【模型与方法】2025届高考物理二轮复习热点题型归类选择7 恒定电流与交变电流（原卷版）

选择7恒定电流与交变电流考点内容考情分析考向一电路的动态分析高考对于这部分知识点主要以创设的情景或者模型进行命题，强化对物理基本概念、基本规律的考核试题的呈现形式丰富，提问角度设置新颖。考向二纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热考向三交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较考向四变压器及动态分析远距离输电1.思想方法一、理清直流电路知识点体系二、正弦交变电流“四值”的理解与应用三、理想变压器和远距离输电2.模型建构一、直流电路的分析与计算1.闭合电路的欧姆定律的三个公式(1)E=U外+U内（任意电路）：(2)E=U外+I(任意电路)：(3)E=I(R+r)(纯电阻电路)：2.动态电路分析的三种方法（1）程序法2、需要记住的几个结论①当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，整个电路的总电阻一定增大（或减小）。②若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大，用电器短路相当于该处电阻减小至零。（2）“串反并同”结论法①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。即：eq\b\lc\\rc\)(\a\vs4\al\co1(U串↓,I串↓,P串↓))←R↑→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U并↑,I并↑,P并↑))（3）极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或为零再讨论。二、交变电流的产生和描述1．公式法利用E＝eq\f(Em,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))计算，只适用于正(余)弦式交变电流。2．有效值的定义计算法(非正弦式电流)计算时要抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解，注意时间至少取一个周期或为周期的整数倍。3．能量关系法当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。三、变压器1．理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝P出。(2)电压关系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。若n1>n2，为降压变压器；若n1<n2，为升压变压器。(3)电流关系：只有一个副线圈时，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。四、远距离输电1．降低输电损耗的两个途径减少输电损耗的理论依据：P损＝I2r。(1)减小输电线的电阻：根据电阻定律r＝ρeq\f(l,S)，要减小输电线的电阻r，在输电距离一定的情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积的方法。(2)减小输电导线中的电流：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。2.远距离输电问题的分析方法对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析。3．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3。(2)电压、电流关系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)＝eq\f(I4,I3)，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线。(3)输电电流：I线＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(U2－U3,R线)。(4)输电线上损耗的电功率P损＝I线ΔU＝Ieq\o\al(2,线)R线＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P2,U2)))2R线。当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的eq\f(1,n2)。考向一电路的动态分析（2024•丹阳市校级一模）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（）A．若断开开关S，带电微粒向上运动 B．只逐渐减小对R1的光照强度时，电压表示数变大，电阻R0消耗电功率变大 C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动 D．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流（2024•镇海区校级模拟）如图所示，C为平行板电容器，D为理想二极管。当滑动变阻器R2的滑片在中点时，闭合开关K，带电小球恰能在两平行板间静止，下列说法正确的是（）A．若将滑动变阻器R2的滑片向右移动，电容器带电量不变 B．若将滑动变阻器R2的滑片向右移动，则带电小球将向下加速运动 C．若电容器的上金属板向下平移一小段距离，则带电小球向下加速运动 D．若电容器的上金属板向上平移一小段距离，则带电小球仍保持静止（2024•镜湖区校级二模）在如图所示的电路中，灯泡A和R1的阻值均为2Ω，灯泡B和R2的阻值均为4Ω，电源电动势E＝15V，内阻r＝5Ω，灯泡A和B的额定电压均为2.4V，R3为定值电阻，闭合开关S，灯泡A和B恰好正常发光。若某时刻R2突然发生断路，设A、B均不会被烧坏。则（）A．A、B灯泡均变亮 B．灯泡A和灯泡B的功率之和变大 C．灯泡A两端电压变化比灯泡B两端电压变化大 D．R3消耗的电功率变小（2024•姜堰区校级模拟）在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻（R1＞r），R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射R3的光的强度减弱，则（）A．电压表的示数变大 B．电源输出功率变小 C．通过R2的电流变小 D．小灯泡变亮（多选）（2024•枣强县校级模拟）图甲为交警正在用气体酒精浓度测试仪查酒驾的情景，图乙为气体酒精浓度测试仪的原理图，R1为气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，R0为报警器的电阻（阻值不变），R0大于电源内阻，当报警器两端的电压达到一定值时，报警器报警。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R2的滑片，使电压表示数为U0，调零后R2的滑片位置保持不变。测试时，当气体酒精浓度达到酒驾指定浓度时，电压表示数增大为U，报警器报警。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（）A．