專題12恒定電流與交變電流

目錄

01考情透視?目標導航............................................................................3

02知識導圖思維引航............................................................................4

03核心精講題型突破............................................................................5

題型一直流電路的分析與計算................................................................5

【核心精講】...............................................................................5

一、閉合電路的功率和效率....................................................................5

二、直流閉合電路中的動態分析的三種方法.....................................................6

三、直流含容電路問題分析方法...............................................................6

【真題研析】...............................................................................7

【命題預測】...............................................................................8

考向一直流閉合電路中的功率問題.............................................................8

考向二直流閉合電路中的動態分析問題.........................................................9

考向三直流含容電路問題....................................................................11

題型二交流電流的四值和變壓器的分析與計算..................................................12

【核心精講】..............................................................................12

一、交變電流的四值問題.....................................................................12

二、理想變壓器的基本關系...................................................................13

三、理想變壓器的動態分析...................................................................13

【真題研析】..............................................................................14

考向二理想變壓器的基本關系應用............................................................17

考向三理想變壓器的動態分析................................................................18

1/25

題型三遠距離輸電...........................................................................20

【核心精講】..............................................................................20

一、遠距離輸電問題中的“三二一”........................................................20

二、遠距離輸電問題中的電壓和功率損失.......................................................20

【真題研析】..............................................................................21

【命題預測】..............................................................................22

考向一遠距離輸電問題中的功率計算.........................................................22

考向二遠距離輸電問題中的動態分析23

2/25

命題統計

2024年2023年2022年

命題要點

2024?全國甲卷-T122023?海南卷?T72022,浙江6月卷?T12

直流閉合電路

2022?浙江1月卷?T12

的分析與計算

2024?河北卷142023?湖南卷192022?山東卷14

2024?新課標卷172023?河北卷152022?湖南卷16

交變電流的四2024?廣東卷11、2023?北京卷一T72022?廣東卷?T4

熱值和變壓器的

考分析與計算2024?遼寧卷1132023?廣東卷162022?河北卷13

角2024?山東卷?T82022?海南卷?T5

度

2024?浙江1月卷一T5

2024?湖南卷162023?山東卷17

2023?浙江卷?T7

遠距離輸電

高考對直流閉合電路的以選擇題的形式考查較少，對交變電流的產生和描述

命題規律的單獨考查也不是特別的頻繁，大多與變壓器類的高考題相結合，一并考查，難

度上不是太大。

從近幾年各省命題來看，2025年大概率還是圍繞變壓器來命題，多數以選

考向預測

擇題為主，題目難度不會太大。

命題情景多以變壓器、新型應用技術為情景

常用方法閉合電路動態分析法、等效法

3/25

閉合電路歐姆定律:

4/25

0

盎心精潴￡題型突破

題型一直流電路的分析與計算

核心精講U

一、

1.閉合電路的功率和效率

任意電路：P總=EI=P出+P內

電源總功率"2

純電阻電路：P=F(R+r)=--

&R+r

電源內部

P內=尸尸=尸總一P出

消耗的功率

任意電路：P出=UI=P總—P內

電源的

降R

輸出功率純電阻電路：PTR—I,

R+r2

Pm型E2

P出與外電阻

p

R的關系

ORlR2R

DTT

任意電路：〃=3><100%=**100%

P總E

電源的效率

純電阻電路：〃=&-xlOO%

R+r

2.輸出功率與外電阻的關系

由P出與外電阻R的關系圖像可知：

(1)當R=r時，電源的輸出功率最大為尸m=8。

(2)當時，隨著R的增大輸出功率越來越小。

(3)當時，隨著R的增大輸出功率越來越大。

5/25

(4)當產出＜Pm時，每個輸出功率對應兩個外電阻后和尺2,且4尺2=兒

1.程序法

確定局分析總分析總電流、固并聯分流

定

部電阻—>電阻的—>路端電壓的支變化支路

路

的變化變化變化串聯分壓

2.結論法

用口訣表述為“串反并同”：

⑴所謂“串反”，即某一電阻增大時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都

將減小，反之則增大。

(2)所謂“并同”，即某一電阻增大時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都

將增大，反之則減小。

3.極限法

因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端，讓電阻最大或

電阻為零進行討論。

三、直流含容電路問題分析方法

1.電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時，把電容器所在的電路視為斷路，簡化電路時可以去掉，求

