選擇7恒定電流與交變電流

考點(diǎn)內(nèi)容考情分析

考向一電路的動(dòng)態(tài)分析高考對(duì)于這部分知識(shí)點(diǎn)主要以創(chuàng)

考向二純電阻電路和非純電阻電路中的電功與電熱

設(shè)的情景或者模型進(jìn)行命題，強(qiáng)

考向三交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較化對(duì)物理基本概念、基本規(guī)律的

考核試題的呈現(xiàn)形式豐富，提問

考向四變壓器及動(dòng)態(tài)分析遠(yuǎn)距離輸電

角度設(shè)置新穎。

B3深究懈題攻略”

1.思想方法

一、理清直流電路知識(shí)點(diǎn)體系

總功率：P=IE輸出功率：損耗功率：尸百二尸廠

直流電路的幼息分析合容直沆電路的分析

1：________(________±

-------------＞閉合電路?的歐姆定律

--------1--------

電路故障的分析電路中的能量轉(zhuǎn)化

電阻：R=p-^~電功：W=Ult電熱：Q=I'Rt

0

二、正弦交變電流“四值”的理解與應(yīng)用

（最大值）---------

Em=nBSco------->計(jì)算電容器的時(shí)壓值

（瞬時(shí)值）—e=￡sin或EgCOS

mait31—計(jì)算閃光電里的閃光時(shí)間等

（有奴值）-------------->E哈-

------>電表的決數(shù)及計(jì)算電熱、電功及保險(xiǎn)絲■的熔斷電流

（平均值）-------->尾臂一

------>計(jì)算通過導(dǎo)體的電荷量

三、理想變壓器和遠(yuǎn)距離輸電

,、->22卷得上啜

［理想變壓宏一a_〃|.

LJh

廠=外、

、憐,Uu”_z,

關(guān)系,5》A決定》決定―

2.模型建構(gòu)

一、直流電路的分析與計(jì)算

1.閉合電路的歐姆定律的三個(gè)公式

（1）E=U外+U內(nèi)（任意電路）：

（2）E=U外+1（任意電路）：

（3）E=I（R+r）（純電阻電路）：

2.動(dòng)態(tài)電路分析的三種方法

（1）程序法

2、需要記住的幾個(gè)結(jié)論

①當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大（或減?。r(shí)，整個(gè)電路的總電阻一定增大（或減小）。

②若電鍵的通斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，總電阻增大；若電鍵的通斷使并聯(lián)的用電器增多時(shí)，總

電阻減小

③用電器斷路相當(dāng)于該處電阻增大至無窮大，用電器短路相當(dāng)于該處電阻減小至零。

(2)“串反并同”結(jié)論法

①所謂“串反”，即某一電阻增大時(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

減小，反之則增大。

②所謂“并同“，即某一電阻增大時(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，反之則減小。

u吟u#T

即：：M-R1I并T

P?T

(3)極限法

因變阻器滑片滑動(dòng)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，讓電阻最大或?yàn)榱?/p>

再討論。

二、交變電流的產(chǎn)生和描述

1.公式法

利用、1=，只適用于正(余)弦式交變電流。

2.有效值的定義計(jì)算法(非正弦式電流)

計(jì)算時(shí)要抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，列式求解，注意時(shí)間

至少取一個(gè)周期或?yàn)橹芷诘恼麛?shù)倍。

3.能量關(guān)系法

當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求有效值。

三、變壓器

1.理想變壓器的基本關(guān)系式

(1)功率關(guān)系：尸入=產(chǎn)出。

(2)電壓關(guān)系：77=^0若?。?2,為降壓變壓器；若為＜”2,為升壓變壓器。

(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)，然都有多個(gè)副線圈時(shí)，如產(chǎn)如2+3+…+EW

四、遠(yuǎn)距離輸電

1.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑

減少輸電損耗的理論依據(jù)：尸損=/2八

(1)減小輸電線的電阻：根據(jù)電阻定律r=4-要減小輸電線的電阻r,在輸電距離一定的情況下，

可采用減小材料的電阻率、增大導(dǎo)線的橫截面積的方法。

(2)減小輸電導(dǎo)線中的電流：在輸電功率一定的情況下，根據(jù)尸=U/,要減小電流，必須提高輸

電電壓。

2.遠(yuǎn)距離輸電問題的分析方法

對(duì)高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)一升壓變壓器一遠(yuǎn)距離輸電線一降壓變壓器一＞用電器”這樣的順

序，或從“用電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”一步一步進(jìn)行分析。

3.遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以下圖為例)

(1)功率關(guān)系：Pi=P2,尸3=尸4，22=2損+尸3。

Uinih"3

(2)電壓、電流關(guān)系:

