线电波在海水中衰减很大，但并非完全无法传播，故A错误； B．无线电波和激光本质上都是电磁波，电磁波都是横波，故B正确； C．信号传输需要时间，虽然速度很快，但距离遥远，存在时间延迟，故C错误； D．两个独立的普通光源发出的光频率和相位差不恒定，不满足相干条件，不会发生干涉，故D错误； 故选B。 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（多选）（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则（    ） A．时，电流方向为abcdefa B．时，感应电动势为 C．时，感应电动势为0 D．到过程中，感应电动势平均值为0 【答案】AB 【详解】AB．线框旋转切割磁场产生电动势的两条边为和，时刻边速度与磁场方向平行，不产生电动势，因此此时边切割产生电动势，由右手定则可知电流方向为，电动势为，AB正确； C．时，线框旋转180°，此时依旧是边切割磁场产生电动势，感应电动势不为零，C错误； D．到时，线框的磁通量变化量为零，线框的磁通量变化量为 由法拉第电磁感应定律可得平均电动势为，D错误。 故选AB。 2．（多选）（2025·天津·高考真题）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。 3．（2024·辽宁·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。 （1）求变压器的输出功率P； （2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为 设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有 联立解得 理想变压器的输出功率等于R的热功率，即 （2）设加热前容器内气体的压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有 由知气体吸收的热量 根据热力学第一定律，气体的体积不变，所以W = 0，容器是绝热容器，则 电热丝产生的热量全部被气体吸收 联立整理得 解得 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第35讲 交变电流、变压器、传感器、电磁振荡与电磁波 考点一 交变电流的产生及变化规律 考向1 交变电流的表达式和图像 例1 【答案】A 【变式训练1·变情境】【答案】D 【变式训练2·变考法】【答案】C 考点二 交变电流“四值”的理解和应用 考向1 交变电流的四值 例1 【答案】D 【变式训练1·变情境】【答案】C 【变式训练2·变考法】【答案】D 考向2 交变电流的有效值的计算 例2 【答案】D 【变式训练1·变情境】【答案】A 【变式训练2·变考法】【答案】A 考点三 理想变压器 考向1 理想变压器的简单计算 例1 【答案】D 【变式训练1·变考法】【答案】B 【变式训练2·变考法】【答案】A 考向2 原线圈含电阻的计算 例2 【答案】D 【变式训练1·变情境】【答案】A 【变式训练2·变考法】【答案】C 考向3 含二极管的变压器的计算 例3 【答案】D 【变式训练1·变情境】【答案】C 【变式训练2·变考法】【答案】B 考向4 理想变压器的动态分析 例4【答案】C 【变式训练1·变情境】【答案】C 【变式训练2·变考法】【答案】C 考点四 远距离输电问题 考向1 输电原理及功率损失 例1 【答案】D 【变式训练1·变情境】【答案】B 【变式训练2·变考法】【答案】D 考向2 用户端功率改变对电路的影响 例2 【答案】A 【变式训练1·变情境】【答案】D 【变式训练2·变考法】【答案】C 考点五 传感器 考向1 传感器 例1 【答案】B 【变式训练1·变情境】【答案】B 【变式训练2·变考法】【答案】C 考点六 电磁振荡与电磁波 考向1 电磁振荡与电磁波 例1 【答案】A 【变式训练1·变情境】【答案】B 【变式训练2·变考法】【答案】B 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．【答案】AB 2．【答案】CD 3．【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为 设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有 联立解得 理想变压器的输出功率等于R的热功率，即 （2）设加热前容器内气体的压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有 由知气体吸收的热量 根据热力学第一定律，气体的体积不变，所以W = 0，容器是绝热容器，则 电热丝产生的热量全部被气体吸收 联立整理得 解得 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 第35讲 交变电流、变压器、传感器、电磁振荡与电磁波 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 交变电流的产生及变化规律 知识点1 交变电流的产生及变化规律 考向1 