電荷量時再在相應位置補上。

2.電路穩定時電容器的處理方法：電路穩定后，與電容器串聯的電路中沒有電流，同支路的電阻相當于導線,,

即電阻不起降低電壓的作用，電容器兩端的電壓與其并聯用電器兩端電壓相等。

3.電壓變化帶來的電容器變化：電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電。若電容器兩端電壓

升高，電容器將充電；若電容器兩端電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電，可由A0=CAU計算電容

器上電荷量的變化量。

4.含容電路動態分析的三個步驟：

第一步理清電路的串、并聯關系

確定電容器兩極板間的電壓。在電容器充電和放電的過程中，歐姆定律等電路規律不適用，但

第二步對于充電或放電完畢的電路，電容器的存在與否不再影響原電路，電容器接在某一支路兩端，

可根據歐姆定律及串、并聯規律求解該支路兩端的電壓U

分析電容器所帶的電荷量。針對某一狀態，根據。=CU,由電容器兩端的電壓U求電容器所帶

第三步

的電荷量0,由電路規律分析兩極板電勢的高低，高電勢板帶正電，低電勢板帶負電

6/25

真題研析

1.（2023?海南?高考真題）如圖所示電路，已知電源電動勢為E,內阻不計，電容器電容為C,閉合開關K,

待電路穩定后，電容器上電荷量為（）

A.CEB.—CEC.-CED.-CE

【答案】c

【詳解】電路穩定后，由于電源內阻不計，則整個回路可看成3R、2R的串聯部分與&、4R的串聯部分并

聯，若取電源負極為零電勢點，則電容器上極板的電勢為R卜=,-2R=含電容器下極板的電勢為@下=,?

5n5?5H

4R=冷則電容兩端的電壓U下上=卷則電容器上的電荷量為Q=CU上下=|CE故選C。

【技巧點撥】

（1）明確電容器電量計算公式；

（2）利用串聯分壓的規律，求出電容器兩極板的電壓。

2.（2022?北京?高考真題）某同學利用壓力傳感器設計水庫水位預警系統。如圖所示，電路中的％和R2，

其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大,

壓力傳感器的電阻值越小。當。、6兩端的電壓大于Ui時，控制開關自動開啟低水位預警；當a、b兩端的

電壓小于內（%、&為定值）時，控制開關自動開啟高水位預警。下列說法正確的是（）

預警系統

控制開關

A.%<U2

B.此為壓力傳感器

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C.若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預警時的水位越低

D.若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預警時的水位越高

【答案】C

【詳解】AB.題意可知水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。控制開關自動開

啟低水位預警，此時水位較低，壓力傳感器的電阻值較大，由于。、6兩端此時的電壓大于Ui，根據串聯電

路電壓分部特點可知，％為壓力傳感器，故高水位時壓力傳感器的電阻值越小，N壓力傳感器兩端電壓變

小，AB錯誤；

CD.根據閉合電路歐姆定律可知，a、6兩端的電壓為U=f%若定值電阻的阻值越大，當開啟低

水位預警時。、6兩端的電壓大于0時，燈壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低；當°、6兩端的電壓小

于出時開啟高水位預警時，&壓壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低。C正確，D錯誤。故選C。

【技巧點撥】

(1)明確水位高低與壓力傳感器所受壓力大小的關系；

(2)利用閉合電路歐姆定律，結合水位變化時阻值的變化做出判斷。

1命題預測l

考向一直流閉合電路中的功率問題

3.(2024?北京朝陽?模擬預測)如圖甲所示的電路中，定值電阻％=氏2。白熾燈泡L的伏安特性曲線如圖

乙所示。電源電動勢E=100V,內阻不計。當開關S斷開時，燈泡消耗的實際電功率為24W,則開關閉合

后，燈泡消耗的實際功率約為()

A.20WB.15WC.12WD.9W

【答案】C

【詳解】當開關S斷開時，燈泡消耗的實際電功率為24W,即電壓電流的乘積為24W,根據乙圖可知，電

壓為％=40V,電流為h=0.60A,根據閉合電路歐姆定律Ui=E-匕匕解得%=100。據題意，定值電阻

/?!=R2,故&=100Q開關閉合后，電源和七、&構成一個新電源，此新電源電動勢和內阻分別為％=

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（同片）&=層磊）X100V=50V,勺==50。此新電源短路電流為/短=黑=1.0A圖中畫出此新