Vl"2II'Un"4b'

lh=&U~\~U3,h=b=I線。

(3)輸電電流：/線=合=會(huì)=2氏線工

2

⑷輸電線上損耗的電功率尸損=/線AU=/以線=管)R線。

當(dāng)輸送的電功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來的〃倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的點(diǎn)。

/夕親臨"高考練場"

考向一電路的動(dòng)態(tài)分析

1.（2024?丹陽市校級(jí)一模）如圖所示，電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r。電路中的R2、R3分別為總阻

值一定的滑動(dòng)變阻器，Ro為定值電阻，R1為光敏電阻（其電阻隨光照強(qiáng)度增大而減小）。當(dāng)開

關(guān)S閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法中正確的是（）

A.若斷開開關(guān)S,帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)

B.只逐漸減小對(duì)Ri的光照強(qiáng)度時(shí)，電壓表示數(shù)變大，電阻Ro消耗電功率變大

C.只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)不變，帶電微粒向上運(yùn)動(dòng)

D.只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)時(shí)，電源消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電

【解答】解：A、帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則帶電微粒受到向下的重力和向上的電場力平衡。

當(dāng)斷開開關(guān)S,電容器通過所處的回路放電，板間電場減小，帶電微粒所受電場力減小，所以帶

電微粒將向下運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B、只減小對(duì)Ri的光照強(qiáng)度時(shí)，Ri的阻值增大，電路中的總電阻增大，總電流減小，則電源的內(nèi)

壓減小，路端電壓增大，所以電壓表示數(shù)增大。根據(jù)熱功率的公式Po=%&可知，電阻Ro消耗

的電功率減小，故B錯(cuò)誤；

C、分析電路可知，電容器的電壓與R2上半部分電阻的電壓相等，只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向

下端移動(dòng)時(shí)，電路中的總電流不變，但是R2上端電阻增大，電壓增大，即電容器兩端電壓增大，

根據(jù)公式E=苫可知，板間場強(qiáng)增大，帶電微粒所受電場力增大，則帶電微粒將向上運(yùn)動(dòng)，故C正

確；

D、由電路結(jié)構(gòu)可知，電路穩(wěn)定時(shí)，R3沒有電流通過，所以當(dāng)只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端

移動(dòng)時(shí)，不會(huì)影響電路中的電流，即電路中的電流不變，電源消耗的電功率不變，電容器帶電量

不變，電阻R3中也沒有電流通過，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

2.（2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，C為平行板電容器，D為理想二極管。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的

滑片在中點(diǎn)時(shí)，閉合開關(guān)K,帶電小球恰能在兩平行板間靜止，下列說法正確的是（）

I

C9

DZk------1

4—??——i—?

居凡

—1^K

A.若將滑動(dòng)變阻器R2的滑片向右移動(dòng)，電容器帶電量不變

B.若將滑動(dòng)變阻器R2的滑片向右移動(dòng)，則帶電小球?qū)⑾蛳录铀龠\(yùn)動(dòng)

C.若電容器的上金屬板向下平移一小段距離，則帶電小球向下加速運(yùn)動(dòng)

D.若電容器的上金屬板向上平移一小段距離，則帶電小球仍保持靜止

【解答】解：由圖可知，電阻Ri和R2串聯(lián)分壓，電容器與Ri并聯(lián)，則電路穩(wěn)定時(shí)，電容器兩端

的電壓與R1兩端的電壓相等。

A、滑動(dòng)變阻器R2的滑片向右移動(dòng)時(shí)，R2接入電路的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電

路中電流增大，R1兩端的電壓增加，則電容器的電壓增加。由公式C=g可知，電容C不變，U

增加時(shí)，Q增加，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電容器充電，電容器帶電量增加，故A錯(cuò)誤；

B、閉合開關(guān)K時(shí)，帶電小球恰能在兩平行板間靜止，由平衡條件可知，小球受到的豎直向下的

重力mg和豎直向上的電場力Eq大小相等。由A分析可知，滑動(dòng)變阻器R2的滑片向右移動(dòng)，電

容器的電壓增加，由公式E=，可知，U增加，板間距離d不變時(shí)，則板間場強(qiáng)E增加，則小球

受到的電場力增加，帶電小球?qū)⑾蛏霞铀龠\(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C、電容器的上金屬板向下平移一小段距離時(shí)，板間距離d減小，由公式。=焉可知，電容器