交变电流的表达式和图像 考点二 交变电流“四值”的理解和应用 知识点1 交变电流“四值”的比较 考向1 交变电流的四值 考向2 交变电流的有效值的计算 考点三 理想变压器 知识点1 理想变压器的基本规律的应用 考向1 理想变压器的简单计算 考向2 原线圈含电阻的计算 考向3 含二极管的变压器的计算 考向4 理想变压器的动态分析 考点四 远距离输电问题 知识点1 远距离输电的原理 考向1 输电原理及功率损失 考向2 用户端功率改变对电路的影响 考点五 传感器 知识点1 传感器 考向1 传感器 考点六 电磁振荡与电磁波 知识点1 电磁振荡与电磁波 考向1 电磁振荡与电磁波 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 交变电流的产生和表达式 黑吉辽蒙联考卷6T,4分 考情分析 题型与考向：该知识点多以选择题形式出现，属于高频基础考点，整体难度中等，是物理试卷中性价比很高的得分点。核心考查内容包括交变电流基础，理想变压器核心规律，动态分析题型以及远距离输电方面。 情境与立意： 1.工业生产情境：结合三峡水电站、变电站高压输电线路等真实工程场景。引出“如何实现远距离低损耗输电”的问题，关联变压器升压、降压的实际应用逻辑。 2.‌课堂探究情境‌：通过“两个无导线连接的线圈套在闭合铁芯上，接交流电源后小灯泡发光”的小实验，引发学生思考能量传递的原理，直观呈现互感现象的作用。 3.‌生活应用情境‌：结合家用220V市电、不同用电设备的适配电压需求，解释变压器如何灵活调整电压等级，贴合日常用电认知。 复习目标 1.基础目标：系统掌握交变电流的核心概念，包括正弦式交变电流的产生规律、中性面的特殊性质，熟练区分并计算交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值这“四值”。 2.核心目标：透彻理解变压器的工作原理与结构功能，熟练运用理想变压器的电压比、电流比、功率守恒三大规律，能独立完成变压器的两类动态分析题型，突破该模块的高频考点。 3.拓展目标：掌握远距离输电的“三个回路、两个联系”分析逻辑，能准确计算输电线路的电压损失与功率损耗，结合生活中的变压器应用场景，具备用相关规律解决实际问题的能力。 思维建模·脉络梳理 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 交变电流的产生及变化规律 知识点1 交变电流的产生及变化规律 知●识●解●构 一、交变电流 1.定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫作交变电流。 2.图像：如图所示 图甲、乙、丙、丁所示电流都属于交变电流，图戊所示电流属于恒定电流。 二、正弦式交变电流的产生和变化规律 1.产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。 注意：交变电流的种类有很多，但同时具备这三个条件才会产生正弦式交变电流：匀强磁场；线圈转轴和磁场垂直；匀速转动。 2.中性面及其特点 （1）定义：与磁场方向垂直的平面。 （2）特点 ①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零。 ②线圈转动一周，2次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。 3.变化规律（线圈从中性面位置开始计时） （1）电动势e随时间变化的规律： e＝E msin ωt. （2）电压u随时间变化的规律： u＝U msin ωt. （3）电流i随时间变化的规律：i＝ I msin ωt。 其中ω是线圈转动的角速度，E m＝nBSω。 三、描述交变电流的物理量 1.周期和频率 （1）周期（T）：交变电流完成一次周期性变化，即线圈转一周所需要的时间，单位是秒（s），公式T＝。 （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＝或 f＝。 四、描述交变电流的解析式和图像 1.正弦式交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时） 规律 物理量 函数表达式 图像 磁通量 Φ=Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝E msin ωt＝nBSωsin ωt 电压 u＝U msin ωt＝sin ωt 电流 i＝I msin ωt＝sin ωt 2.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置 图示 特点 B⊥S B∥S Φ＝BS，最大 Φ＝0，最小 e＝n＝0，最小 e＝n＝nBSω，最大 电流为零，方向改变 电流最大，方向不变 3.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 （1）求出角速度，ω＝＝2πf。 （2）根据公式Em＝nBSω求出相应峰值。 （3）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 ①开始计时线圈与中性面重合，则i－t函数式为i＝Imsin ωt； ②开始计时线圈与中性面垂直，则i－t函数式为i＝Imcos ωt； ③开始计时线圈与中性面夹角为θ，则i－t函数式为i＝Imsin(ωt＋θ）。 