高考物理【熱點(diǎn)?重點(diǎn)?難點(diǎn)】專練（新高考專用）

重難點(diǎn)10穩(wěn)恒電流和交流電流

【知識梳理】

一、直流電路的分析與計(jì)算

1.直流電路動態(tài)分析的3種方法

（1）程序法

增大E減小減小一，增大…

R局減小"總一R-\~r增大,U內(nèi)一/總F曾大U外一E—U內(nèi)減小,確XEU支、/支。

（2）結(jié)論法——“串反并同''（電源內(nèi)阻不能忽略）

“串反”：指某一電阻增大（減?。r(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減

?。ㄔ龃螅?。

“并同”：指某一電阻增大（減?。r(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增

大（減?。?。

⑶極限法

因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，使電阻最大或電阻

為零去討論。

2.求解功率最值問題的2點(diǎn)技巧

（1）定值電阻的功率：p定=FR

R為定值電阻，P定只與電流有關(guān)系，當(dāng)R外最大時(shí)，/最小，P定最小，當(dāng)R外最小時(shí)，/最大，P定最

大。

（2）電源的輸出功率：（外2=&卜_a°當(dāng)氏外=廠時(shí)，Pm=4廠最大。

---------+4r

R外

.解決最大功率問題的兩點(diǎn)注意

（1）解決最大功率問題時(shí)，要弄清是定值電阻還是可變電阻的最大功率，定值電阻的最大功率用尸=

產(chǎn)氏=節(jié)分析，可變電阻的最大功率用等效電源法求解。

（2）電源輸出功率最大時(shí)，效率不是最大，只有50%。

3.電路中常見的圖像分析

類別線性元件非線性元件電源

U

E

圖象:\

J0U0\

Z。U\U1。I

反映電源的輸出特性，縱軸截

物理反映/和U的正比關(guān)

反映/和U的非正比關(guān)系距為電源電動勢，橫軸截距為

意義系

短路電流

圖線的斜率的倒數(shù)圖線的斜率僅表示電阻的

表示導(dǎo)體的電阻，R變化趨勢，某點(diǎn)的電阻值需圖線斜率的絕對值表示電源

注意

的內(nèi)阻(注意縱坐標(biāo)數(shù)值是否

=+端,遵從歐姆用點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算，即氏=

問題

從零開始)

Ui

定律Z1

二、交流電的產(chǎn)生及“四值”的應(yīng)用

1.兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)

(1)線圈平面與中性面重合時(shí)，S±B,①最大，后=0,e=0,i=0,電流方向?qū)l(fā)生改變.

(2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，S〃B,①=0,等最大，e最大，i最大，電流方向不改變.

2.正弦交流電“四值”的應(yīng)用

［最大值)今(―i十算電容器的耐壓值〕

［瞬時(shí)值)今喘弋:;=>(計(jì)算閃光電器的閃光時(shí)間等〕

信耘方一［E.—」電表的讀數(shù)及計(jì)算電熱、電'

五功及保險(xiǎn)絲質(zhì)熔斷電流

［平均值)今豆=喈計(jì)算通過導(dǎo)體的電荷量)

三、變壓器和遠(yuǎn)距離輸電

1.理想變壓器動態(tài)分析的兩種情況

(1)負(fù)載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況.

(2)匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變化情況.

2.理想變壓器問題分析技巧

(1)根據(jù)題意分清變量和不變量；

(2)弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系.對電壓而言，輸入決定輸出；對電流、電功(率)而言，輸出決

定輸入.

3.遠(yuǎn)距離輸電問題的解題關(guān)鍵

(1)整個(gè)輸電線路由三個(gè)回路組成，回路間通過變壓器建立聯(lián)系.

(2)關(guān)鍵是通過分析，利用題目條件，首先求出中間回路的電流.

四、理想變壓器的動態(tài)分析

常見的理想變壓器的動態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況.

1.匝數(shù)比不變的情況（如圖甲所示）

⑴U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變.

（2）當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，12變化，輸出電流12決定輸入電流L，故h發(fā)生變化.

（3）L變化引起P2變化，P1=P2，故Pl發(fā)生變化.

2.負(fù)載電阻不變的情況（如圖乙所示）

⑴U1不變，發(fā)生變化，故U2變化.

（2）R不變，U2變化，故L發(fā)生變化.

（3）根據(jù)P2=,P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1=P2，故Pl變化，P1=U1I1，U1不變，故L發(fā)生變化.

