资源简介

重难点12 电路
（直流电路闭合回路欧姆定律等的分析和计算、交变电流的分析和计算、远距离输电）
考点分析 三年考情分析 2025命题热点
直流电路闭合回路欧姆定律等的分析和计算 2024：广西卷、甘肃卷 2023：全国乙卷、海南卷 2022：浙江卷、江苏卷 交变电流的产生和描述 变压器的基本原理和应用
交变电流的分析和计算 2024：广东卷、北京卷、湖北卷、新课标卷、河北卷、山东卷 2023：辽宁卷、湖南卷 2022：广东卷、河北卷
理想变压器和远距离输电 2024：海南卷、湖南卷、全国甲卷 2023：广东卷、山东卷 2022：山东卷、湖南卷、湖北卷、河北卷、福建卷
【课标要求】
1.会用闭合电路欧姆定律分析电路各部分之间的相互关系。
2.能利用能量守恒定律和焦耳定律分析电学中的能量转化问题。
3.掌握交变电流的产生和描述、四值得特点和相关计算。
4.理解变压器的原理，会分析交流电路得动态变化以及远距离输电问题。
【考查方向】
本章单独考查电路知识的时候很少,主要考查科学探究素养,通过实验考查电路知识的掌握情况。实验的原理、仪器的选择、电路的分析是高考的重点。测量电阻类实验、测量电源电动势和内阻类的实验、电路设计等创新类实验是高考命题的热点。
高考命题突出考查理想变压器的规律、远距离输电问题以及结合图像考查交变电流的产生与描述等问题。
【备考建议】
在复习实验时，需要注意以下几点：
(1)一定要把握实验的灵魂—原理，会分析并弄清每个实验的原理，在原理掌握之后，学会数据的处理和误差分析方法。在备考中要立足教材中的基本实验,弄透教材中的各种实验仪器的使用方法。
(2)加强实验“可参与”环节的训练。高考实验试题非常重视对实验可参与环节的考查，因此要加强对基本仪器的读数、点迹处理、图像法、电路连接、电路改装与设计、误差分析及有效数字等的训练。
复习交变电流时，熟练掌握交变电流的产生过程及“四值”的理解和应用；要熟练掌握变压器的原理及“三个关系”；对于远距离输电问题要特别注意输电线上损失电压和电功率的计算问题。
【情境解读】
直流电路命题情境
基本电路分析与计算：给出简单的串联、并联电路或混联电路，考查电阻的串并联规律、欧姆定律、焦耳定律等基本概念和规律的应用，如计算电路中的电流、电压、电阻、电功率等物理量。
含源电路与电动势测量：以测量电源电动势和内阻的实验电路为背景，考查闭合电路欧姆定律的应用，可能会涉及到实验数据的处理和误差分析，如根据伏安法、安阻法、伏阻法等实验电路测量结果绘制图像并求解电动势和内阻。
动态电路分析：通常会设置电路中某一元件的参数发生变化，如滑动变阻器滑片移动、开关闭合或断开等，要求考生分析电路中各部分电流、电压、功率等物理量的变化情况，考查考生对电路动态变化的理解和分析能力。
非纯电阻电路问题：以含有电动机、电解槽等非纯电阻元件的电路为背景，考查电功、电功率、电热等概念的区别和计算，以及能量转化和守恒定律在非纯电阻电路中的应用。
交变电流命题情境
交变电流的产生与描述：通过给出交变电流的产生装置，如发电机的原理图，考查交变电流的产生原理、瞬时值表达式、最大值、有效值、周期、频率等基本概念，以及交变电流的图像特点和应用。
理想变压器问题：常见的情境包括理想变压器原、副线圈的电压、电流、匝数关系的应用，以及变压器的动态分析。
远距离输电问题：以远距离输电的原理图为背景，考查输电线路中的电压损失、功率损失的计算，以及提高输电效率的方法等，通常会涉及到变压器在输电过程中的作用和相关物理量的计算。
交变电流的实际应用：以日常生活中的电器设备或电力系统为背景，如日光灯、电磁炉、电力变压器等，考查交变电流在实际生活中的应用原理和相关物理量的计算，要求考生能够从实际问题中抽象出物理模型，运用交变电流的知识进行分析和解决。
【高分技巧】
一、电功和电热的比较
项目 电功 电热
电功与电热的比较　 电功实质是静电力移动电荷做功，W＝qU＝UIt。 电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，Q＝I2Rt。
电功与电热的联系与区别 纯电阻电路（白炽灯、电炉、电熨斗） 非纯电阻电路（电动机、电解槽）
电功与电热的联系与区别 电流做功全部转化为内能W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t。 电流做功转化为内能和其他形式的能量：电功W＝UIt；电热Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他
电功率与电热功率的关系　 纯电阻电路中，P＝UI＝I2R＝ 非纯电阻电路中UI＞I2R，t既不能表示电功，也不能表示电热。
二、纯电阻和非纯电阻的比较
电路 纯电阻电路 非纯电阻电路
电功率 P电＝UI＝I2R＝ P电＝UI
热功率 P热＝UI＝I2R＝ P热＝I2R
关系 P电＝P热 P电>P热
三、电路中的能量转化
电动机的能量转化如下表所示：
能量关系 电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。