的電容C增大，由公式C=g可知，電容C增大，若U不變時(shí)，Q增加，二極管處于導(dǎo)通狀態(tài),

電容器充電。由公式E=2可知，U不變，d減小時(shí)，場強(qiáng)E增加，則小球受到的電場力增加，帶

電小球?qū)⑾蛏霞铀龠\(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D、電容器的上金屬板向上平移一小段距離，板間距d增大，由公式。=就可知，d增大時(shí),電

容C減小，由公式C=g可知，電容C減小，若U不變時(shí)，Q減小，流經(jīng)二極管的電流為負(fù)向電

流，電容器不能放電，即Q不變，則U增加。由公式E=g,C=*C=藤聯(lián)立得E=甯

可知，板間場強(qiáng)E不變，則小球受到的電場力不變，帶電小球靜止不動(dòng)，故D正確。

故選：D。

3.(2024?鏡湖區(qū)校級(jí)二模)在如圖所示的電路中，燈泡A和Ri的阻值均為2。，燈泡B和R2的

阻值均為4Q,電源電動(dòng)勢E=15V,內(nèi)阻r=5Q,燈泡A和B的額定電壓均為2.4V,R3為定值

電阻，閉合開關(guān)S,燈泡A和B恰好正常發(fā)光。若某時(shí)刻R2突然發(fā)生斷路，設(shè)A、B均不會(huì)被

燒壞。貝U()

(X)A段(X)B

——

bET-),r

R3

A.A、B燈泡均變亮

B.燈泡A和燈泡B的功率之和變大

C.燈泡A兩端電壓變化比燈泡B兩端電壓變化大

D.R3消耗的電功率變小

【解答】解：A、若電阻R2斷路，外電路電阻增大，干路電流減小，內(nèi)電壓減小，則外電路分得

的電壓增大，R3所在電路電流增大，R1所在電路電流減小，所以燈泡A變暗。燈泡A和Ri的電

壓均減小，而路端電壓增大，則燈泡A、R1和燈泡B的電壓之和增大，則燈泡B的電壓增大，B

燈泡變亮，故A錯(cuò)誤；

B、R2斷開前，燈泡A的功率為

U2242

以=/=守W=2.88W

KAZ

燈泡B的功率為

PB=尊=/W=1.44W

燈泡A電流為

rUA2.4._1cA

1A=可=-2-A=1.2A

因燈泡A和RI的阻值均為2Q,燈泡A和B的電壓均為2.4V,則路端電壓為

U=3UA=3X2.4V=7.2V

干路電流為

R3的阻值為

U72

R=yV=1>1#=20Q

3JI—I八1.56—1.2

R2斷開后，外電路電阻為

_R3（RA+R1+RB）

外/?3+RA+RI+RB

此時(shí)的路端電壓為

通過兩燈泡的電流為

I'=__工__

RA+R1+RB

燈泡A和燈泡B的功率分別為

2

PA=MRA，PB=I'RB

聯(lián)立解得：PA=2W,PB=4W,可見燈泡A和燈泡B的功率之和變大，故B正確；

C、因?yàn)闊襞軦和B電壓之和增大，而燈泡A兩端電壓減小，則燈泡B兩端電壓增大，并且燈泡

B兩端電壓變化的值大于燈泡A兩端電壓變化的值，故C錯(cuò)誤；

D、由于R3兩端電壓變大，所以R3消耗功率變大，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

4.（2024?姜堰區(qū)校級(jí)模擬）在如圖所示的電路中，E為電源，其內(nèi)阻為r,L為小燈泡（其燈絲

電阻可視為不變），Ri、R2為定值電阻（Ri>r）,R3為光敏電阻，其阻值大小隨所受照射光強(qiáng)

度的增大而減小，V為理想電壓表。若將照射R3的光的強(qiáng)度減弱，則（）

Ri

A.電壓表的示數(shù)變大B.電源輸出功率變小

C.通過R2的電流變小D.小燈泡變亮

【解答】解：A、照射R3的光的強(qiáng)度減弱，光敏電阻的阻值增大，電路中的總電阻增大，由閉合

電路歐姆定律可知干路中電流減小，故R1兩端的電壓減小，電壓表示數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；

CD、因干路中電流減小，根據(jù)U=E-Ir可知，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，同時(shí)Ri兩端

的電壓減小，故并聯(lián)電路部分電壓增大，則流過R2的電流變大，流過小燈泡的電流一定變小，小

燈泡變暗，故CD錯(cuò)誤；

B、因Ri>r,電路中的總電阻增大，根據(jù)電源的內(nèi)外電阻相等時(shí)電源的輸出功率最大，可知，電

源輸出功率變小，故B正確。

故選：Bo

5.（多選）（2024?棗強(qiáng)縣校級(jí)模擬）圖甲為交警正在用氣體酒精濃度測試儀查酒駕的情景，圖乙

為氣體酒精濃度測試儀的原理圖，R1為氣敏電阻，其阻值隨氣體中酒精濃度的增大而減小，Ro

為報(bào)警器的電阻（阻值不變），Ro大于電源內(nèi)阻，當(dāng)報(bào)警器兩端的電壓達(dá)到一定值時(shí)，報(bào)警器報(bào)