【命題特點(diǎn)】這部分知識主要考查電路動態(tài)分析和變壓器相結(jié)合的問題，一般以選擇題的形式出現(xiàn)。

【限時(shí)檢測】（建議用時(shí)：30分鐘）

一、單選題

1.（2021.全國高三專題練習(xí)）某學(xué)校創(chuàng)建綠色校園，如圖甲所示為新裝的一批節(jié)能路燈，該路燈通過

光控開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動控制：路燈的亮度可自動隨周圍環(huán)境的亮度改變而改變。如圖乙所示為其內(nèi)部電

路簡化原理圖，電源電動勢為E,內(nèi)阻為廠，凡為光敏電阻（光照強(qiáng)度增加時(shí)，其電阻值減?。，F(xiàn)增

加光照強(qiáng)度，則下列判斷錯誤的是（）

甲乙

A.AB燈都變暗B.電源的輸出功率變小

C.電源的效率變小D.凡上電流的變化量大于&上電流的變化量

【答案】B

【解析】

A.光照強(qiáng)度增加，光敏電阻的阻值減小，電路的總電阻減小，故電路的總電流增大，電源內(nèi)電壓

增大，路端電壓減小，A燈變暗，流過凡的電流增大，&兩端的電壓增大，居兩端電壓減小，B

燈兩端的電壓減小，3燈變暗，A正確，不符合題意；

B.由電路的輸出功率和外電路電阻的關(guān)系圖

因不知內(nèi)阻和外阻之間的關(guān)系，因此無法判斷輸出功率的變化，B錯誤，符合題意；

C.電源的效率為〃=，，路端電壓減小，電源的效率變小，C正確，不符合題意；

D.通過凡的電流等于通過光敏電阻凡的電流與通過B燈的電流之和，根據(jù)前面的分析，通過B

燈的電流減小，而通過凡的電流增大，故凡上電流的變化量大于凡上電流的變化量，D正確，不

符合題意。

故選B?

2.（2021?全國高三專題練習(xí)）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓5、輸電線的電阻

及理想變壓器的匝數(shù)均不變，當(dāng)用戶開啟的用電器越來越多時(shí)，下列表述正確的是（）

A.升壓變壓器副線圈電壓比降低B.降壓變壓器原線圈電壓。3升高

C.輸電線消耗的功率增大D.發(fā)電機(jī)的輸出功率不變

【答案】C

【解析】

A.發(fā)電機(jī)的輸出電壓S不變，升壓變壓器匝數(shù)比不變，則副線圈電壓比不變，A錯誤；

BC.當(dāng)用電器增多時(shí)，功率增大，降壓變壓器的輸出電流增大，則降壓變壓器原線圈電流增大，輸

電線上的電流增大，可知輸電線上的功率損失增大、輸電線上的電壓損失增大，進(jìn)一步導(dǎo)致降壓變

壓器的輸入電壓S減小，B錯誤，C正確；

D.用戶開啟的用電器增多，消耗的功率增大，發(fā)電機(jī)輸出功率隨之增大，D錯誤。

故選Co

3.（2021?湖北鄂州市?高三期末）含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻Ri、R2和心的阻值分別

為810、1。、80。，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。開關(guān)S斷開時(shí)變壓器輸出功率

與S閉合時(shí)變壓器輸出功率相等，該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為（）

【答案】C

【解析】

由于開關(guān)S斷開時(shí)變壓器輸出功率與S閉合時(shí)變壓器輸出功率相等，設(shè)開關(guān)S斷開時(shí)副線圈的電流

強(qiáng)度為人、S閉合時(shí)副線圈的電流強(qiáng)度為七則有

/；（與+居）=/；與

解得

…人

設(shè)變壓器原副線圈的匝數(shù)比為k,開關(guān)斷開時(shí)，原線圈的電流強(qiáng)度為與，電壓為/1（與+招），根

k

據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

0+應(yīng)（用+叫）

k

開關(guān)閉合時(shí)，原線圈的電流強(qiáng)度為“，電壓為股2兄，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

k

U=LR+kIR

k22

解得

k=3

故選C。

4.（2020.寧夏銀川市?銀川一中高三月考）小明坐在汽車的副駕駛位上看到一個(gè)現(xiàn)象：當(dāng)汽車的電動機(jī)