能量关系的图例
总功率（输入功率） P总＝UI。
发热的功率 P热＝I2R。
输出功率（机械功率） P机＝P总－P热＝UI－I2R。
功率关系 电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。
电路中的能量转化：
电功计算：W＝UIt。
电功率计算：P＝＝UI。
焦耳定律：Q＝I2Rt。
热功率：P=I2R。
四、线圈在中性面位置开始计时交变电流的变化规律
物理量 函数 图象
磁通量 Φ＝Φm·cos ωt＝BScos ωt
电动势 e＝Em·sin ωt＝NBSωsin ωt
电压 u＝Um·sin ωt＝sin ωt
电流 i＝Im·sin ωt＝ sin ωt
五、远距离输电
三个回路
远距离输电的示意图如下图所示，总共有三个回路。
电源回路：P发电机＝U1I1＝P1。
输送回路：I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线。
用户回路：P4＝U4I4＝P用户。
两个联系
电源回路和输送回路：＝，＝，P1＝P2。
输送回路和用户回路：＝，＝，P3＝P4。
一个守恒
能量守恒关系式P1＝P损＋P4。
电压损失和功率损失计算
电压损失：输电线路上I2＝I线＝I3，总电阻R线导致的电压损失ΔU＝U2－U3＝I线R线。
功率损失：P损＝P1－P4；P损＝I线·ΔU＝IR线＝。
一、单选题
1．（2025·全国·模拟预测）一黑箱有两个接线柱a、b，黑箱中接有一定值电阻R和两相同二极管。通过测量得到通过a的电流和a、b两端电压的关系如图甲所示，二极管的正向伏安特性曲线如图乙所示。则黑箱内电路连接方式和定值电阻的阻值正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2024·北京朝阳·模拟预测）我们一般把变压器分成左右两个电路来看待，使得在分析时将问题变得复杂。现在我们将变压器与负载视为一个整体，等效为一个新的电阻，变成一个单一的回路。若已知原、副线圈的匝数比为，副线圈所接电阻为，则等于（　　）
A． B． C． D．
3．（2024·重庆·模拟预测）在如图所示的电路中为压敏电阻，施加在压敏电阻表面的压力越大，其阻值越小；为定值电阻，电流表为理想电流表，电源电动势恒定不变。现增大压力，则（　　）
A．电流表示数减小 B．两端电压减小
C．电流通过的发热功率变大 D．电流通过的发热功率不变
4．（2024·湖南·模拟预测）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，且rA．将可变电阻R调大，电流稳定时，电源输出功率会增加
B．电容器中电荷的变化量为
C．
D．
5．（2024·河北·模拟预测）变压器被誉为“电魔术师”，在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇，到大街上的路灯、广告牌，都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的、间接入的交变电流，交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．的滑片不动，滑片位于线圈中点时，电流表与示数之比为2：1
B．的滑片不动，滑片上移时灯泡变亮，两电流表示数均变大
C．滑片不动，的滑片右移时，电流表示数不变，电流表示数变小
D．滑片不动，的滑片右移时，灯泡变暗，灯泡消耗的电功率变大
6．（2025·广东·模拟预测）某吹风机内部的简化电路图如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，已知当开关K断开时变压器副线圈中的电流I随时间t的变化图像如图乙所示，电动机两端的电压为。当开关K闭合后，原线圈的输入功率变为原来的3倍。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈中电流的周期为0.04s
B．当开关K断开时，原线圈的输入功率为
C．定值电阻R的阻值为
D．当开关K闭合后，副线圈的输出电压变大
二、多选题
7．（2024·云南昆明·模拟预测）如图所示，水平导体棒 ab的质量 长L=1m电阻 其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=1m，电阻不计。阻值R=0.25Ω的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒 ab在外力F作用下以速率1m /s 绕两圆环的中心轴OO'匀速转动。时，导体棒 ab在圆环最低点。重力加速度为 ，下列说法正确的是（　　）
A．导体棒中的电流
B．电压表的示数为
C．从到0.5πs的过程中通过R的电量为2C
D．从到0.5πs的过程中外力F做功为0.5J