考●向●破●译 考向1 交变电流的表达式和图像 例1 （25-26高二下·黑龙江哈尔滨）一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如甲图所示，则以下说法中正确的是（　　） A．时刻，交变电流的电动势达到最大 B．时刻，交变电流的电动势为零 C．时刻，线圈平面位于中性面 D．该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙 【变式训练1·变情境】（2025·辽宁·一模）如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断 B．交变电流的周期为0.03s C．在时穿过线框的磁通量为零 D．线框匀速转动的角速度为 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·吉林四平）如图甲所示，在匀强磁场中一匝数的矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈平面与磁场方向垂直 B．时，线圈平面和中性面重合 C．时，线圈中磁通量变化率为零 D．穿过线圈磁通量的最大值为 考点二 交变电流“四值”的理解和应用 知识点1 交变电流“四值”的比较 知●识●解●构 1.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝E msin ωt i＝I msin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 E m＝nBSω I m= 讨论电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U= I= （只适用于正弦式交变电流） （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”上所标的一般是指有效值 （3）保险丝的熔断电流为有效值 （4）交流电压表和电流表的读数为有效值 平均值 某段时间内感应电动势或电流的平均值大小 =BL ＝n ＝ 计算通过电路截面的电荷量 2.最大值和有效值 （1）峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。 （2）有效值：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交变电流的一个周期内产生的热量相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值。 3. 交变电流解题方法 （1）有效值的“等效热量法” 对于任何形式的交变电流，都可以根据有效值的定义，计算其在一个周期内通过电阻产生的热量，再让恒定电流通过相同电阻，在相同时间内产生相同热量，从而求出有效值，这是计算有效值的通用方法。 （2）瞬时值表达式的“三要素法” 确定正弦式交变电流瞬时值表达式的三个要素：峰值、角速度、初始相位，其中峰值由计算，角速度由计算，初始相位由线圈的初始位置确定。 4. 交变电流易错点 （1）有效值与峰值的混淆 很多同学会在计算电功、电功率时误用峰值代替有效值，只有在计算电容器的击穿电压等特定场景下才使用峰值，其余涉及能量、功率的计算均需用有效值 （2）非正弦式交变电流的有效值计算错误 非正弦式交变电流的有效值不能直接套用正弦式的峰值与有效值关系，必须根据热效应定义，通过计算一个周期内的热量来推导 考●向●破●译 考向1 交变电流的四值 例1 （25-26高二上·辽宁大连）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（　　） A．交流电a的电压瞬时值为 B．线圈先后两次转速之比为2：3 C．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零 D．交流电b电压的最大值为 【变式训练1·变情境】（24-25高二下·黑龙江大庆）闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图甲所示，同时把此线圈作为电源接入如图乙所示的电路中。则（    ） A．理想电压表的示数为 B．时穿过闭合线圈的磁通量最大 C．的瞬时表达式为 D．定值电阻上的电流方向每秒钟改变50次 【变式训练2·变考法】（2025·辽宁丹东·一模）图甲为风力发电的简易模型，绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁，风叶转动时带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。当风叶匀速转动时，发电机输出电压视为正弦式交流电。发电机与一变压器的原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为，当风速为某一恒定值时，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。