警。測試儀使用前應(yīng)先調(diào)零，即當(dāng)氣體中酒精濃度為0時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電壓

表示數(shù)為Uo,調(diào)零后R2的滑片位置保持不變。測試時(shí)，當(dāng)氣體酒精濃度達(dá)到酒駕指定濃度時(shí)，

電壓表示數(shù)增大為U,報(bào)警器報(bào)警。當(dāng)一位酒駕駕駛員對(duì)著測試儀吹氣時(shí)，下列說法正確的是

&&

TI-------II--------------

傳感器報(bào)警器1

R,」

—---------------1|----------J

E,r

乙

A.當(dāng)Ri兩端的電壓減小U-Uo時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警

B.電源的輸出功率增大

C.移去電壓表，報(bào)警時(shí)氣體酒精濃度比指定的濃度小

D.若不小心將R2的滑片向下移了一些，報(bào)警時(shí)氣體酒精濃度比指定的濃度大

【解答】解：A.根據(jù)題意可知Ri、R2及電源內(nèi)阻總的電壓減小U-Uo時(shí)，報(bào)警器才開始報(bào)警，

故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，R1變小，由于Ro大于電源內(nèi)阻，因此外電

阻減小，電源的輸出功率變大，故B正確；

C.移去電壓表，報(bào)警器部分的電阻變大，兩端要達(dá)到報(bào)警時(shí)的電壓，傳感器的電阻必須更大，因

此報(bào)警時(shí)氣體酒精濃度比指定的濃度小，故C正確；

D.若不小心將R2的滑片向卜移了一些，滑動(dòng)變阻器的電阻減小，則報(bào)警時(shí)傳感器的電阻比正常

設(shè)計(jì)報(bào)警時(shí)的電阻大，報(bào)警時(shí)氣體酒精濃度比指定的濃度小，故D錯(cuò)誤。

故選：BCo

考向二純電阻電路和非純電阻電路中的電功與電熱

6.（2023?杭州一模）如圖是某品牌排煙風(fēng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)，若已知空氣密度為L3kg/m3,則下列表

述判斷正確的是（）

風(fēng)機(jī)流量22000m3/h

風(fēng)機(jī)效率65%

電機(jī)電功率5.5kW

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1450r/min

工作電壓220V/50Hz

A.風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為314rad/s

B.排風(fēng)扇的內(nèi)電阻約為8.8。

C.空氣排出的速度約為15m/s

D.出風(fēng)口半徑約為0.26m

【解答】解：A、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min="*/s

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為（D=2nn=147rrad/s

故A錯(cuò)誤;

B、由表格得，風(fēng)機(jī)的工作電壓U=220V

電功率為p電=5.5kW=5500W

由P（6=UI得，電流I=25A

風(fēng)機(jī)的輸出功率P出=i]P電=65%X5500W=3575W

熱功率為P熱np由-p出=5500W-3575W=1925W

由P熱=PR得，排風(fēng)扇的內(nèi)電阻R="孕。=察。=3.08。

25，25

故B錯(cuò)誤；

C、設(shè)空氣排出的速度為V,時(shí)間t內(nèi)，由能量守恒定律的：P出t=^Qtpv2

代入數(shù)據(jù)解得：v=30m/s

故C錯(cuò)誤；

D、風(fēng)機(jī)的流量Q=vrtr2

代入數(shù)據(jù)解得，出風(fēng)口半徑r-O.26m

故D正確。

故選：D。

7.（2023?浙江模擬）如圖為某人設(shè)計(jì)的電吹風(fēng)電路圖，a、b、c、d為四個(gè)固定觸點(diǎn)。可動(dòng)的扇形

金屬觸片P可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)。觸片P處于不同位置時(shí)，電吹風(fēng)可處于停機(jī)、吹熱風(fēng)和吹冷

風(fēng)三種工作狀態(tài)。ni和n2分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)。該電吹風(fēng)的各項(xiàng)參數(shù)如表所示。