当R1两端的电压减小U﹣U0时，报警器开始报警 B．电源的输出功率增大 C．移去电压表，报警时气体酒精浓度比指定的浓度小 D．若不小心将R2的滑片向下移了一些，报警时气体酒精浓度比指定的浓度大考向二纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功与电热（2023•杭州一模）如图是某品牌排烟风机的相关参数，若已知空气密度为1.3kg/m3，则下列表述判断正确的是（）风机流量22000m3/h风机效率65%电机电功率5.5kW风机转速1450r/min工作电压220V/50HzA．风机的转动的角速度为314rad/s B．排风扇的内电阻约为8.8Ω C．空气排出的速度约为15m/s D．出风口半径约为0.26m（2023•浙江模拟）如图为某人设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表所示。下列说法中正确的是（）热风时输入功率460W冷风时输入功率60W小风扇额定电压60V正常工作时小风扇输出功率52WA．小风扇的内阻为8Ω B．吹热风时流经电热丝的电流约为2.1A C．变压器原、副线圈的匝数比n1：n2为3：11 D．吹冷风时P的c触点与a接触、P的d触点与b接触（2024•九龙坡区模拟）工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的PIA．该蓄电池的电动势为12V B．该蓄电池的内阻为2Ω C．该蓄电池的最大输出功率为144W D．该蓄电池的短路电流为12A（2023•湖南模拟）如图所示电路中，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，定值电阻R1＝9Ω，R2＝10Ω，R3＝5Ω；滑动变阻器R4的取值范围为0～15Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使R4取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（）A．R4＝0时，定值电阻R1消耗的功率最大，为2W B．R4＝5Ω时，电源内阻消耗的功率最小，为0.5W C．R4＝10Ω时，R4消耗的功率最大，为0.4W D．R4＝15Ω时，电源的效率最高，为90%（2023•台州二模）某款电动自行车的内部电路可简化为如图所示，电源铭牌上标有“36V，12A•h”字样。正常工作时，电源的输出功率为180W，工作效率为75%，电动机机械效率为80%。已知自行车运动时受到阻力恒为40N。正常工作时（）A．电动机两端电压为36V B．电动机的电流约为5A C．自行车匀速行驶的最长时间约为1.8h D．自行车匀速行驶的最远距离约为30km考向三交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较（2024•和平区校级模拟）电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将3V直流电压通过转换器转变为正弦交变电压u＝3sin10000πt（V），再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到2700V时可击杀蚊虫，正常工作时（）A．交流电压表的示数为3V B．副线圈与原线圈匝数比需满足n2C．电击网上的高频电压的频率为10000Hz D．将3V直流电压连接在变压器的原线圈两端电蚊拍也可以正常工作（2024•庐阳区校级模拟）如图为某电吹风的设计电路图，a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态，理想变压器原、副线圈的匝数分别记为n1和n2。下列说法中正确的是（）热风时输入功率500W冷风时输入功率60W小风扇额定电压60V正常工作时小风扇输出功率48WA．触片P位于ab时，电吹风属于吹冷风状态 B．理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝11：3 C．小风扇工作时的电流为2A D．电热丝的电阻为100Ω阻值相等的甲、乙两电阻分别接到图（a）和（b）所示的方波交变电压、正弦式交变电压电路中，两种电压的周期和峰值都相等，则甲、乙两电阻的电功率之比为（）A．1：1 B．2：1 C．2：1 D．1：2某交流发电机产生交变电流的装置如左图所示，产生的感应电动势与时间的关系如右图所示，下列说法正确的是（）A．t＝0时，线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最大 B．线圈通过中性面时，交变电流不改变方向 C．线框中产生的感应电动势e＝100sin50t（V） D．如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为200V、0.02s（2024•温州一模）如图为手动发电式手电筒的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O，按顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为v＝0.2sin2t（m/s），导轨间距L＝0.2m，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2T，定值电阻R1＝R2＝1Ω。导体棒与轨道接触良好，且不计导体棒和轨道的电阻，电压表为理想交流电表，D为理想二极管，则（）A．圆盘转动的转速为2r/s B．电压表的示数为0.08V C．小圆柱圆周运动的半径为0.2m D．电阻R1和R2的总功率为4.8×10﹣3W考向四变压器及动态分析远距离输电（2024•天河区三模）如图，在磁感应强度大小为B=2πT的匀强磁场中，有一面积为S＝1m2的矩形单匝闭合导线框ABCD，AB边与磁场方向垂直，线框电阻不计。理想变压器原副线圈匝数比n1：n2＝2：1，电阻R＝50Ω。使线框以恒定角速度ωA．副线圈中的电流表A示数为2AB．线框ABCD中感应电动势的最大值2002C．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最小 D．副线圈电流的频率为100Hz（2024•道里区校级四模）如图所示，理想变压器左侧原线圈通过输电线与理想交流电流表A1和发电机连接，其中发电机部分由长为L、电阻不计的导体棒以及两个半径也为L的电阻不计的金属圆环组成。使导体棒的两个端点分别位于金属圆环的同一水平面上，导体棒以角速度ω在竖直面内绕圆环中心轴匀速转动，整个空间存在方向竖直向下、与金属圆环平行、磁感应强度为B的匀强磁场。变压器右侧副线圈中接有阻值为R的定值电阻和变阻箱RP，以及理想交流电压表V1、V2、V3和理想交流电流表A2，初始时调节电阻箱阻值使其大小等于R，此时电路能正常工作，之后再次调节电阻箱使其阻值等于2R，已知n1：n2＝1：2，上述过程中，下列说法正确的是（）A．电流表A1的示数减小，电流表A2的示数增加 B．电压表V1的示数不变，电压表V3的示数增加 C．电压表V2的示数为2BD．电阻箱消耗的电功率增大（2024•浙江模拟）如图所示为高压输电电路图，发电站输送的电压为u＝Umsin50πt，变压器为理想变压器。将两个相同的电压互感器甲和乙分别接入远距离输电线路的前后端，电流互感器接入远距离输电线路。电