此时，若风速减小，导致风叶转速变为原来的，此过程中小灯泡阻值不变，所有线圈均为理想线圈，不计内阻。则下列说法中正确的是（　　） A．变压器原线圈电压的瞬时值表达式变为 B．电压表V2的示数为 C．小灯泡的功率变为原来的 D．发电机产生的交变电流的周期变为 考向2 交变电流的有效值的计算 例2 （25-26高三下·辽宁抚顺）如图所示，a、b间接正弦交流电源，输出电压，电路中的定值电阻阻值R=10Ω，电压表为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A．电阻中电流的有效值为2A B．t=0.01s时，电压表的示数为0 C．1min内，电阻产生的焦耳热为2400J D．0~0.01s内，通过电阻的电荷量为 【变式训练1·变情境】（25-26高三上·辽宁葫芦岛）如图所示交变电流图像中，时间轴上方曲线为正弦交流电半个周期所形成的图线，则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 【变式训练2·变考法】（25-26高三上·辽宁丹东）中国“探海工程”中研发的深海电磁发电装置，可利用海底洋流带动线圈在强磁场中转动实现发电。图示为该装置的工作原理简化图，核心部件是N=200匝的矩形线圈，面积S=0.5m2，线圈在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度rad/s匀速转动，线圈总电阻r=5Ω，在其输出端与一个含有R=5Ω的电阻的电路相连，电压表为理想电表，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是（　　） A．t=0.05s时，穿过线圈的磁通量为Wb B．理想电压表示数为V C．一个周期内线圈产生的焦耳热为J D．转过60°角过程中，通过电阻R的电荷量为4C 考点三 理想变压器 知识点1 理想变压器的基本规律的应用 知●识●解●构 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：电磁感应的互感现象。 2. 基本关系式 （1）功率关系： P入＝P出。 （2）电压关系：①有一个副线圈时，＝。 ②有多个副线圈时＝ ＝＝…。 （3） 电流关系： ①有一个副线圈时＝，且I2决定I1。 ②有多个副线圈时，由P入＝P出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn，输出决定输入。 （4）频率关系：f1＝f2，变压器不改变交变电流的频率。 3. 电压互感器和电流互感器 （1）电压互感器：把高电压变成低电压，如图A所示。 （2）电流互感器：把大电流变成小电流，如图B所示。 4. 理想变压器的基本特点 （1）无漏磁，故原、副线圈中的Φ、相同。 （2）线圈无电阻，因此无电压损失，U＝E＝n。 （3）根据＝得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有＝＝＝… 5. 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）变压器只能改变交变电流的电压和电流，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。 6. 分析变压器电路的两个难点 （1）分析原线圈有串联负载的变压器电路问题时要注意：变压器的输入电压不等于电源的电压，而是等于电源电压减去串联负载的电压，即U1＝U源－U串。 （2）分析含有二极管的变压器电路问题时要注意：理想二极管具有单向导电性，正弦式交变电流通过二极管后会变成半波直流电流，对应的有效值会发生变化。 7. 两种特殊的变压器模型 （1）自耦变压器 自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图所示。 （2）互感器 电压互感器 电流互感器 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 ＝ I1n1＝I2n2 8. 变压器易错点 （1）变压器变流规律的适用条件混淆 变流规律仅适用于理想变压器且只有一个副线圈的情况，若有多个副线圈，需根据输入功率等于输出总功率来推导电流关系 （2）认为变压器能改变直流电压 变压器的工作原理是互感现象，只有当原线圈输入交变电流时，才能产生变化的磁场，使副线圈产生感应电动势，输入直流电流时，磁场不变，副线圈无感应电动势，无法变压 ✨得分速记：变压器解题方法 ⑴ 理想变压器的“功率守恒法” 理想变压器的输入功率等于输出功率，当有多个副线圈时，输入功率等于所有副线圈的输出功率之和，即，结合变压规律、，可推导各线圈的电流关系 (2) 远距离输电的“分步分析法” 按照“发电机→升压变压器→输电导线→降压变压器→用户”的流程，分步分析每个环节的电压、电流、功率变化，重点关注输电导线的功率损耗，其中为输电电流，由升压后的电压和输出功率决定 考●向●破●译 考向1 理想变压器的简单计算 例1 （2026高三·黑龙江辽宁）如图所示为家用燃气灶点火装置的电路原理图，直流电经转换器输出u=5sin100πt（V）的交流电，再加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。