電源的U-/圖像，圖像與白熾燈泡的伏安特性曲線交點即為燈泡的電壓電流，分別為g=26V,%=0.46A

燈泡消耗的實際功率「2=U2I2=26x0,46W=11.96W?12W故選Co

4.（2024?全國?模擬預測）在如圖甲所示的電路中，電源電動勢保持不變，不計內阻，％為定值電阻，移

動滑動變阻器&的滑片尸，電壓表和電流表均為理想電表，兩者示數的U-/關系圖線如圖乙所示，則（)

A.電源電動勢為15VB.定值電阻的阻值為10。

C.長的電功率最大為3WD.%的電功率最大為25W

【答案】B

【詳解】AB.設Pa間電阻為心，則Pb間電阻為（/?2-仆），滑動變阻器接入電路的電阻記作R2,則

=髻萼？=生字國當心=*2時，達到最大值，即=法解得&=24Q當滑片尸位于中點時,

乙—RQ?2NaLU.5A

干路電流為1.0A,此時有E=6V+1.0%當R；的電壓為4.0V時，滑片兩邊電流為0.2A和1.0A,此時有E=

4V+1.2%聯立兩式解得&=10OE=16V選項A錯誤，B正確；

CD.電阻7?2的阻值范圍為0到6Q,因此滑片位于中點時，R2=6。，/?2的電功率最大為PR2=6.0Vx（0.5A+

n2

0.5A）=6W滑片P位于。或b時，接入電阻為零，&的電功率最大，為PRI=?=25,6W選項CD錯誤。

故選Bo

考向二直流閉合電路中的動態分析問題

5.（2024?遼寧朝陽?三模）在如圖所示的電路中，電源電壓不變，內阻為r,R為定值電阻，閉合開關S,

9/25

電路正常工作，在滑片P向右移動的過程中，不考慮溫度對燈絲電阻的影響，下列說法正確的是（）

A.R兩端的電壓變大B.電壓表V2的示數變大

C.燈泡的亮度變亮D.電壓表V］的示數和電流表示數的比值變小

【答案】B

【詳解】C.定值電阻尺、滑動變阻器、燈泡、電源、電流表、開關串聯，當滑片P向右移動的過程中，整

個回路總電阻增大，電流減小，故等泡亮度變暗，C錯誤；

A.由［/=用可知電流減小，定值電阻尺兩端電壓減小，A錯誤；

B.電壓表V2測量定值電阻、滑動變阻器兩端總電壓，由閉合電路歐姆定律力=E-/（&+「）可知電流減小,

電壓表丫2示數變大，B正確；

D.電壓表Vi測量燈泡、滑動變阻器兩端總電壓，由閉合電路歐姆定律氏=E-/（R+r）可知券=R+r故

電壓表Vi的示數和電流表示數的比值不變，D錯誤。故選B。

6.（2024?河北?一模）如圖所示的電路中，a為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表，閉合開關S,