下列說法中正確的是（）

熱風(fēng)時(shí)輸入功率460W

冷風(fēng)時(shí)輸入功率60W

小風(fēng)扇額定電壓60V

正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率52W

電

熱

絲

電

A.小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8。

B.吹熱風(fēng)時(shí)流經(jīng)電熱絲的電流約為2.1A

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比ni：112為3：11

D.吹冷風(fēng)時(shí)P的c觸點(diǎn)與a接觸、P的d觸點(diǎn)與b接觸

【解答】解：D、當(dāng)電吹風(fēng)送出來的是冷風(fēng)時(shí)，電路中只有電動(dòng)機(jī)工作，觸片P應(yīng)與觸點(diǎn)b、c接

觸，故D錯(cuò)誤；

A、由表格數(shù)據(jù)得，冷風(fēng)時(shí)輸入功率為60W,正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率為52W,說明小風(fēng)扇內(nèi)

阻消耗的功率為8W,則有斗=12T

聯(lián)立解得：r=8Q

故A正確；

B、吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的熱功率為P=460W-60W=400W

流經(jīng)電熱絲的電流為L=提=毀4=1.84

故B錯(cuò)誤；

C、理想變壓器原副線圈的匝數(shù)之比等于電壓比，有,=一=—=—

n2U603

故C錯(cuò)誤。

故選：Ao

8.（2024?九龍坡區(qū)模擬）工程師對(duì)某款新能源汽車的直流蓄電池進(jìn)行性能測試，測試過程中系統(tǒng)

P1

輸出的萬--圖像如圖，其中P為直流電源的輸出功率，1為總電流，下列說法正確的是（）

IJ

A.該蓄電池的電動(dòng)勢為12V

B.該蓄電池的內(nèi)阻為2。

C.該蓄電池的最大輸出功率為144W

D.該蓄電池的短路電流為12A

【解答】解：AB.根據(jù)題意可知，直流電源的輸出功率P=EI-12r

PE

變形可得77=--r

yI

結(jié)合題圖可得

E=24V,r=m

故AB錯(cuò)誤；

C.根據(jù)閉合電路歐姆定律P=EI-I2r=一。一屏）2+%

可知,當(dāng)1=5=昌公=12A

/72242

時(shí)有最大的輸出功率，最大輸出功率分a%=3=erW=144W

故c正確；

D.該蓄電池的最大電流即為短路電流，短路電流Imax=J=竽A=24A,故D錯(cuò)誤。

故選：Co

9.（2023?湖南模擬）如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢E=8V,內(nèi)阻r=lQ,定值電阻Ri=9Q,R2

=10Q,R3=5Q；滑動(dòng)變阻器R4的取值范圍為。?15。。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，

使R4取不同的阻值接入電路，則下列說法正確的是（）

A.R4=0時(shí)，定值電阻R1消耗的功率最大，為2W

B.R4=5Q時(shí)，電源內(nèi)阻消耗的功率最小，為0.5W

C.R4=10。時(shí)，R4消耗的功率最大，為0.4W

D.R4=15Q時(shí)，電源的效率最高，為90%

【解答】解：A、R4=0時(shí)，外電阻最小，總電流最大，則定值電阻R1消耗的功率最大，此時(shí)并

聯(lián)部分的總阻值為R并=徵^=瞿|。=學(xué)。

由閉合電路歐姆定律得干路電流為1==跖"—A=0.6A

"芬+勺+「竽+9+1

則定值電阻R1消耗的功率為PI=I2RI=0.62X9W=3.24W,故A錯(cuò)誤；

B、電源內(nèi)阻消耗的功率P內(nèi)=正「

當(dāng)電源內(nèi)阻消耗的功率最小時(shí)，電路中的總電流應(yīng)最小，對(duì)應(yīng)的外電路電阻最大，即當(dāng)R4=15C