8．（2025·山东·模拟预测）在如图所示的电路中，，滑动变阻器的最大阻值为，电源电动势恒定，内阻不计。闭合开关S时，滑动变阻器的滑片置于a端；电容器C始终未被击穿，下列说法正确的是（　　）
A．开始时电容器下极板带负电
B．开始时电容器下极板带正电
C．在滑动变阻器的滑片缓慢向b端滑动的过程中，电容器的带电量一直减少
D．在滑动变阻器的滑片缓慢向b端滑动的过程中，电容器的带电量可能先减少后增加
9．（2024·全国·模拟预测）如图甲所示，圆形线圈内有垂直于线圈平面的磁场，已知线圈面积为，线圈匝数，线圈总电阻，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势、感应电流、热功率、焦耳热随时间的变化图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
10．（2025·陕西宝鸡·一模）图甲所示的电路图中， 电源的电动势为E， 内阻不计。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R， 图乙和图丙分别为变阻器R全部接入和一半接入电路时沿 abcd方向电势变化的图像， 导线上的电势降落为零。则下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R0在虚线框I中 B．滑动变阻器R在虚线框Ⅰ中
C．电源的电动势大小为2.0V D．定值电阻R0的阻值为5Ω
11．（2024·河南·二模）如图所示，理想变压器原线圈接电压的交流电，原副线圈的匝数比，副线圈上接一定值电阻R0与电动机，电动机的内阻RM=1Ω，定值电阻R0=2Ω。下列说法正确的是（　　）
A．电动机消耗的最大功率为4.5W
B．原线圈上电流为3A时，电动机消耗功率最大
C．若把电动机换成滑动变阻器（0~5Ω），滑动变阻器消耗的最大功率也为4.5W
D．若把电动机换成滑动变阻器（0~5Ω），当R0与滑动变阻器阻值相等时，R0的功率最大
12．（24 重庆模拟）半径分别为l和3l的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为2l、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值也为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．电容器的M板带负电
B．金属棒两端电压为4Bωl2
C．电容器所带电荷量为2CBωl2
D．将金属棒转动角速度由ω变为2ω，金属棒运动一周通过R的电荷量变为原来的2倍
13．（2024·河北·模拟预测）如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压，矩形线圈的电阻，将其接在理想降压变压器原线圈上。标有“”的灯泡正常发光，风扇正常工作，风扇的内阻为，交流电流表A（不考虑内阻）的示数为，导线电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．风扇输出的机械功率是
B．原、副线圈的匝数比
C．若风扇所在支路发生断路故障，灯泡L的功率不变
D．若风扇被卡住（停止转动），变压器的输出功率变小
14．（2024·河北·模拟预测）某同学研究远距离输电的电路如图所示，a、b端接入电压有效值为的交流电源，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且两变压器线圈的匝数比。已知、的阻值均为，的阻值为，电阻、消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）
A．升压变压器线圈的匝数比
B．电压表的示数为
C．电流表的示数为
D．若断路，电流表示数将增大
15．（2024·西藏拉萨·一模）如图所示为某风力发电机发电及输送电能的示意图，升压变压器为理想变压器，电表均为理想电表，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过齿轮箱带动发电机线圈以恒定的转速转动，发电机线图中磁通量随时间变化的规律为，线圈匝数为，匀强磁场的磁感应强度大小为。变压器原、副线圈的匝数比为，电压表的示数为，电流表的示数为，则（ ）
A．发电机线圈转速为 B．发电机线圈中的最大电动势为
C．发电机线圈的电阻为 D．用户消耗的功率为
16．（2024·湖南娄底·二模）如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡均正常发光，两个电路两端的电压分别为、，两个电路的总功率分别为、，两个电路中电阻箱接入电路的阻值分别为、；两端的电压为，功率为；两端的电压为，功率为；则（　　）
A．若，则
B．若，则
C．若，则
D．若，则
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（直流电路闭合回路欧姆定律等的分析和计算、交变电流的分析和计算、远距离输电）
考点分析 三年考情分析 2025命题热点