闭合开关S，当两点火针间电压瞬时值大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气，下列说法正确的是（     ） A．理想变压器原线圈中交流电的周期为T=0.01s B．图中交流电压表读数为5V C．要使燃气灶能正常点火， D．要使燃气灶能正常点火， 【变式训练1·变考法】（2026·内蒙古乌兰察布·二模）如图所示的变压器为理想变压器，两电表为理想交流电表，定值电阻的阻值为，电阻箱的调节范围为0~99.9Ω。现在ab间接入的交流电，当电阻箱的阻值为时，两电表的示数分别为16V和0.25A。下列说法正确的是（　　） A．流过电流表的电流每秒改变方向50次 B．变压器原、副线圈的匝数比为 C． D．当电阻箱的阻值为时，电源消耗的总功率为12W 【变式训练2·变考法】（2026·辽宁锦州·一模）某社区为满足居民新能源汽车充电需求，采用一原两副的理想变压器为两个区域的充电桩供电，电路如图所示。原线圈匝数为n1，接电压为U1的正弦交流电，副线圈Ⅰ匝数为n2，为Ⅰ区充电桩供电；副线圈Ⅱ匝数为n3，为Ⅱ区充电桩供电。下列说法正确的是（     ） A．原线圈输入功率等于副线圈Ⅰ、Ⅱ输出功率之和 B．仅增大n2，则Ⅰ区充电桩电压U2减小 C．副线圈Ⅰ、Ⅱ电流之比为n2∶n3 D．若Ⅱ区充电桩负载增多（总电阻减小），则Ⅰ区充电桩电压U2降低 考向2 原线圈含电阻的计算 例2 （2026·辽宁抚顺·模拟预测）某含有理想变压器的电路如图所示，变压器原、副线圈的匝数之比为，原线圈串联定值电阻R后接在正弦交流电源上，电源输出电压，小灯泡L规格为“3V  1.5W”。若小灯泡能正常发光，则定值电阻R的阻值大小为（    ） A． B． C． D． 【变式训练1·变情境】（25-26高二上·辽宁）如图，理想变压器原、副线圈分别接有相同的灯泡a、b、c，不考虑其电阻的变化。当输入电压为U时，b灯的功率是a灯功率的4倍，则原、副线圈匝数比为（　　） A．4∶1 B．1∶4 C．8∶1 D．1∶8 【变式训练2·变考法】（2025·黑龙江大庆·一模）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电流表为理想交流电表，在原、副线圈的回路中分别接有定值电阻，滑动变阻器，在a、b端接入如图乙所示的交变电压。下列说法正确的是（    ） A．副线圈中交流电的频率为100Hz B．原线圈两端电压的有效值为36V C．当滑动变阻器接入电路的阻值为1Ω时，电流表的示数为3A D．仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，消耗的功率变大 考向3 含二极管的变压器的计算 例3 （25-26高二上·辽宁大连）如图甲所示，圆形线圈面积，匝数，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度随时间正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为磁场正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器原、副线圈匝数之比为，副线圈连接的电阻，，为理想二极管。下列说法正确的是（　　） A．时，圆形线圈中无电流 B．内流过的电流方向改变50次 C．圆形线圈中电压最大值是 D．第内原线圈输入的能量为 【变式训练1·变情境】（2026·四川·模拟预测）如图所示，水平面内固定的两平行光滑导轨间距为0.5 m，右端连接有理想变压器，变压器原、副线圈的匝数比为1∶5。副线圈上串联一阻值为10 Ω的定值电阻R和两个并联的理想发光二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）。导轨置于匀强磁场中，边界MN垂直于导轨，MN左侧磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，磁感应强度的大小均为2T。一根电阻不计的导体棒ab垂直于导轨放置，ab在外力作用下以MN为平衡位置在磁场区域内做简谐运动，其速度与时间的关系为。导轨足够长且电阻不计，ab与导轨始终垂直且接触良好，下列说法正确的是（     ） A．两个二极管都持续发光 B．ab中交变电流的周期为0.1s C．0.2s时间内，电阻R产生的热量为2J D．0~0.025s时间内，通过电阻R的电荷量为0.025C 【变式训练2·变考法】（25-26高二下·河北保定）李老师在课堂上演示电容器的充放电实验。如图所示，李老师将一个变压器（可视为理想变压器）接入220 V的家庭电路中，再将一个电容器与二极管串联后接入副线圈。闭合开关后，经过 电容器充满电，已知电容器的电容为20μF，充电过程的平均电流约为5.6mA，则该变压器原副线圈的匝数比n₁：n₂约为（　　） A．220 B．110 C．50 D．20 考向4 理想变压器的动态分析 例4（2026·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，理想变压器接电压有效值恒定的交流电源，初始时滑片P处于滑动变阻器最下端，电流表和电压表均为理想交流电表，将P向上滑动，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1示数增大 B．