滑動變阻器的滑片從6端向。端緩慢滑動的過程中，下列說法正確的是（）

A.電壓表V示數先變小后變大B.電壓表V示數一直變大

C.電流表A示數一直變小D.電流表A示數先變小后變大

【答案】C

【詳解】AB.滑片緩慢從6端向。端滑動的過程中，滑動變阻器上下兩部分、電壓表并聯，滑動變阻器滑

片上、下兩部分并聯后的阻值先增大后減小，干路電流先減小后增大，路端電壓先增大后減小，根據閉合

電路歐姆定律可得電壓表的示數U=E-+r）則電壓表V示數先變大后變小。故AB錯誤；

CD.滑動變阻器滑片從6滑到正中間的過程，回路總電阻增加，干路電流減小，滑動變阻器上半部分所在

支路分配的電壓增大，通過滑動變阻器上半部分的電流增大，可知電流表A示數變小，滑片從正中間滑到

。的過程，上、下兩部分并聯電阻減小，電壓表示數減小，滑動變阻器下半部分電阻增加，可知電流表A

示數繼續變小。故C正確；D錯誤。

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故選Co

考向三直流含容電路問題

7.（2024?河北石家莊?三模）如圖所示，電源電動勢E=1.5V,內阻不計，滑動變阻器燈的最大阻值為2C,

兩定值電阻&、色的阻值均為1。，電容器C的電容為3/zFo初始時燈的滑片置于最上端，開關S擲于a端。

下列說法正確的是（）

A.當&的滑片向下移動時，先兩端的電壓減小

B.移動￡的滑片過程中，&消耗的最大功率為1.125W

C.開關從。擲向6,流過心的電流方向由d到c

D.開關從。擲向6,流過的電荷量為4.5x10-6c

【答案】D

【詳解】A.開關S擲于a端，公與夫2串聯，R2兩端的電壓&=鼻山2當％的滑片向下滑動時，飛接入電

路中的電阻值變小，取兩端電壓變大，A錯誤；

B.%消耗的功率P=E/—/2/?2電流/=三丁解得當%=a=1。時，R1消耗的功率最大為0.5625W,B錯

及1+?2

誤；

C.開關擲于a端時，電容器C右極板帶正電，開關從a擲向b,電容器C左極板帶正電，所以電容器先放電

后充電，電流方向為c—d,C錯誤；

D.流過/?3的電荷量Q=C4U=C（加片,夫2+肅京,RI）=4.5X10-6CD正確。故選D。

8.（2024?四川德陽?二模）如圖所示的電路中，電源的電動勢E=12V,內阻不計，電阻％=10Q,R2=2011,

滑動變阻器的最大阻值R=30Q,電容器MN的電容C=12四，現將滑動觸頭￡置于最左端。點，合上開

關S,經過一段時間電路處于穩定，此時一帶電油滴恰好靜止在MN之間的P點，下列說法正確的是（）

11/25

A.油滴帶負電

B.若斷開開關S,則通過必的電荷量為4xl0-5c

C.若滑動觸頭向右滑動，則油滴將向上加速運動

D.若從。點向右移動滑動觸頭3至〃間電阻為20。時，則下極板N的電勢降低了4V

【答案】B

【詳解】A.分析電路知N板電勢高，M板電勢低，一帶電油滴恰好靜止在MN之間的尸點，根據平衡條件

知，電場力豎直向上，故油滴帶正電，故A錯誤；

B.電容器兩端的電壓等于電阻七兩端電壓，有0=35=4丫電容器所帶的電量為。=。%=4.8*

10-5。S斷開后電容器的電量通過兩個支路放電，一是電阻區支路，另一條是電阻7?2和滑動變阻器R的串

聯支路，根據并聯電路的電流關系可知，兩支路的電阻之比為10:50,則電流之比為5:1。可知通過公的電

量為=乎=4x10-5C故B正確；

C.若滑動觸頭向右滑動，電容器兩板間電壓先減少后增大，電容器所帶的電量先減少后增大，但N板先帶

正電荷后帶負電荷，電場力先向上（小于重力）后向下，合力始終向下，則油滴將向下加速運動，C錯誤;

D.若從。點向右移動滑動觸頭3至〃間電阻為20。時，U”=0a—的2=|^xl2V=8V滑動觸頭在。

點時，N板電勢為以=%i=4V聯立解得%2=-4V故下極板N的電勢降低了8V,故D錯誤。故選B。

題型二交流電流的四值和變壓器的分析與計算

核心精講

一、交

物理含義重要關系適用情況

e=Emsincot正弦形式，從中性面開始

瞬時值交變電流某一時刻的值

e=EmCOScot余弦形式，從垂直中性面開始

EmnBSco

峰值交變電流最大的瞬時值Em確定用電器的耐壓值、電容器的擊穿電壓

IT=

mR-\~r

12/25

（1）計算與電流熱效應相關的量（如功率、

廳―Em熱量）

跟交變電流的熱效應等效的E=J

有效值（2）交流電表的測量值

恒定電流值u=牛

A/2（3）電器設備的額定電壓、額定電流

⑷保險絲的熔斷電流

Fc=卜n①----

i-t圖像中圖線與時間軸所圍△t

平均值計算通過電路某截面的電荷量

面積與時間的比值7,

R+r

注意：求解有效值的兩個關鍵點:

1.計算有效值的根據是電流的熱效應，抓住“三同”：“相同時間”內“相同電阻”上產生“相同熱量”列式求解。

2.利用公式。=產必和0=^/可分別求得電流有效值和電壓有效值。

R

二、

理想變壓器沒有能量損失（銅損、鐵損），沒有磁通量損失（磁通量全部集中在鐵芯中）

功率關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，尸入=產出

電壓關系原、副線圈的電壓比等于匝數比，。1：仍=〃1：〃2,與負載的多少無關

基本關系

只有一個副線圈時，/1：/2=煙：〃1；有多個副線圈時，由尸入=尸出即/1。1=/2。2

電流關系

+/3S+…/1H1=/2〃2+，3〃3+…

~\~InUn得+/，〃

頻率關系力可（變壓器不改變交流電的頻率）

_C1"___________1

--1——1

blR

處理技巧等效電阻

-4-」

i1

R衿

匝數比不變的情況負載電阻不變的情況

13/25

U1由

器變化，負載R不變

(1)5不變,輸入電壓U1決定輸出電壓

m(1)5不變，電發生變化，。2變化。

可以得出不論負載電阻R如何變化，5不變。(2)R不變，。2變化，/2發生變化。

(2)當負載電阻發生變化時，/2變化，根據輸出電流/2決

⑶根據尸2="和Pt=P2,可以判斷尸2變化時,

定輸入電流/1，可以判斷/1的變化。

(3)/2變化引起尸2變化，根據尸1=尸2,可以判斷尸1的變化。P發生變化，5不變時，人發生變化。

真題研析

9.(2024?北京?高考真題)如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓〃隨時間1

變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規格為“6V,3W”的燈泡。若燈泡正常發光，下列說法正確的是()

A.原線圈兩端電壓的有效值為24近V

B.副線圈中電流的有效值為0.5A

C.原、副線圈匝數之比為1：4

D.原線圈的輸入功率為12W

【答案】B

【詳解】A.由題圖知，原線圈電壓最大值為Um=24&V,則原線圈兩端電壓的有效值為Ui=舞=24V

故A錯誤；

B.燈泡正常發光，由尸=S得，副線圈中電流有效值為/=今=噂=0.5人故8正確；

U26V

C.由理想變壓器電壓與匝數關系可知%=*=4故C錯誤；

nzU2

D.理想變壓器沒有能量損失，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率P=Pz=3W

故D錯誤。故選B。

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【技巧點撥】

(1)利用正弦交流電有效值的公式對電壓求有效值;

(2)利用理想變壓器基本電壓關系和功率關系求匝數比和功率。

10.(2024?山東?高考真題)如圖甲所示，在-(7±區4的區域中存在垂直Oxy平面向里、磁感應強度

大小為2的勻強磁場(用陰影表示磁場的區域)，邊長為2d的正方形線圈與磁場邊界重合。線圈以了軸為

轉軸勻速轉動時，線圈中產生的交變電動勢如圖乙所示。若僅磁場的區域發生了變化，線圈中產生的電動

勢變為圖丙所示實線部分，則變化后磁場的區域可能為()