直流电路闭合回路欧姆定律等的分析和计算 2024：广西卷、甘肃卷 2023：全国乙卷、海南卷 2022：浙江卷、江苏卷 交变电流的产生和描述 变压器的基本原理和应用
交变电流的分析和计算 2024：广东卷、北京卷、湖北卷、新课标卷、河北卷、山东卷 2023：辽宁卷、湖南卷 2022：广东卷、河北卷
理想变压器和远距离输电 2024：海南卷、湖南卷、全国甲卷 2023：广东卷、山东卷 2022：山东卷、湖南卷、湖北卷、河北卷、福建卷
【课标要求】
1.会用闭合电路欧姆定律分析电路各部分之间的相互关系。
2.能利用能量守恒定律和焦耳定律分析电学中的能量转化问题。
3.掌握交变电流的产生和描述、四值得特点和相关计算。
4.理解变压器的原理，会分析交流电路得动态变化以及远距离输电问题。
【考查方向】
本章单独考查电路知识的时候很少,主要考查科学探究素养,通过实验考查电路知识的掌握情况。实验的原理、仪器的选择、电路的分析是高考的重点。测量电阻类实验、测量电源电动势和内阻类的实验、电路设计等创新类实验是高考命题的热点。
高考命题突出考查理想变压器的规律、远距离输电问题以及结合图像考查交变电流的产生与描述等问题。
【备考建议】
在复习实验时，需要注意以下几点：
(1)一定要把握实验的灵魂—原理，会分析并弄清每个实验的原理，在原理掌握之后，学会数据的处理和误差分析方法。在备考中要立足教材中的基本实验,弄透教材中的各种实验仪器的使用方法。
(2)加强实验“可参与”环节的训练。高考实验试题非常重视对实验可参与环节的考查，因此要加强对基本仪器的读数、点迹处理、图像法、电路连接、电路改装与设计、误差分析及有效数字等的训练。
复习交变电流时，熟练掌握交变电流的产生过程及“四值”的理解和应用；要熟练掌握变压器的原理及“三个关系”；对于远距离输电问题要特别注意输电线上损失电压和电功率的计算问题。
【情境解读】
直流电路命题情境
基本电路分析与计算：给出简单的串联、并联电路或混联电路，考查电阻的串并联规律、欧姆定律、焦耳定律等基本概念和规律的应用，如计算电路中的电流、电压、电阻、电功率等物理量。
含源电路与电动势测量：以测量电源电动势和内阻的实验电路为背景，考查闭合电路欧姆定律的应用，可能会涉及到实验数据的处理和误差分析，如根据伏安法、安阻法、伏阻法等实验电路测量结果绘制图像并求解电动势和内阻。
动态电路分析：通常会设置电路中某一元件的参数发生变化，如滑动变阻器滑片移动、开关闭合或断开等，要求考生分析电路中各部分电流、电压、功率等物理量的变化情况，考查考生对电路动态变化的理解和分析能力。
非纯电阻电路问题：以含有电动机、电解槽等非纯电阻元件的电路为背景，考查电功、电功率、电热等概念的区别和计算，以及能量转化和守恒定律在非纯电阻电路中的应用。
交变电流命题情境
交变电流的产生与描述：通过给出交变电流的产生装置，如发电机的原理图，考查交变电流的产生原理、瞬时值表达式、最大值、有效值、周期、频率等基本概念，以及交变电流的图像特点和应用。
理想变压器问题：常见的情境包括理想变压器原、副线圈的电压、电流、匝数关系的应用，以及变压器的动态分析。
远距离输电问题：以远距离输电的原理图为背景，考查输电线路中的电压损失、功率损失的计算，以及提高输电效率的方法等，通常会涉及到变压器在输电过程中的作用和相关物理量的计算。
交变电流的实际应用：以日常生活中的电器设备或电力系统为背景，如日光灯、电磁炉、电力变压器等，考查交变电流在实际生活中的应用原理和相关物理量的计算，要求考生能够从实际问题中抽象出物理模型，运用交变电流的知识进行分析和解决。
【高分技巧】
一、电功和电热的比较
项目 电功 电热
电功与电热的比较　 电功实质是静电力移动电荷做功，W＝qU＝UIt。 电热是由于电流的热效应，电流通过导体发热，Q＝I2Rt。
电功与电热的联系与区别 纯电阻电路（白炽灯、电炉、电熨斗） 非纯电阻电路（电动机、电解槽）
电功与电热的联系与区别 电流做功全部转化为内能W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t。 电流做功转化为内能和其他形式的能量：电功W＝UIt；电热Q＝I2Rt，W＝Q＋W其他
电功率与电热功率的关系　 纯电阻电路中，P＝UI＝I2R＝ 非纯电阻电路中UI＞I2R，t既不能表示电功，也不能表示电热。
二、纯电阻和非纯电阻的比较
电路 纯电阻电路 非纯电阻电路
电功率 P电＝UI＝I2R＝ P电＝UI
热功率 P热＝UI＝I2R＝ P热＝I2R
关系 P电＝P热 P电>P热
三、电路中的能量转化
电动机的能量转化如下表所示：
能量关系 电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能。
能量关系的图例
总功率（输入功率） P总＝UI。
发热的功率 P热＝I2R。
输出功率（机械功率） P机＝P总－P热＝UI－I2R。
功率关系 电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和，即：P电＝P机＋P损，P电＝UI，P损＝I2R。
