2025届新高考物理精准复习交变电流

届新高考物理精准复习交变电流2025届新高考物理精准复习交变电流eq\o\ac(○,热)eq\o\ac(○,点)eq\o\ac(○,考)eq\o\ac(○,点)eq\o\ac(○,解)eq\o\ac(○,读)知识必备知识必备一、电路的分析与计算1．闭合电路欧姆定律的三个公式(1)E＝U外＋U内；(任意电路)(2)E＝U外＋Ir；(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：部分电路阻值变化→电路总电阻R总变化→干路电流I变化→路端电压U变化→各支路电流、电压变化，即R局eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(增大,减小))→R总eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(增大,减小))→I总eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(减小,增大))→U端eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(增大,减小))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(I分,U分)).(2)串反并同法：所谓“串反”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都减小(增大)．所谓“并同”，即某一电阻阻值增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都增大(减小)．(3)极限法：因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大或电阻为零去讨论．3．电容器的特点(1)只有当电容器充、放电时，电容器所在支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器所在的支路相当于断路．(2)电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压．二、交变电流的产生1．线圈通过中性面时的特点(1)穿过线圈的磁通量最大．(2)线圈中的感应电动势为零．(3)线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次．2．有效值的计算(1)正弦式交变电流：E＝eq\f(Em,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2)).(2)非正弦式交变电流：计算有效值时，要根据电流的热效应，即“一个周期”内“相同电阻”上产生“相同热量”，然后分段求和列式，求得有效值．3．正弦式交流电“四值”的应用表达式应用最大值Em＝nBSω计算电容器的耐压值瞬时值e＝Emsinωt计算某时刻所受安培力有效值E＝eq\f(Em,\r(2))电表的读数及计算电热、电功及保险丝的熔断电流平均值eq\x\to(E)＝eq\f(nΔΦ,Δt)计算通过导体的电荷量三、变压器与远距离输电1．三个关系搞清变压器问题(1)变与不变的关系：不变的是功率关系、磁通量的变化率和周期频率．理想变压器工作不损失能量，即输入功率等于输出功率；原、副线圈交变电流频率相同；在没有漏磁时，原、副线圈磁通量的变化率相同．(2)高与低，大与小，多与少，粗与细的关系：电压高的线圈电流小，匝数多，导线细；电压低的线圈电流大，匝数少，导线粗．(3)正比与反比的关系：原、副线圈的电压与匝数成正比，单一副线圈的变压器电流与匝数成反比．2．远距离输电问题(1)理清三个回路(2)抓住两个联系①理想的升压变压器中线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2.②理想的降压变压器中线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4.(3)掌握一个守恒：能量守恒关系式P1＝P损＋P3.3．输电线路功率损失的计算(1)输送功率P、用户得到的功率P′与线路损失功率P损的关系：P损＝P－P′.(2)P损＝I线2R线＝eq\f(ΔU2,R线)＝ΔU·I线，I线为输电线路上的电流，ΔU为输电线路上损失的电压，R线为输电线路的电阻．易错易混易错易混交变电流“四值”的理解和计算物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em＝NBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)讨论电容器的击穿电压平均值交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值eq\x\to(E)＝Neq\f(ΔΦ,Δt)eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)计算通过导线横截面的电荷量有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))适用于正(余)弦式交变电流(1)交流电流表、交流电压表的示数(2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等)(3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等)(4)没有特别加以说明的方法必知方法必知1．