時(shí)，電源內(nèi)阻消耗的功率最小，故B錯(cuò)誤；

C、為求滑動(dòng)變阻器R4消耗的最大功率，可對(duì)原電路進(jìn)行如下圖所示的等效變換。

易知，等效電源的等效電動(dòng)勢E-4V,等效內(nèi)阻『=10。，故當(dāng)R4=『=10。時(shí)，R4消耗的功率

最大，且為分"=4=島勿=04勿，故C正確；

fjD1

D、當(dāng)R4=15。時(shí)，總的外電阻最大。由于電源效率〃=看x100%=帚x100%=木x100%

顯然，當(dāng)總的外電阻R最大時(shí)，n取最大值，當(dāng)R4=15C時(shí)，總的外電阻為R'=靠知孕v+

10x(5+15)47

=12+9/2

10+5+15Tn

nf_

此時(shí)1］最大，且為?？=磊：X100%=萬3—X100%=94%,故D錯(cuò)誤。

T+1

故選：Co

10.（2023?臺(tái)州二模）某款電動(dòng)自行車的內(nèi)部電路可簡化為如圖所示，電源銘牌上標(biāo)有“36V,12A

?h”字樣。正常工作時(shí)，電源的輸出功率為180W,工作效率為75%,電動(dòng)機(jī)機(jī)械效率為80%。

已知自行車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到阻力恒為40N。正常工作時(shí)（）

A.電動(dòng)機(jī)兩端電壓為36V

B.電動(dòng)機(jī)的電流約為5A

C.自行車勻速行駛的最長時(shí)間約為1.8h

D.自行車勻速行駛的最遠(yuǎn)距離約為30km

【解答】解：AB、正常工作時(shí)，電源的輸出功率為180W,工作效率為75%,則電源的輸入功率

、1八輸出180Qni/iz

為P…丁=旃勿=24A0皿

且由公式「=1}1

P

解得電動(dòng)機(jī)的額定電流約為/=齊=縹4"6.74

36

U額

設(shè)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為FM,電動(dòng)機(jī)的效率為80%,貝IJP-0.8P=l2fM

后刀用_(l_0.8)x180

角牛=2。nxn0.o8n/2

6.7

由于電源與電動(dòng)機(jī)都有內(nèi)阻，故電動(dòng)機(jī)兩端電壓U=：=罌/"27V

故AB錯(cuò)誤;

CD.根據(jù)電池容量Q=12Ah,放電電流為6.7A,則可得t=彳=磊無21.8%

自行車勻速行駛時(shí)牽引力與阻力相等，即F=f=40N

則由80%P=fv

解得v=竿=。端80Ms=3.6m/s

自行車勻速行駛的最遠(yuǎn)距離約為x=vt=3.6X1.8X3600m=23328m=23.328km

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選：Co

考向三交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較

11.（2024?和平區(qū)校級(jí)模擬）電蚊拍利用高壓電擊網(wǎng)來擊殺飛近的蚊蟲。如圖所示，將3V直流電

壓通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)檎医蛔冸妷簎=3sinl0000m（V）,再將其加在理想變壓器的原線圈上,

副線圈兩端接電擊網(wǎng)，電壓峰值達(dá)到2700V時(shí)可擊殺蚊蟲，正常工作時(shí)（）

電蚊拍的高

壓電擊網(wǎng)

高

頻

轉(zhuǎn)

換

器

A.交流電壓表的示數(shù)為3V

B.副線圈與原線圈匝數(shù)比需滿足,>900

711

C.電擊網(wǎng)上的高頻電壓的頻率為10000Hz

D.將3V直流電壓連接在變壓器的原線圈兩端電蚊拍也可以正常工作

【解答】解：A、正弦交變電壓的有效值為：［；1=賢=|/憶交流電壓表的示數(shù)為|依匕故

A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)變壓器原的變壓規(guī)律，可知副線圈與原線圈匝數(shù)比需滿足：--->-=900,

%Ulm3

故B正確；

C、從題設(shè)表達(dá)式可以求出，電擊網(wǎng)上的高頻電壓的頻率為：/=愛=竺爛Hz=5000Hz,故

J，兀Z7T

C錯(cuò)誤；

D、將3V直流電壓連接在變壓器的原線圈兩端，由于通過副線圈的磁通量不變，那么副線圈不會(huì)

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，電蚊拍不可以正常工作，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

12.(2024?廬陽區(qū)校級(jí)模擬)如圖為某電吹風(fēng)的設(shè)計(jì)電路圖，a、b、c、d為四個(gè)固定觸點(diǎn)，可動(dòng)的

扇形金屬觸片P可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)。觸片P處于不同位置時(shí)，電吹風(fēng)可處于停機(jī)、吹熱風(fēng)和

吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別記為m和n2。下列說法中正確的是

()

熱風(fēng)時(shí)輸入功率500W

冷風(fēng)時(shí)輸入功率60W

小風(fēng)扇額定電壓60V

正常工作時(shí)小風(fēng)扇48W

輸出功率

電

熱

絲

A.觸片P位于ab時(shí)，電吹風(fēng)屬于吹冷風(fēng)狀態(tài)

B.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比m：n2=ll：3

C.小風(fēng)扇工作時(shí)的電流為2A

D.電熱絲的電阻為100。

【解答】解：A、當(dāng)電吹風(fēng)送出來的是冷風(fēng)時(shí)，電路中只有電動(dòng)機(jī)工作，觸片P應(yīng)與觸點(diǎn)b、c接

觸，故A錯(cuò)誤；

B、變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為：—=—=—=故B正確；

n2U2603

p

C、冷風(fēng)時(shí)輸入功率為60W,I=-^=|§A=1A,故C錯(cuò)誤；

D、吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲的功率為：P=500W-60W=440W,吹熱風(fēng)時(shí)電熱絲兩端電壓為220V,所以