电路中的能量转化：
电功计算：W＝UIt。
电功率计算：P＝＝UI。
焦耳定律：Q＝I2Rt。
热功率：P=I2R。
四、线圈在中性面位置开始计时交变电流的变化规律
物理量 函数 图象
磁通量 Φ＝Φm·cos ωt＝BScos ωt
电动势 e＝Em·sin ωt＝NBSωsin ωt
电压 u＝Um·sin ωt＝sin ωt
电流 i＝Im·sin ωt＝ sin ωt
五、远距离输电
三个回路
远距离输电的示意图如下图所示，总共有三个回路。
电源回路：P发电机＝U1I1＝P1。
输送回路：I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线。
用户回路：P4＝U4I4＝P用户。
两个联系
电源回路和输送回路：＝，＝，P1＝P2。
输送回路和用户回路：＝，＝，P3＝P4。
一个守恒
能量守恒关系式P1＝P损＋P4。
电压损失和功率损失计算
电压损失：输电线路上I2＝I线＝I3，总电阻R线导致的电压损失ΔU＝U2－U3＝I线R线。
功率损失：P损＝P1－P4；P损＝I线·ΔU＝IR线＝。
一、单选题
1．（2025·全国·模拟预测）一黑箱有两个接线柱a、b，黑箱中接有一定值电阻R和两相同二极管。通过测量得到通过a的电流和a、b两端电压的关系如图甲所示，二极管的正向伏安特性曲线如图乙所示。则黑箱内电路连接方式和定值电阻的阻值正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】黑箱问题
【详解】AB．根据题图乙可知，二极管的导通电压为0.7V，根据题图甲可知当
时，两二极管均不导通，当
时，有一只二极管导通，当
时，两只二极管均导通，则三个元件不可能全部串联，也不可能全部并联，故AB错误；
CD．两二极管均导通瞬间，临界电压为1.4V，则两二极管串联，定值电阻与其中一个二极管并联，电阻为
C错误，D正确。
故选D。
2．（2024·北京朝阳·模拟预测）我们一般把变压器分成左右两个电路来看待，使得在分析时将问题变得复杂。现在我们将变压器与负载视为一个整体，等效为一个新的电阻，变成一个单一的回路。若已知原、副线圈的匝数比为，副线圈所接电阻为，则等于（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】理想变压器两端功率的计算、理想变压器两端电压与匝数的关系
【详解】设原线圈的输入电压为，则副线圈的输出电压为
则电阻消耗的功率为
将变压器与负载视为一个整体，等效为一个新的电阻，则消耗的功率为
又
联立可得
故选B。
3．（2024·重庆·模拟预测）在如图所示的电路中为压敏电阻，施加在压敏电阻表面的压力越大，其阻值越小；为定值电阻，电流表为理想电流表，电源电动势恒定不变。现增大压力，则（　　）
A．电流表示数减小 B．两端电压减小
C．电流通过的发热功率变大 D．电流通过的发热功率不变
【答案】C
【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路
【详解】增大压力，则压敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，则电流表示数增大，通过的电流增大，所以两端电压增大，电流通过的发热功率变大。
故选C。
4．（2024·湖南·模拟预测）如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，且rA．将可变电阻R调大，电流稳定时，电源输出功率会增加
B．电容器中电荷的变化量为
C．
D．
【答案】B
【知识点】闭合电路欧姆定律的内容和三个公式、电源的最大输出功率及其条件、含容电路中有关电荷量及其变化的计算
【详解】A．令电路的外电阻为，则电源输出功率
根据数学知识可知，电源输出功率随外电阻变化的图像如图所示
当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，由于
可知，将可变电阻R调大，外电阻增大，由于外电阻总大于电源内阻，则电流稳定时，电源输出功率会减小，故A错误；
B．根据电容的定义式有
解得该过程电容器的电荷量变化量
故B正确；
C．可变电阻R两端电压为电压表示数U，电流表示数Ⅰ为流过可变电阻R的电流，由电阻的定义可知，可变电阻的阻值
故C错误；
D．由闭合电路欧姆定律可知
可知
故D错误。
故选B。
5．（2024·河北·模拟预测）变压器被誉为“电魔术师”，在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇，到大街上的路灯、广告牌，都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的、间接入的交变电流，交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．的滑片不动，滑片位于线圈中点时，电流表与示数之比为2：1