V

【詳解】根據題意可知，磁場區域變化前線圈產生的感應電動勢為e=Esin3t由題圖丙可知，磁場區域變化

后，當Esinst=苧時，線圈的側邊開始切割磁感線，即當線圈旋轉削寸開始切割磁感線，由幾何關系可知

磁場區域平行于x軸的邊長變為d'=2dcos^=d,C正確。故選C。

【技巧點撥】

(1)明確線圈產生正弦交流電的瞬時變化規律；

(2)當Esinst=早時，線圈從中性面轉過了多少度。

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命題預測r

考向一交變電流的四值問題

11.（2024?浙江金華?二模）如圖所示，在磁感應強度為工T的水平勻強磁場中有兩半徑為0.2m的金屬圓環

n

豎直放置且相互平行，金屬環的間距為1m,一根長為1m,電阻為1。的金屬棒在圓環內側以角速度10OTad/s

勻速轉動，金屬棒與圓環始終接觸良好，圖示金屬棒在圓環最高點，電路中的電阻R=4（1,其余電阻不計,

電壓表為交流電壓表，則（）

A.金屬棒從圖示位置轉過180。的過程中，流過電阻R的電流先從。流向6,后從6流向。

B.電壓表的示數為0.2V

C.電阻R的功率為0.64W

D.金屬棒在轉動過程中，通過電路的磁通量變化率最大值為2Wb/s

【答案】D

【詳解】A.根據右手定則可知，若金屬棒順時針轉動，金屬棒從圖示位置轉過180。的過程中，流過電阻R

的電流從。流向6,若金屬棒逆時針轉動，金屬棒從圖示位置轉過180。的過程中，流過電阻尺的電流從6

流向°,故A錯誤；

B.若經歷時間t,金屬棒轉過夾角為0,則有8=3t感應電動勢的瞬時值為e=Bdvsma）t=Bdwsin3t則電

動勢的有效值E=需根據閉合電路歐姆定律有U=贏解得U=殍故B錯誤；

C.回路中的感應電流/=-電阻R的功率P=/;?結合上述解得P=0.32W故C錯誤；

H+ro

D.結合上述可知，當金屬棒轉過90。，感應電動勢的最大值為emax=Bdt"=2V即金屬棒在轉動過程中，

通過電路的磁通量變化率最大值為2Wb/s,故D正確。故選D。

12.（2024?浙江溫州?一模）如圖為手動發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,按順時針方向勻速轉動，小圓柱通過豎槽帶動T形絕緣支架運動，從而驅動導體棒在光滑的水平導軌上

運動。已知導體棒運動的速度隨時間變化的關系為u=0.2sin2t（m/s）,導軌間距L=0.2m,導軌間存在垂

直導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度B=2T,定值電阻RI=R2=1。。導體棒與軌道接觸良好，且不

計導體棒和軌道的電阻，電壓表為理想交流電表，D為理想二極管，則（）

16/25

A.圓盤轉動的轉速為2r/s

B.電壓表的示數為0.08V

C.小圓柱圓周運動的半徑為0.2m

D.電阻燈和/?2的總功率為4.8x10-3W

【答案】D

【詳解】A.根據題中數據可得3=2m=2rad/s可得TI=（r/s故A錯誤；

B.導體棒切割磁感線，最大的電壓為Um=8L%=0.08V電壓表的電壓為交流電的有效值，則電壓表的示

數為U=染=0.04V2V故B錯誤；

C.根據題意可知轉盤的線速度為0.2m/s,角速度為2rad/s,則小圓柱圓周運動的半徑丁=?=0.1m

吆.T佇工

2

D.根據功率的定義式P=,R]/?2=4.8xl0-3w故D正確。故選D。

T

考向二理想變壓器的基本關系應用

13.（2024?北京朝陽?模擬預測）我們一般把變壓器分成左右兩個電路來看待，使得在分析時將問題變得復

雜。現在我們將變壓器與負載視為一個整體，等效為一個新的電阻變成一個單一的回路。若已知原、副

線圈的匝數比為匕副線圈所接電阻為R,則R'等于（）

3

D.k~R

【答案】B

【詳解】設原線圈的輸入電壓為6,則副線圈的輸出電壓為g=￡%=與則電阻R消耗的功率為P=9=

圣將變壓器與負載視為一個整體，等效為一個新的電阻R',則R消耗的功率為P'="又P=P'聯立可得R'=

k'RR

IR故選B。

14.（2024?四川遂寧?模擬預測）如圖甲所示“日”字形理想變壓器，當原線圈仍通以交變電流時，線圈中

17/25

的磁通量只有3通過右側鐵芯，剩余部分通過中間的“鐵芯橋”。當原線圈仍通以如圖乙所示的交變電流時，

電壓表V與電流表A2的示數分別為1IV、5Ao已知圖甲中定值電阻R=2211,電表均為理想電表。則()