理清输电电路图的三个回路(如图)(1)在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1.(2)在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线．(3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户．2．抓住两组关联式(1)理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2.(2)理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4.3．掌握一个守恒观念功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝I线2R线＝eq\f(ΔU2,R线).eq\o\ac(

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,学)真题回顾真题回顾1．（2023•河北）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型除颜仪电路原理如图。某次调试时交流电压表示数为，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为，放电时间约为，已知电容器电容为。则升压变压器原副线圈的匝数比约为A． B． C． D．2．（2023•山东）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率。降压变压器的匝数比，输电线总电阻，其余线路电阻不计，用户端电压，功率，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是A．发电机的输出电流为 B．输电线上损失的功率为 C．输送给储能站的功率为 D．升压变压器的匝数比3．（2024•浙江）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电，经原、副线圈匝数分别为和的变压器升压至峰值大于，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是A． B． C．用电压表测原线圈两端电压，示数为 D．副线圈输出交流电压的频率是4．（2023•广东）用一台理想变压器对电动汽车充电。该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是A．， B．， C．， D．，5．（2023•北京）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接的正弦交流电源，副线圈接额定电压为的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是A．仅增加原线圈匝数 B．仅增加副线圈匝数 C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D．将两个小灯泡并联起来接入副线圈区域模拟区域模拟1．（2024•宁河区校级一模）如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈上，原线圈两端连接有理想电压表，副线圈连接有可变电阻和理想电流表，理想变压器原、副线圈匝数比，已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度，发电机线圈匝数，面积是，内阻不计。发电机转动的角速度是，下列说法正确的是A．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率为0 B．当线圈从图示位置转过时电流表示数为0 C．当线圈转到图示位置时电压表的示数是 D．当时，电流表的示数是2．（2024•海淀区一模）图1是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图2所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。取，下列说法正确的是A．开关闭合后电压表的示数为 B．才能实现点火 C．才能实现点火 D．将钢针替换为钢球，更容易引发电火花3．（2024•辽宁一模）自耦变压器是一种初、次级间无需绝缘的特种变压器，其输出和输入共用同一组线圈。如图甲所示的自耦变压器，环形铁芯上只绕有一个匝数的线圈，通过滑动触头可以改变负载端线圈的匝数。已知输入端与线圈触点间的线圈匝数为50匝，定值电阻，，滑动变阻器的总阻值足够大，交流电压表为理想电表，线圈电阻不计、忽略漏磁。当在、端输入如图乙所示的交变电流时，则下列说法正确的是A．通过定值电阻的电流方向每秒改变50次 B．当滑至、旋至时，电压表的示数为 C．当滑至、旋至时，定值电阻消耗的功率为 D．若滑至、旋至，当滑动变阻器消耗的功率最大时，接入的阻值为4．（2024•河南模拟）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，电阻、和的阻值分别为、和，在、两端接电压有效值为的交流电源，开关由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。