电流表示数减小 C．电压表V2示数减小 D．定值电阻R2功率减小 【变式训练1·变情境】（2026·辽宁营口·二模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，、为理想交流电流表，已知原线圈回路中电阻，副线圈接入热敏电阻（其阻值随温度的升高而降低），输入端接入的交流电。下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，电流表、的示数均减小 B．当温度升高时，热敏电阻两端的电压一定增大 C．当热敏电阻时，消耗的功率 D．当热敏电阻时，理想变压器原线圈的输入功率最大 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·黑龙江）如图所示，理想变压器原线圈两端接的交变电源，原、副线圈的匝数之比为2∶1，电表均为理想电表，现将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈交变电流的频率之比为2∶1 B．电压表的示数为110V不变，电压表的示数增大 C．电流表、的示数均增大 D．变压器的输出功率减小 考点四 远距离输电问题 知识点1 远距离输电的原理 知●识●解●构 一、电能的输送 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。 1.输出电流 I= 2.电压损失 (1)ΔU＝U－U′; (2)ΔU＝IR　. 3.功率损失 (1)ΔP＝P－P′=ΔU·I; (2)ΔP＝I2R＝R. 4.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，可加大导线的横截面积、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，要减小电流，必须提高输电电压。 5.理清输电电路图的三个回路（如图） （1）在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1。 （2）在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝IR线。 （3）在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户。 6.升压变压器和降压变压器的基本关系 （1）升压变压器基本关系 =, P1＝P2 （2）降压变压器基本关系 =,P3＝P4 7.掌握一个守恒观念 功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝IR线＝。 8.等效电阻法分析变压器问题 如图（a）所示，我们可以将变压器与负载看为一个整体，等效为一个新的电阻R′，即为a、b间的等效电阻，等效电路图如图（b）所示。 在图（a）中由变压器的变压规律＝，解得U2＝U1 所以负载电阻R消耗的功率为P＝＝ 在图（b）中等效电阻消耗的功率为P′＝ 由P＝P′，解得a、b间的等效电阻为R′＝R，令，则R′＝k2R这个方法叫理想变压器等效电阻法。 考●向●破●译 考向1 输电原理及功率损失 例1 （2026·辽宁营口·模拟预测）2025年12月，青海塔拉滩光伏基地通过特高压远距离输电跨越2000公里为粤港澳大湾区AI算力中心供电。如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器 T1和降压变压器T2的原、副线圈匝数比分别为n1∶n2=1∶50、n3∶n4=49∶1，输电线总电阻为r=10Ω，在升压变压器T1的原线圈两端接入电压为的交流电，下列说法正确的是（　　） A．算力中心输入端交流电的周期为0.01s B．升压变压器T1输出电压的有效值为 C．当算力中心负载功率增大时，降压变压器T2的输出电压增大 D．当升压变压器T1的输入功率为500kW时，输电线上损失的电功率为4kW 【变式训练1·变情境】（2026·辽宁沈阳·三模）2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．图乙中的线圈转过90°时，线圈产生的电流最小 B．当用户端接入的用电器增多时，输电线上的功率损失增大 C．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小n4 D．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会增大 【变式训练2·变考法】（2026·辽宁大连·模拟预测）如图为双线并联模式进行远距离输电的示意图。发电机的输出电压稳定，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，两变压器线圈匝数固定不变，且两变压器间每条输电线等效电阻均为。则（　　） A．若负载电阻变大，升压变压器的输出电压变大 B．若负载电阻变大，输电线损失的电能变大 C．