其電阻口=（=尊。=110。，故D錯(cuò)誤。

r6U

故選：Bo

13.阻值相等的甲、乙兩電阻分別接到圖（a）和（b）所示的方波交變電壓、正弦式交變電壓電路

中，兩種電壓的周期和峰值都相等，則甲、乙兩電阻的電功率之比為（）

u0—

O>

TT3T

2~2

-Uo

(a)

A.1：1B.2：1

【解答】解：乙電阻接到正弦交流電源上,

功率為：P乙=%=需

U'2

甲電阻接到方波交流電源上，設(shè)兩端電壓的有效值為U，,則由有效值的定義可得:一77=2x

遺2

解得：U'=Uo,則電阻甲的功率為：P甲=《=嗎,則有：/

備=：,故B正確,

R2'KKPuo1

乙~2R

ACD錯(cuò)誤。

故選:Bo

14.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交變電流的裝置如左圖所示，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間的關(guān)系如右圖所示,

下列說法正確的是（

A.t=0時(shí)，線圈平面處于中性面位置，磁通量變化率最大

B.線圈通過中性面時(shí)，交變電流不改變方向

C.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e=100sin50t（V）

D.如果僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則電動(dòng)勢的最大值和周期分別變?yōu)?00V、0.02s

【解答】解：AB、由圖像可知，t=0時(shí)，電動(dòng)勢為零，此時(shí)線圈平面處于中性面位置，磁通量變

化率為零，線圈每通過中性面一次，交變電流方向就會(huì)改變一次，故AB錯(cuò)誤；

C、線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值和周期分別為100V和0.04s,則感應(yīng)由動(dòng)勢瞬時(shí)值為

27r

e=t）=100s譏（50兀1）（，）

故C錯(cuò)誤；

D、如果僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，

由Em=NBS3=2nNBSn可知，

電動(dòng)勢的最大值變?yōu)?00V,

根據(jù)T=架=!可知，

（JL）TI

周期變?yōu)?.02s,

故D正確。

故選：D。

15.（2024?溫州一模）如圖為手動(dòng)發(fā)電式手電筒的原理圖，固定在圓盤邊緣處的小圓柱隨圓盤繞軸

心O,按順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，小圓柱通過豎槽帶動(dòng)T形絕緣支架運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體棒在光

滑的水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系為v=0.2sin2t（m/s）,導(dǎo)軌間

距L=0.2m,導(dǎo)軌間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,定值電阻RI=R2

=10。導(dǎo)體棒與軌道接觸良好，且不計(jì)導(dǎo)體棒和軌道的電阻，電壓表為理想交流電表，D為理

想二極管，則（)

A.圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為2r/s

B.電壓表的示數(shù)為0.08V

C.小圓柱圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為0.2m

D.電阻Ri和R2的總功率為4.8X1（T3W

【解答】解：A.根據(jù)題中數(shù)據(jù)可得

o）=2Ei=2rad/s

可得

1.

n=-r/s

TT'

故A錯(cuò)誤；

B.導(dǎo)體棒切割磁感線，最大的電壓為

Um=BLvm=2X0.2X0.2V=0.08V

電壓表的電壓為交流電的有效值，則電壓表的示數(shù)為

拿=隼⑶

V2V2

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)題意可知轉(zhuǎn)盤的線速度為0.2m/s,角速度為2rad/s,則小圓柱圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

v0.2八1

r=—=-^-m=0.lm

co2

故c錯(cuò)誤；

D.根據(jù)功率的定義式

W_Tq'+RjX2

F一〒一T

代入數(shù)據(jù)解得：P=4.8Xl0-3W

故D正確。

故選：Do

考向四變壓器及動(dòng)態(tài)分析遠(yuǎn)距離輸電

16.（2024?天河區(qū)三模）如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T的勻強(qiáng)磁場中，有一面積為S=lm2的

71

矩形單匝閉合導(dǎo)線框ABCD,AB邊與磁場方向垂直，線框電阻不計(jì)。理想變壓器原副線圈匝數(shù)

比ni：n2=2：1,電阻R=50Q。使線框以恒定角速度3=100mad/s繞過AD、BC中點(diǎn)的軸旋

轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）

A,副線圈中的電流表A示數(shù)為或4

B.線框ABCD中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值200魚^

C.線框平面與磁場方向平行時(shí)，流經(jīng)線框的電流最小

D.副線圈電流的頻率為100Hz

【解答】解：AB.電動(dòng)勢最大值為

Em=NBSo）

解得Em=200V

根據(jù)變壓器原、副線圈電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系有

九2

副線圈中的電流表A示數(shù)為

12R

解得12=V2A

故A正確，B錯(cuò)誤；

C.線框平面與磁場方向平行時(shí)，磁通量最小，磁通量變化率最大，則流經(jīng)線框的電流最大，故C

錯(cuò)誤；

D.原、副線圈頻率相同，均為

0)100TTUES

—HTTz=50Hz

27r—27r

故D錯(cuò)誤;