则A．电流表示数变小 B．电压表示数变大 C．整个电路消耗的功率变小 D．变压器原、副线圈匝数比为5．（2024•和平区一模）如图所示，两个单匝线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，甲图中线圈面积为，转动角速度为，乙图中线圈面积为，转动角速度为，甲图从线圈和磁场方向平行处开始计时；乙图从线圈和磁场方向垂直处开始计时，两图中磁感应强度大小相同，线圈电阻均忽略不计，外接电阻阻值均为，下列说法正确的是A．甲、乙两种情况下，感应电动势的瞬时值表达式相同 B．甲、乙两种情况下，磁通量随时间变化的表达式相同 C．甲、乙两种情况下，转过过程中通过线圈的电荷多少相同 D．甲、乙两种情况下，电阻消耗的功率相同6．（2024•江西模拟）图甲为某同学设计的充电装置示意图，线圈匝数匝，面积，空间中存在磁场，方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示，理想变压器副线圈接充电器，已知额定电压为的充电器恰能正常工作，不计线圈电阻，则下列说法正确的是A．若变化的周期变长，则副线圈电压变大 B．变压器原线圈输入电压有效值为 C．变压器原、副线圈匝数比为 D．变压器原、副线圈匝数比为7．（2024•北京一模）将的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数之比为，。下列说法正确的是A．该交流电的频率为 B．闭合开关后，电阻消耗的电功率为 C．闭合开关后，电流表的读数为 D．断开开关后，副线圈的输出电压为08．（2024•长沙一模）保险丝对保护家庭用电安全有着重要作用，如图所示，是熔断电流为的保险丝，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，交变电压，保险丝电阻，是用可变电阻。当电路正常工作时，则下列说法正确的是A．可变电阻不能大于 B．可变电阻越大，其消耗的功率越小 C．通过可变电阻的电流不能超过 D．增加原线圈匝数，保险丝可能熔断9．（2024•广东一模）如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电，此时动力系统的电流为，发电厂的输出电流为；若变压器的匝数，则下列关系式正确的是A． B． C． D．10．（2024•吕梁一模）如图所示为高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒为。升压变压器原、副线圈的匝数比为，在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为，电流表的示数为，输电线的总电阻。下列说法正确的是A．升压变压器的原线圈输入电压有效值为 B．电流互感器原线圈用细导线绕制 C．将滑动触头上移，用户获得的电压将减小 D．用户获得的功率为考前押题考前押题1．（2024•河北区模拟）如图所示线圈匝数为的小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈面积为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴’匀速转动。矩形线圈电阻为，矩形线圈通过两刷环接电阻，理想电压表接在两端。当线圈以角速度匀速转动，下列说法正确的是A．从线圈与磁场平行位置开始计时瞬时电动势表达式为 B．线圈转一周的过程中回路产生的焦耳热为 C．当线圈平面转到与磁场垂直时电压表示数为零 D．线圈从与磁场平行位置转过过程中通过电阻的电荷量为2．（2024•正定县校级三模）图甲是一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的、间接入的交流电，变压器线圈总匝数为1100匝，交流电流表为理想电表，定值电阻，灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当、之间线圈匝数为750匝时，则A．灯泡两端的电压约为 B．通过电阻的电流约为 C．通过电流表的示数约为 D．灯泡的功率约为3．（2024•天津一模）如图所示，矩形线圈放在有明确边界的匀强磁场中，线圈的中心轴与磁场边界重合，从上向下俯视，看到线圈绕轴逆时针匀速转动。从图示位置开始计时，以方向为电流正方向，则线圈转动时产生的感应电流随时间变化的图线是图中的A． B． C． D．4．（2024•吉林一模）如图所示的理想变压器电路中，、、、、为5个完全相同的灯泡（不考虑温度对其电阻的影响），现在间接入有效值不变的交流电压，5个灯泡均正常发光。下列说法正确的是A．变压器原、副线圈的匝数比为 B．原线圈的输入电压与灯泡两端的电压相等 C．电源电压的有效值为小灯泡额定电压的2.5倍 D．若将小灯泡拆除，则小灯泡、有可能被烧坏5．（2024•济南模拟）如图所示为某理想变压器的示意图，两个副线圈分别接有定值电阻、，初始时，开关断开。保持原线圈输入电压不变，闭合开关后，下列说法正确的是A．通过的电流增大 B．通过的电流减小 C．通过原线圈的电流和通过的电流之比不变 D．通过原线圈的电流和通过的电流之比变大