若负载电阻不变，一条输电线被切断，负载两端电压变大 D．若负载电阻不变，一条输电线被切断，升压变压器的输出功率变小 考向2 用户端功率改变对电路的影响 例2 （2026·辽宁·模拟预测）如图所示为某水电站远距离输电的原理图。已知升压变压器的原、副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，发电机输出的电压恒为U。现由于用户端负载变化，使发电机输出功率增加了，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损失的电压增加了 B．电压表的示数与电流表的示数之比不变 C．电压表的示数与电流表的示数之比增大 D．输电线上损失的功率增加了 【变式训练1·变情境】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）我国发布的“双碳战略”计划到2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。风力发电绿色环保，是实现碳中和的重要途径之一。风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，发电机输出的交变电压如图乙所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（    ） A．线框转动的角速度为 B．时穿过线圈的磁通量为零 C．时串联在升压变压器原线圈中的交流电流表示数为0 D．用电高峰时，输电线上的功率损失增大 【变式训练2·变考法】（2025·浙江·一模）如图，一理想降压变压器输入端接电压为U1的交流电，输出端给用户供电，用户得到的电压为U2，输出端输电线的电阻可等效为R。该变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。下列说法正确的是（    ） A． B．用户的功率增加时，U2不变 C．用户的功率增加时，原线圈的电流也增大 D．电路老化导致R增大，可适当增大n1来维持用户的电压 考点五 传感器 知识点1 传感器 知●识●解●构 一、认识传感器 1．传感器 (1)定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的 (通常是 、电流等电学量)输出，或转换为电路的 的器件或装置。 (2)功能：把 量转化为 量，可以方便地进行测量、传输、处理和 。 2．传感器的种类、组成与应用模式 (1)分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为 传感器、 传感器和 传感器。 (2)组成：传感器主要由 、转换元件组成。 ①敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。 ②转换元件：将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。 (3)应用模式： 二、研究热敏电阻的热敏特性 三、研究光敏电阻的光敏特性 考●向●破●译 考向1 传感器 例1 （2026·辽宁朝阳·二模）利用所学知识判断，对以下四幅图片叙述正确的是（　　） A．甲图中周期变化的磁场不能产生电磁波 B．乙图中振荡电路电流正在减小 C．丙图中强磁铁从铝管中静止下落做自由落体运动 D．丁图中操作可使常开型干簧管（即初始状态两金属片断开）闭合 【变式训练1·变情境】（25-26高二上·辽宁沈阳）2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵在北京天安门隆重举行，我国自主研发的东风-61陆基洲际战略核导弹等武器首次亮相。导弹内部固定安装有多种类型的传感器，其中电容式导弹加速度传感器原理如图所示，质量块左、右侧分别连接电介质和轻质弹簧，弹簧与电容器固定在导弹弹体内部，质量块套在光滑且平行于弹簧轴线的固定直杆上，质量块可带动电介质移动从而改变电容。下列说法正确的是（　　） A．电介质插入极板间越深（深度不超过极板长度），则电容器电容越小 B．若导弹沿弹簧轴线方向做变加速度运动，则以上电路中有电流 C．若导弹沿弹簧轴线方向由向右匀加速运动变为向右匀速运动，弹簧长度会变长 D．导弹由静止突然沿弹簧轴线方向向右加速时，以上电路中有逆时针方向的电流 【变式训练2·变考法】（25-26高二上·辽宁沈阳）电子计步器的工作核心部件为震动传感器，一般按照传感器的类型可分为计步器与计步器，其中一款计步器的原理图可以简化如下，平行板电容器的一个极板固定在设备上，另一个极板与两个固定在设备上的轻弹簧连接，极板与弹簧间绝缘，振动系统完成一次周期性振动，电流传感器显示电流周期变化一次，才能实现计步一步。极板电势始终为零，关于该计步器，下列说法正确的是（　　） A．极板靠近极板的运动过程中，电流传感器中电流方向 B．极板远离极板运动的过程中，平行板电容器在充电 C．MN极板间距离最小时，固定在电容器中A点带负电的点电荷具有的电势能最大 D．MN极板间距离最大时，固定在电容器中A点带负电的点电荷受到的电场力最大 考点六 电磁振荡与电磁波 知识点1 电磁振荡与电磁波 知●识●解●构 一、电磁振荡的产生及能量变化 1．振荡电流：大小和方向都做 迅速变化的电流。 