B．的滑片不动，滑片上移时灯泡变亮，两电流表示数均变大
C．滑片不动，的滑片右移时，电流表示数不变，电流表示数变小
D．滑片不动，的滑片右移时，灯泡变暗，灯泡消耗的电功率变大
【答案】B
【知识点】变压器两端电路的动态分析、自耦变压器
【详解】A．根据题意，的滑片不动，滑片位于线圈中点时，原、副线圈匝数比为
根据理想变压器的电流与匝数比关系有
可知电流表与示数之比为，故A错误；
B．的滑片不动，滑片上移时，副线圈两端电压变大，副线圈的总电阻不变，则电流表示数变大，灯泡变亮，总功率增大，输入电压不变，则电流表示数变大，故B正确；
CD．滑片不动，的滑片右移时，接入电路的电阻变大，副线圈两端电压不变，电流表示数变小，电流表示数变小，灯泡变暗，灯泡消耗的电功率变小，故CD错误。
故选B。
6．（2025·广东·模拟预测）某吹风机内部的简化电路图如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，已知当开关K断开时变压器副线圈中的电流I随时间t的变化图像如图乙所示，电动机两端的电压为。当开关K闭合后，原线圈的输入功率变为原来的3倍。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈中电流的周期为0.04s
B．当开关K断开时，原线圈的输入功率为
C．定值电阻R的阻值为
D．当开关K闭合后，副线圈的输出电压变大
【答案】C
【知识点】交流电的u-t图像和i-t图像、变压器两端电路的动态分析
【详解】A．由图乙可知副线圈中电流的周期为0.02s，变压器只改变交变电流的电压不改变周期，A错误；
B．由图乙可知，当开关K断开时，副线圈中电流的有效值为，此时原线圈的输入功率为
B错误；
C．由题意可知，当开关K闭合后，定值电阻R消耗的功率为电动机消耗功率的2倍，有
解得
C正确；
D．副线圈的输出电压由原线圈的输入电压和变压器原、副线圈的匝数比决定，所以开关K闭合后，副线圈的输出电压不变，D错误。
故选C。
二、多选题
7．（2024·云南昆明·模拟预测）如图所示，水平导体棒 ab的质量 长L=1m电阻 其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=1m，电阻不计。阻值R=0.25Ω的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒 ab在外力F作用下以速率1m /s 绕两圆环的中心轴OO'匀速转动。时，导体棒 ab在圆环最低点。重力加速度为 ，下列说法正确的是（　　）
A．导体棒中的电流
B．电压表的示数为
C．从到0.5πs的过程中通过R的电量为2C
D．从到0.5πs的过程中外力F做功为0.5J
【答案】AC
【知识点】计算转动过程中通过线圈截面的电量、根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热、正弦式交流电的电动势和电流有效值
【详解】A．导体棒ab在圆环最低点时，速度v垂直与磁感线，有效切割速度最大，感应电动势为最大值
感应电流最大值为
设经过时间t导体棒速度与磁感线夹角为
此时导体棒有效切割速度为
在导体棒中电流随时间变化规律为
故A正确；
B．电压表示数为电阻R两端电压有效值，则
故B错误；
C．导体棒圆周运动的周期为
0.5πs等于周期的四分之一，则在0~0.5π s时间内通过R的电量为
故C正确；
D．根据能量守恒定律可知，从t=0到0.5πs的过程中外力F做功等于导体棒增加的重力势能与电路产生的焦耳热之和，电流的有效值为
则焦耳热为
导体棒增加的重力势能为
则外力做功为
故D错误。
故选AC。
8．（2025·山东·模拟预测）在如图所示的电路中，，滑动变阻器的最大阻值为，电源电动势恒定，内阻不计。闭合开关S时，滑动变阻器的滑片置于a端；电容器C始终未被击穿，下列说法正确的是（　　）
A．开始时电容器下极板带负电
B．开始时电容器下极板带正电
C．在滑动变阻器的滑片缓慢向b端滑动的过程中，电容器的带电量一直减少
D．在滑动变阻器的滑片缓慢向b端滑动的过程中，电容器的带电量可能先减少后增加
【答案】BC
【知识点】含有电容的电桥问题
【详解】AB．当滑动变阻器的滑片置于a端时，被短路，电容器与并联，下极板与电源正极相连，所以下极板带正电，B正确，A错误；
CD．开始时下极板与电源正极相连电势高，带正电，当滑片向b端滑动时，下极板电势变低，当滑到b端时，此时，此时电容器两端的电势相同，电势差为0，电容器的带电量0，所以在滑片从a端向b端滑动的过程中，电容器的下极板一直带正电，但随着电容器两极板电压的减小，带电量一直减少，C正确，D错误。
故选BC。
9．（2024·全国·模拟预测）如图甲所示，圆形线圈内有垂直于线圈平面的磁场，已知线圈面积为，线圈匝数，线圈总电阻，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势、感应电流、热功率、焦耳热随时间的变化图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】AD