啟動時(shí)，汽車的車燈會瞬時(shí)變暗。汽車的電源、電流表、車燈、電動機(jī)連接的簡化電路如圖所示，

已知汽車電源電動勢為15V,內(nèi)阻為0.1。。車燈接通電動機(jī)未啟動時(shí)，電流表示數(shù)為15A（車燈可

看作不變的電阻）；電動機(jī)啟動的瞬間，電流表示數(shù)達(dá)到60A,電動機(jī)的線圈電阻為0.1。。下列論

述正確的是（）

A.車燈接通電動機(jī)未啟動時(shí)，車燈的功率為225W

B.電動機(jī)啟動時(shí)，車燈的功率為54W

C.電動機(jī)啟動時(shí)輸出的機(jī)械功率為195W

D.電動機(jī)啟動時(shí)，電源輸出的功率為540W

【答案】D

【解析】

A.根據(jù)閉合電路的歐姆定律得燈泡電阻為

F

R=——r=0.9Q

I

車燈的功率為

尸=/2R=202.5W

A錯誤；

B.電動機(jī)啟動時(shí)，路端電壓為

U=E-Ir=9N

車燈的功率為

P=——=90W

R

B錯誤；

C.電動機(jī)啟動時(shí)，電動機(jī)的電流為

電動機(jī)啟動時(shí)輸出的機(jī)械功率為

p'=ur-r\=2oow

C錯誤；

D.電動機(jī)啟動時(shí)，電源輸出的功率為

P〃="=540W

D正確。

故選D。

二、多選題

5.（2021.貴州省思南中學(xué)高三月考）如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)分別為“1、"2,b是原線

圈的中心抽頭，副線圈兩端接有理想交流電壓表和電流表、開關(guān)S、以及定值電阻與、R2,在原線

圈c、d兩端加上正弦交變電壓。則下列說法正確的是（）

A.單刀雙擲開關(guān)置于。，當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大

B.單刀雙擲開關(guān)置于當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí)，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)不變

C.保持開關(guān)S閉合，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向6時(shí)，副線圈電流的頻率變小

D.保持開關(guān)S閉合，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由。撥向6時(shí)，原線圈的輸入功率變大

【答案】BD

【解析】

AB.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)置于a,閉合開關(guān)S,總電阻變小，電壓不變，電壓表示數(shù)不變，則電流表示

數(shù)變大，故A錯誤，B正確；

C.變壓器不改變交流電源的頻率，將單刀雙擲開關(guān)由。撥向6時(shí)，其他部分不變，副線圈的頻率不

變，故c錯誤；

D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由。撥向b時(shí)，原線圈的匝數(shù)變小，所以副線圈的輸出的電壓要變大，副線圈

的功率變大，則原線圈的輸入功率也要變大，故D正確；

故選BDo

6.（2021?全國高三專題練習(xí)）如圖所示，圖線1表示電阻為Ri的導(dǎo)體A的伏安特性曲線，圖線2表

示電阻為此的導(dǎo)體8的伏安特性曲線，則下列說法正確的是（）

B.把A拉長為原來的3倍后其電阻等于2的電阻&

C.將A與8串聯(lián)后接在電源上，二者消耗的功率之比P：B=l：3

D.將A與B并聯(lián)后接在電源上，通過二者的電流之比/1：/2=1：3

【答案】AC

【解析】

A.根據(jù)/-U圖像知，圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以R：&=1：3,故A正確；

B.根據(jù)公式

R=p—

S

可得，把A拉長為原來的3倍后，橫截面積減小為原來的工，所以電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，故B錯誤;

3

C.串聯(lián)電路電流相等，將A與8串聯(lián)后接在電源上，根據(jù)公式

P=FR

可得消耗的功率之比P:尸2=1：3,故C正確；

D.并聯(lián)電路電壓相等，電流之比等于電阻之反比，所以將A與2并聯(lián)后接在電源上，通過二者的

電流之比/i：上=3：1,故D錯誤。

故選AC。

三、解答題

7.（2021?江蘇高三專題練習(xí)）如圖所示，電源電動勢為12V,內(nèi)阻為1D,電阻Ri為1。，&為6。。

開關(guān)閉合后，電動機(jī)恰好正常工作。已知電動機(jī)額定電壓U為6V,線圈電阻RM為0.5Q,問：電

動機(jī)正常工作時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械功率是多大？

【答案】10W

【解析】

設(shè)流過干路的電流為/,根據(jù)閉合電路的歐姆定律有

E=U+I(&+r)

解得

/=3A

設(shè)流過及的電流為“，則有

,_U

2一R

設(shè)流過