C.原線圈中的輸入電壓虱=220魚sin50兀t(V)D.電流表Ai的示數為2.5A

【答案】D

【詳解】A.根據題圖甲可知，穿過血線圈的磁通量與穿過勾線圈的磁通量相等，則出=的=焉=!故A

錯誤；

3

B.根據題意有g=〃=11OV，%=%多出=的J聯立解得出=3故B錯誤；

At九32

C.由圖乙可知Em=220V2V,7=2x10-2s,3若=100rad/s由題圖乙可知原線圈M中的輸入電壓U=

emsinyt=220應sinlOO7rt(V)故C錯誤；

D.由理想變壓器輸入功率等于輸出功率有U/i=U3/2解得h=2.5A故D正確。故選D。

考向三理想變壓器的動態分析

15.(2024?全國?模擬預測)如圖所示，變壓器為理想變壓器，原、副線圈的匝數比為:電=1：2;%、R2

為定值電阻，RI=R#2=16R,滑動P可以改變接入電路的線圈匝數，在a、6兩端接入電壓最大值為U的

A.P從上向下滑的過程中電阻燈的功率先增大后減小

B.P從上向下滑的過程中變壓器的輸出功率先減小后增大

C.P下滑到線圈的中點時，變壓器的輸出功率最大，為身

OA

D.P下滑到線圈的中點時，%消耗的功率為9

18/25

【答案】c

【詳解】A.等效電路如圖所示

2

由/泳'=/熟2嬴=低可得等效電阻為R'=（3%所以通過%的電流為/1=4萬，P從上向下滑的過程中R'

變小，。變大，所以電阻％的功率一直變大，故A錯誤；

B.由等效電路可知，當R'=七時，解得最=抑「下滑到線圈的中點時7?2的功率最大，最大功率Pm=^~=

身此時R1消耗的功率與R2相同，則P從上向下滑的過程中變壓器的輸出功率先增大后減小，故B錯誤；

OA

C.由上述分析可知，P下滑到線圈的中點時，變壓器的輸出功率最大，為《，C正確；

D.由上述分析可知，P下滑到線圈的中點時，%消耗的功率為號，D錯誤。故選C。

16.（2024?全國?模擬預測）如圖甲所示，理想變壓器原線圈連接定值電阻品,副線圈連接滑動變阻器R,

滑動變阻器最大阻值足夠大，M、N端輸入正弦式交變電流。將滑動變阻器的滑片從a端緩慢向下滑動，記

錄理想電壓表V的示數0與理想電流表A的示數描繪出Ui-0圖像，如圖乙所示。當滑動變阻器接入

電路的阻值為9&時，滑動變阻器消耗的功率達到最大，則下列說法正確的是（）

A.定值電阻&的阻值為10Q

B.滑動變阻器消耗的最大功率為400W

C.理想變壓器原、副線圈的匝數之比如:電=1:3

D.交變電壓的峰值為100位丫

【答案】C

【詳解】A.設交變電壓的有效值為E,將定值電阻品等效為交流電源的內阻，根據閉合電路歐姆定律有

%=E-/14）結合題圖乙可知E=200V,R（）=^Q=20Q,A錯誤；

D.根據E=舞解得Em=200&V,D錯誤；

19/25

BC.將理想變壓器與滑動變阻器整體等效為一個電阻，等效電阻&=?=妻=仁丫/?滑動變阻器消耗的

1葭122

功率P==前3—當Rx=&時，滑動變阻器消耗的功率最大，最大功率Pm=捺=500W由

\Ro+R〃轡&+2Ro4R0

（K）2.9Ro=Ro解得的：物=1:3,B錯誤，C正確。故選C。

題型三遠距離輸電

核心精講H

一'遠距離輸電問題中的“三二一"

1.理清三個回路

2.抓住兩個聯系

⑴理想的升壓變壓器聯系著回路1和回路2,由變壓器原理可得：線圈1（匝數為”1）和線圈2（匝數為〃2）中各

個量間的關系是3=處，?=垣，馬=尸2。

（2）理想的降壓變壓器聯系著回路2和回路3,由變壓器原理可得：線圈3（匝數為“3）和線圈4（匝數為“4）中各

個量間的關系是2=追，打=螞，P3=P4o

UAn414n3

3.掌握一個守恒

能量守恒關系式Pl=尸攪+尸4。

1.電壓損失：輸電線路上/2=/線=/3,總電阻R線導致的電壓損失AU=02—。3=/線尺線。

2.功率損失：

①尸損=馬一尸4

②尸損=/線線=

20/25

注意：（1）當輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的〃倍，輸電線上損耗的功率減小到原來的4。