故選：Ao

17.（2024?道里區(qū)校級(jí)四模）如圖所示，理想變壓器左側(cè)原線圈通過輸電線與理想交流電流表Ai

和發(fā)電機(jī)連接，其中發(fā)電機(jī)部分由長為L、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒以及兩個(gè)半徑也為L的電阻不計(jì)

的金屬圓環(huán)組成。使導(dǎo)體棒的兩個(gè)端點(diǎn)分別位于金屬圓環(huán)的同一水平面上，導(dǎo)體棒以角速度3

在豎直面內(nèi)繞圓環(huán)中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)空間存在方向豎直向下、與金屬圓環(huán)平行、磁感應(yīng)強(qiáng)

度為B的勻強(qiáng)磁場。變壓器右側(cè)副線圈中接有阻值為R的定值電阻和變阻箱Rp,以及理想交

流電壓表Vl、V2、V3和理想交流電流表A2,初始時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱阻值使其大小等于R,此時(shí)電

路能正常工作，之后再次調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值等于2R,已知ni：n2=l：2,上述過程中，下列

說法正確的是（）

B\/

A.電流表Ai的示數(shù)減小，電流表A2的示數(shù)增加

B.電壓表V1的示數(shù)不變，電壓表V3的示數(shù)增加

C.電壓表V2的示數(shù)為迎慶

D.電阻箱消耗的電功率增大

【解答】解：A.設(shè)導(dǎo)體棒此時(shí)的速度與豎直方向夾角為0,則導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)

勢為：E=BLwLcose=BL2a）cos0,電阻箱的阻值變大，故副線圈的總電阻變大，副線圈的總電流

變小，則原線圈的電流變小，故電流表Ai的示數(shù)減小，電流表A2的示數(shù)也減小，故A錯(cuò)誤；

B.由于導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)速不變，故原線圈的電壓不變，則電壓表V2示數(shù)不變，電阻箱的阻值變大，故副

線圈的總電阻變大，副線圈的總電流變小，由于R和RP是串聯(lián)關(guān)系，則R的電壓變小，故Vi變

小，由于副線圈的總電壓不變，故Rp的電壓變大，即電壓表V3的示數(shù)增加，故B錯(cuò)誤；

C.原線圈電壓有效值Ui=^=嗓，根據(jù)變壓器變壓特點(diǎn)：—,可得U2=&BL?3,故

V2<2U2n2

C正確;

D.初始時(shí)電阻箱消耗的電功率為:P=尊=￥=需,調(diào)節(jié)電阻箱使其阻值等于2R后，電功率為:

KpK4K

'24U]2

P=*=/=盤，故消耗電功率應(yīng)減小，故D錯(cuò)誤。

[\pzS/iJ.O/\

故選：Co

18.（2024?浙江模擬）如圖所示為高壓輸電電路圖，發(fā)電站輸送的電壓為u=Umsin50m,變壓器為

理想變壓器。將兩個(gè)相同的電壓互感器甲和乙分別接入遠(yuǎn)距離輸電線路的前后端，電流互感器

接入遠(yuǎn)距離輸電線路。電壓互感器的原、副線圈匝數(shù)比為k：1,電流互感器的原、副線圈匝數(shù)

比為1：k,且k>100。高壓輸電線路正常工作時(shí)，電壓互感器甲、乙的示數(shù)分別為Ui、U2,

電流互感器的示數(shù)為I。則（）

A.用戶使用的電流是頻率為50Hz的交流電

B.該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電阻為k必泮

C.該遠(yuǎn)距離輸電線路上損耗的功率為1?1（U1-U2）

D.該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電流為:

【解答】解：A、根據(jù)u=Umsin50nt可知=50nrad/s,則用戶使用的電流是頻率為/=券=

要Hz=25Hz,故A錯(cuò)誤；

BD、對(duì)于電壓互感器甲，可知遠(yuǎn)距離輸電線路前端電壓滿足：-=即U前=kUl

U11

。尸k

對(duì)于電壓互感器乙，可知遠(yuǎn)距離輸電線路后端電壓滿足：—=即UB=kU2

u21

I線k

對(duì)于電流互感器，可知遠(yuǎn)距離輸電線路中的電流滿足:」=一,則該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電流為：

I1

I線=1<1