真题回顾真题回顾1．【答案】【解答】解：由放电电流平均值为，根据电流的定义式可得：，再根据电容的定义式：，联立解得：副线圈的电压最大值，有效值为由题意知，原线圈电压有效值为所以升压变压器原副线圈的匝数比约为：，故正确，错误。故选：。2．【答案】【解答】解：、发电机的输出电压，输出功率，根据可得发电机的输出电流为：，故错误；、用户端电压，功率，根据可得降压变压器线圈中的电流为：根据可得降压变压器原线圈中的电流为：输电线上损失的功率为：△，故错误；、输送给储能站的功率为：△，故正确；、升压变压器副线圈两端电压为，根据功率计算公式可得：△，解得：升压变压器的匝数比，故错误。故选：。3．【答案】【解答】解：．原线圈两端电压的有效值根据电压匝数关系有变压器副线圈电压的峰值由于故代入数据解得故错误，正确；．用电压表测原线圈两端电压，电压表测的是有效值，则示数为故错误；．变压器不改变频率，根据代入数据解得则副线圈输出交流电压的频率是，故错误。故选：。4．【答案】【解答】解：根据正弦式交流电中有效值和峰值的关系可知，原线圈的电压有效值为：根据变压器的工作原理可得：代入数据解得：因为理想变压器原副线圈的功率相等，则变压器无法改变电流的频率，则，故正确，错误；故选：。5．【答案】【解答】解：若变压器为理想变压器，根据可得：，则输出电压为：；实际测得小灯泡两端电压为，说明变压器漏磁。、仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压减小，不能使小灯泡正常发光，故错误；、仅增加副线圈匝数，线圈的输出电压增大，有可能使小灯泡正常发光，故正确；、将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压不变，不能使小灯泡正常发光，故错误；、将两个小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压不变，更不能使小灯泡正常发光，故错误。故选：。区域模拟区域模拟1．【答案】【解答】解：图示位置线圈平面与磁场方向平行，此时磁通量的变化率最大，故错误；线圈从图示位置转过时，线圈平面与磁场方向垂直，此时感应电动势为0，而电流表显示的有效电流，所以不为0，故错误；发电机产生的最大电动势为，电压表的示数为有效值，即，故错误；由变压器的特点可知，，解得，当电阻时，电流表的示数，故正确；故选：。2．【答案】【解答】解：、根据图乙可知原线圈输入电压的最大值为，电压表的示数为有效值，即，故错误；、根据题意时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体；根据可知，才能实现点火，故正确，错误；、尖端更加容易实现放电，因此将钢针替换为钢球后，不易引发电火花，故错误；故选：。3．【答案】【解答】解：．由乙图知，交流电频率通过定值电阻的电流方向每秒改变100次，故错误；．当滑至、旋至时，根据根据变压器规律有得故错误；．两端电压定值电阻消耗的功率为解得故正确；．若滑至、旋至，等效电路如图当时，即时，滑动变阻器消耗的功率最大，故错误。故选：。4．【答案】【解答】解：、设开关断开与闭合时副线圈的电流分别为、，根据题意：由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率相同，根据：，可得：代入数据得：可知电流表示数变为了原来的2倍，故错误；、设开关断开与闭合时副线圈的电流分别为、，根据：，则有：，可得：变压器原、副线圈匝数比不变，可得开关闭合与断开时原线圈的电压关系为：即原线圈的电压变为了原来的，可知电压表示数变为了原来的，故错误；、因副线圈的电流变大了，故原线圈的电流也变大，整个电路消耗的功率等于、两端电压与原线圈的电流的乘积，故整个电路消耗的功率变大，故错误；、由，可得开关闭合与断开时原线圈的电流关系为：由闭合电路欧姆定律可得：；联立解得：又有：两式相比可得：根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比、电流比的关系可得：，联立解得：，故正确。故选：。5．【答案】【解答】解：甲图是从线圈和磁场方向平行处开始计时的，所以感应电动势的瞬时表达值为：，磁通量随时间变化的表达式为：；乙图是从线圈和磁场方向垂直时开始计时的，所以感应电动势的瞬时表达值为：，磁通量的表达式为：，；；故错误；转过过程中，甲图通过线圈的电荷量，同理可得通过乙线圈的电荷量，所以，故错误；甲图中电阻消耗的功率为：，乙图中电阻消耗的功率为：，，故正确。故选：。6．【答案】【解答】解：．周期变长，磁通量变化率变小，原线圈电压变小，副线圈电压变小，故错误；．根据乙图可得：，故原线圈输入电压最大值代入数据解得：有效值为故错误；．根据原、副线圈电压比等于匝数比故正确，错误。故选：。7．【答案】【解答】解：、根据可知，，故错误；、根据变压比公式，，解得，电阻消耗的功率，解得，故正确；、根据输入功率等于输出功率可知，，解得，故错误；、根据变压比公式，，不论开关是断开还是闭合，副线圈的输出电压始终为，故错误；故选：。8．【答案】【解答】解：．将保险丝电阻看成交变电源内阻，则有可变电阻消耗的功率等于理想变压器原线圈消耗的功率，设原线圈等效电阻为，根据输出功率等于输入功率，以及原、副线圈电流和匝数的关系则有联立可得当电路正常工作时，原线圈电流，则即所以根据电源输出功率的特点可知可变电阻越大，输出功率越小，即原线圈消耗的功率越小，可变电阻消耗的功率越小，故正确，错误；．设电阻为时，原线圈中电流刚好达到熔断电流，即，根据代入数值解得副线圈的电流即通过可变电阻的电流不能超；故错误；．当其他条件不变，增加原线圈匝数，根据可知相当于增加了原线圈的等效电阻，则根据欧姆定律可知原线圈电流减小，保险丝不会熔断，故错误；故选：。9．【答案】【解答】解：．由变压器的原副线圈的电压关系可知根据题意且加上上的电压等于可得故故错误；．由变压器的原副线圈