【知识点】电功和电功率定义、表达式及简单应用、由B-t图象计算感生电动势的大小、增反减同、焦耳定律的内容和含义
【详解】A．图乙可知0~1s内，磁感应强度向里增加，根据楞次定律和安培定则可知，线圈中感应电流的方向沿逆时针方向，线圈产生的感应电动势大小
同理，内，线圈中感应电流的方向沿顺时针方向，产生的感应电动势大小
同理，内，线圈中感应电流的方向沿逆时针方向，产生的感应电动势大小
故A正确；
B．由楞次定律得内的感应电流方向沿逆时针方向（正值），结合以上分析，得电流大小
同理，由楞次定律得内的感应电流方向沿顺时针方向（负值），结合以上分析，电流大小
同理，由楞次定律得内的感应电流方向沿逆时针方向（正值），结合以上分析，电流大小
故B错误；
C．线圈在内的热功率
同理，内的热功率
同理，内的热功率
故C错误；
D．线圈产生的焦耳热
结合以上分析，内产生的热量为
同理，内产生的热量为
同理，内产生的热量为
故D正确。
故选AD 。
10．（2025·陕西宝鸡·一模）图甲所示的电路图中， 电源的电动势为E， 内阻不计。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R， 图乙和图丙分别为变阻器R全部接入和一半接入电路时沿 abcd方向电势变化的图像， 导线上的电势降落为零。则下列说法正确的是（　　）
A．定值电阻R0在虚线框I中 B．滑动变阻器R在虚线框Ⅰ中
C．电源的电动势大小为2.0V D．定值电阻R0的阻值为5Ω
【答案】AD
【知识点】闭合电路欧姆定律的内容和三个公式
【详解】AB．由两图像可知，ab电势差增大，cd电势差减小，根据“串反并同”法可知，滑动变阻器在II中，定值电阻在I中。故A正确，B错误；
CD．根据欧姆定律
全部接入
一半接入
得
故C错误，D正确。
故选AD。
11．（2024·河南·二模）如图所示，理想变压器原线圈接电压的交流电，原副线圈的匝数比，副线圈上接一定值电阻R0与电动机，电动机的内阻RM=1Ω，定值电阻R0=2Ω。下列说法正确的是（　　）
A．电动机消耗的最大功率为4.5W
B．原线圈上电流为3A时，电动机消耗功率最大
C．若把电动机换成滑动变阻器（0~5Ω），滑动变阻器消耗的最大功率也为4.5W
D．若把电动机换成滑动变阻器（0~5Ω），当R0与滑动变阻器阻值相等时，R0的功率最大
【答案】AC
【知识点】理想变压器原副线圈的电流关系及其推导、理想变压器两端电压与匝数的关系、根据有效值计算交流电路中的电功、电功率和焦耳热、含有电动机电路综合计算
【详解】AB．副线圈两端电压为
将n1:n2=2:1和U1=12V代入上式解得
U2=6V
电动机消耗的功率
当
时电动机消耗的功率最大，即
由于是理想变压器，所以
电动机消耗功率最大时，原线圈上电流为
故A正确，B错误；
CD．把电动机换成滑动变阻器，滑动变阻器消耗的功率为
滑动变阻器消耗的最大功率跟电动机消耗的最大功率相同，故C正确；
R0上的功率为
当电流最大时，定值电阻R0的功率最大，即滑动变阻器的阻值为零时，R0上的功率最大，故D错误。
故选AC。
12．（24 重庆模拟）半径分别为l和3l的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为2l、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值也为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．电容器的M板带负电
B．金属棒两端电压为4Bωl2
C．电容器所带电荷量为2CBωl2
D．将金属棒转动角速度由ω变为2ω，金属棒运动一周通过R的电荷量变为原来的2倍
【答案】AC
【知识点】导体棒转动切割磁感线产生的动生电动势、求导体棒运动过程中通过其截面的电量、作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压、含容电路中有关电荷量及其变化的计算
【详解】A．金属棒AB转动做切割磁感线运动，产生感应电动势，金属棒AB相当于电源，由右手定则可知B端电势高，A端电势低，可知电容器的M板带负电，A正确；
B．金属棒AB转动做切割磁感线运动，产生感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得
B错误；
C．由电容的定义式可得电容器所带电荷量为
C正确；
D．将金属棒转动角速度由ω变为2ω，则有金属棒AB转动产生感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得此时电路中的电流为
由电流的定义式可得，金属棒运动一周通过R的电荷量
可知金属棒运动一周通过R的电荷量与金属棒转动角速度ω无关，D错误。
故选AC。
13．（2024·河北·模拟预测）如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压，矩形线圈的电阻，将其接在理想降压变压器原线圈上。标有“”的灯泡正常发光，风扇正常工作，风扇的内阻为，交流电流表A（不考虑内阻）的示数为，导线电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．风扇输出的机械功率是
B．原、副线圈的匝数比
C．若风扇所在支路发生断路故障，灯泡L的功率不变
D．若风扇被卡住（停止转动），变压器的输出功率变小
【答案】AD
【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、理想变压器两端功率的计算、变压器两端电路的动态分析
【详解】A．电流表的示数，灯泡正常发光，可知其两端电压为，根据，可得通过灯泡的电流
由并联电路电压和电流特点可知，风扇所在支路两端的电压，电流
风扇输出的机械功率
故A正确；
B．矩形数圈产生的正弦式交流电压的有效值为，原、副线圈的电压比等于匝数比，有
原、副线圈的电流之比等于匝数的反比，有
由题意知
解得
故B错误；
C．由原、副线圈电压之比、电流之比与线圈匝数之比的关系有
、
可得
可将发电机和变压器看作等效电源，等效电动势
等效内阻
若风扇所在支路发生断路故障，则副线圈负载电阻变大，则电流减小，电压变大，由
可知灯泡的功率变大，故C错误；
D．当风扇未被卡住时，副线圈负载电阻
风扇被卡住后副线圈负载电阻变小，因此变压器的输出功率变小，故D正确。
故选AD。
14．（2024·河北·模拟预测）某同学研究远距离输电的电路如图所示，a、b端接入电压有效值为的交流电源，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且两变压器线圈的匝数比。已知、的阻值均为，的阻值为，电阻、消耗的功率相同，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）
A．升压变压器线圈的匝数比
B．电压表的示数为
C．电流表的示数为
D．若断路，电流表示数将增大
【答案】BC
【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、理想变压器两端功率的计算、理想变压器原副线圈的电流关系及其推导
【详解】A．、的阻值相等，消耗的功率相同，故通过、的电流相同，设为，的阻值为，由并联电路电流规律知，通过的电流为，则通过降压变压器副线圈的电流为，由理想变压器原、副线圈匝数与电流关系得
则有
故A错误；
B．结合上述可知，通过变压器原线圈的电流
由于变压器原线圈的输入功率等于、、的总功率，而、的阻值相等，消耗的功率相同，令副线圈两端电压为，则有
解得
即电压表示数为，故B正确；
C．结合上述可知，电流表的示数为，等于通过的电流，则有
故C正确；
D．将降压变压器与其副线圈负载等效为一个电阻，令原线圈两端电压为，则等效电阻为
若断路，则副线圈所在回路的负载电阻变大，则等效电阻变大， 令副线圈两端电压为，则副线圈中的电流
由于一定，根据电压匝数关系可知，一定，则电流表示数将减小，故D错误。
故选BC。
15．（2024·西藏拉萨·一模）如图所示为某风力发电机发电及输送电能的示意图，升压变压器为理想变压器，电表均为理想电表，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过齿轮箱带动发电机线圈以恒定的转速转动，发电机线图中磁通量随时间变化的规律为，线圈匝数为，匀强磁场的磁感应强度大小为。变压器原、副线圈的匝数比为，电压表的示数为，电流表的示数为，则（ ）
A．发电机线圈转速为 B．发电机线圈中的最大电动势为
C．发电机线圈的电阻为 D．用户消耗的功率为
【答案】BD
【知识点】理想变压器两端功率的计算、理想变压器两端电压与匝数的关系、线圈转动产生的交变电流的峰值及其表达式
【详解】A．发电机线圈的转速为，则
解得
故A错误；
B．发电机线圈中的最大电动势为
故B正确；
C．根据变压比，原线圈两端的电压为
则发电机的电阻
故C错误；
D．用户消耗的功率
故D正确。
故选BD 。
16．（2024·湖南娄底·二模）如图所示，把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后，灯泡均正常发光，两个电路两端的电压分别为、，两个电路的总功率分别为、，两个电路中电阻箱接入电路的阻值分别为、；两端的电压为，功率为；两端的电压为，功率为；则（　　）
A．若，则
B．若，则
C．若，则
D．若，则
【答案】BCD
【知识点】计算串联和并联电路的电功和电功率
【详解】设灯泡正常工作时的电流为I，电压为。
A．甲图中
所以若，则
故A错误；
B．若，则
所以
又
所以
故B正确；
C．若，根据欧姆定律得
即
所以
故C正确；
D．若，则
所以
即
解得
即
故D正确。
故选BCD。
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