2．振荡电路：产生 的电路。 3．LC振荡电路：由 和 组成的最简单的振荡电路。 4．电磁振荡：在LC振荡电路中，电路的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在 地变化。这种现象就是电磁振荡。 二、电磁振荡的周期和频率 1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的 。 2．频率：电磁振荡完成周期性变化的 与所用时间之比，数值上等于 内完成的周期性变化的次数。 3．LC电路的周期和频率公式：T＝2π，f＝。 说明：(1)LC电路的周期、频率都由电路本身的特性(L和C的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关。 (2)电路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC电路的振荡周期T＝2π，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T＝2π；而电场能、磁场能变化周期是振荡周期的一半，即T′＝＝π。 三、电磁场 1．变化的磁场产生电场 (1)实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生 。 (2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。 (3)实质：变化的磁场产生了电场。 2．变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生 。 3．变化的电场和磁场总是 ，形成一个不可分割的统一的 。 四、电磁波 1．电磁波的产生：变化的 和 交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 2.电磁波的特点 (1)电磁波是 ，在传播方向上的任一点，E和B彼此 且均与传播方向 。如图所示。 (2)电磁波的传播 介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108 m/s。 (3)电磁波具有波的共性，能产生 、 、反射、折射和 等现象，电磁波也是传播能量的一种形式。 (4)电磁波波速c、波长λ及频率f之间的关系为 。 (5) 通过实验证实了电磁波的存在。 考●向●破●译 考向1 电磁振荡与电磁波 例1 （2026·辽宁大连·二模）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　） A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B．查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子 C．普朗克发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 【变式训练1·变情境】（25-26高二下·辽宁大连）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（     ） A．甲图，卢瑟福通过粒子散射实验，发现了质子 B．乙图，若储罐内不导电液体液面上升，则LC电路振荡周期增大 C．丙图，康普顿效应说明光子具有波动性 D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续进行，称为链式反应，其中核裂变反应方程为 【变式训练2·变考法】（25-26高二下·辽宁大连）万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播下列选项正确的是（　　） A．在海水中，无线电波无法传播，所以要借助激光传输信号 B．无线电波、激光都是横波 C．信号传输到电视台实现直播的过程中无时间延迟 D．两个独立的普通光源发出的光会发生干涉 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（多选）（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，“”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e所在直线以角速度顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。时，abef与水平面平行，则（    ） A．时，电流方向为abcdefa B．时，感应电动势为 C．时，感应电动势为0 D．到过程中，感应电动势平均值为0 2．（多选）（2025·天津·高考真题）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 3．（2024·辽宁·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。 （1）求变压器的输出功率P； （2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $