高考冲刺资源考前查漏09-恒定电流与交变电流（含答案解析）

考前查漏09-恒定电流与交变电流目录目录01回顾教材•查知识漏洞：回归教材，构建知识体系，查基础知识方面漏洞02静心自问·查易混漏洞：温习回顾，对比易混概念，查易错易混概念漏洞03挑战真题·查能力漏洞：挑战真题，挖掘研析考点，查解题能力方面漏洞1.如果电路中电流为I,用电器的电阻为R,用电器两端电压为U.请你就纯电阻电路和非纯电阻电路讨论U与IR的关系,由此总结I＝eq\f(U,R)的适用条件.2.描述电源的功率有三个,它们分别是电源的总功率,电源内部消耗的功率和电源的输出功率,如何求解三个功率,它们之间关系如何？3.在如图所示的U－I图象中,图线a、b表示的含义有什么不同？4.如果用电器为纯电阻,请总结写出电流做功和电流功率的计算公式.5.如果用电器为非纯电阻(如电动机,电解槽等),请写出电流做功和电流功率的计算公式.6.哪些计算电流做功和电流功率的公式对任何电路都适用？7.比较下面的典型电路,并在表格空白处填上合适的文字或字母.电路名称电路结构欧姆定律表达式能量转化情况纯电阻电路非纯电阻电路含电容器电路交流纯电阻电路8.对电路中的特殊元件如何进行等效处理是简化电路的关键之一,请根据你的体会和所学的知识,完成下面表格.元件处理方法①电路中并联的理想伏特表②电路中充电完毕的电容器③反接的理想二极管④电流变化时的理想电感器⑤电路中串联的理想安培表⑥高频交流电通过大容值电容器⑦电流稳定后的理想电感器⑧正接的理想二极管⑨电路中并联的非理想伏特表⑩电路中串联的非理想安培表9.中性面的含义是什么？线圈通过中性面时有何性质和特点？10．下面的表格是关于交变电流“四值”的比较，请完成填空.1．（2023·全国·高考真题）（多选）黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12=3.0V，U23=2.5V，U34=－1.5V。符合上述测量结果的可能接法是（

）

A．电源接在1、4之间，R接在1、3之间B．电源接在1、4之间，R接在2、4之间C．电源接在1、3之间，R接在1、4之间D．电源接在1、3之间，R接在2、4之间2．（2023·海南·高考真题）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（

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A．CE B． C． D．【能力查漏】电路的简化【能力查漏】电路的简化1.含有电容器电路的简化不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上.2.理想电表中电流表一般可视为导线,电压表可以视为开关断开.3.含容电路的分析1)电路简化:把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．2)电容器的电压 ①电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线． ②电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压．3)电容器的电荷量及变化 ①电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电． ②如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|. ③如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2.3．（2023·湖南·高考真题）（多选）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为的正方形，共匝，总阻值为。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（

）

A．线圈转动的角速度为B．灯泡两端电压有效值为C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮4．（2022·广东·高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（）A．两线圈产生的电动势的有效值相等 B．两线圈产生的交变电流频率相等C．两线圈产生的电动势同时达到最大值 D．两电阻消耗的电功率相等【能力查漏】【能力查漏】交变电流1．两个特殊位置的特点①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，电流方向将发生改变．②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大，电流方向不改变．2.交边电流的“四个值”①瞬时值:交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示，用于计算线圈某时刻的受力情况.②最大值:，最大值（，）与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值.③有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值.④平均值：,,用于计算通过电路截面的电荷量。5．（2023·山东·高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1=250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4=50：1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（

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A．发电机的输出电流为368A B．输电线上损失的功率为4.8kWC．输送给储能站的功率为408kW D．升压变压器的匝数比n1：n2=1：44【能力查漏】远距离输电【能力查漏】远距离输电1.理清输电电路图的三个回路①在电源回路中，.②在输送回路中，，，，．③在用户回路中，．2.抓住两组关联式①理想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：，，P1＝P2.②理想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：，，P3＝P4.3.掌握一个守恒观念：功率关系：，其中.6．（2022·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（）A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小7．（2022·天津·高考真题）（多选）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（

）A．R的发热功率不变 B．电压表的示数不变C．电流表的示数变大 D．电流表的示数变小8．（2021·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗【能力查漏】变压器电路的动态分析【能力查漏】变压器电路的动态分析常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况:1.匝数比不变的情况(如图所示)①U1不变,根据=,输入电压U1决定输出电压U2,不论负载电阻R如何变化,U2不变.②当负载电阻发生变化时,I2变化,输出电流I2决定输入电流I1,故I1发生变化.③I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化.2.负载电阻不变的情况(如图所示)①U1不变,发生变化,故U2变化.②R不变,U2变化,故I2发生变化.③根据,P2发生变化,再根据P1=P2,故P1变化,P1=U1I1,U1不变,故I1发生变化.

考前查漏09-恒定电流与交变电流目录目录01回顾教材•查知识漏洞：回归教材，构建知识体系，查基础知识方面漏洞02静心自问·查易混漏洞：温习回顾，对比易混概念，查易错易混概念漏洞03挑战真题·查能力漏洞：挑战真题，挖掘研析考点，查解题能力方面漏洞1.如果电路中电流为I,用电器的电阻为R,用电器两端电压为U.请你就纯电阻电路和非纯电阻电路讨论U与IR的关系,由此总结I＝eq\f(U,R)的适用条件.答：纯电阻电路中,电功等于电热UIt＝I2Rt则U＝IR,即I＝eq\f(U,R)非纯电阻电路中UIt＝I2Rt＋E其他所以U>IR由此可见,I＝eq\f(U,R)只适用于纯电阻电路.2.描述电源的功率有三个,它们分别是电源的总功率,电源内部消耗的功率和电源的输出功率,如何求解三个功率,它们之间关系如何？答：(1)电源的总功率P总＝EI.(2)电源内部消耗的功率P内＝I2r.(3)电源的输出功率P出＝P总－P内＝UI.3.在如图所示的U－I图象中,图线a、b表示的含义有什么不同？答：(1)对电源有：U＝E－Ir,如题图中a线.(2)对定值电阻有：U＝IR,如题图中b线.(3)说明：①图中a线常用来分析测量电源电动势和内电阻的实验数据.②图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率.4.如果用电器为纯电阻,请总结写出电流做功和电流功率的计算公式.答：W＝UIt＝I2Rt＝eq\f(U2,R)t,P＝UI＝I2R＝eq\f(U2,R).5.如果用电器为非纯电阻(如电动机,电解槽等),请写出电流做功和电流功率的计算公式.答：W＝UIt,P＝UI.6.哪些计算电流做功和电流功率的公式对任何电路都适用？答：W＝UIt,P＝eq\f(W,t)＝UI.7.比较下面的典型电路,并在表格空白处填上合适的文字或字母.电路名称电路结构欧姆定律表达式能量转化情况纯电阻电路非纯电阻电路含电容器电路交流纯电阻电路答：欧姆定律表达式自上而下为：I＝eq\f(E,R＋r)；E＝U内＋U外或E＝Ir＋U外；电流稳定后I＝eq\f(E,R＋r)；i＝eq\f(e,R＋r)I＝eq\f(E,R＋r)Im＝eq\f(Em,R＋r)表中能量转化情况自上而下依次为：电能eq\o(――→,\s\up15(全部))内能；电能―→内能＋其他能；电能―→内能＋电场能；电能eq\o(――→,\s\up15(全部))内能.8.对电路中的特殊元件如何进行等效处理是简化电路的关键之一,请根据你的体会和所学的知识,完成下面表格.元件处理方法①电路中并联的理想伏特表②电路中充电完毕的电容器③反接的理想二极管④电流变化时的理想电感器⑤电路中串联的理想安培表⑥高频交流电通过大容值电容器⑦电流稳定后的理想电感器⑧正接的理想二极管⑨电路中并联的非理想伏特表⑩电路中串联的非理想安培表答：①②③④所在支路视作断路；⑤⑥⑦⑧所在支路视作短路；⑨视作理想伏特表与其内阻并联；⑩视作理想安培表与其内阻串联.9.中性面的含义是什么？线圈通过中性面时有何性质和特点？答：(1)中性面：当线圈平面转动至垂直于磁感线位置时,各边都不切割磁感线,感应电动势为零,即线圈中没有感应电流,这个特定位置叫做中性面.(2)性质和特点①线圈通过中性面时,磁感线垂直于该时刻的线圈平面,所以磁通量最大,磁通量的变化率为零；②线圈平面每次转过中性面时,线圈中感应电流方向改变一次,线圈转动一周通过中性面两次,故一个周期内线圈中电流方向改变两次；③线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,线圈平面平行于磁感线,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势、感应电流均最大,电流方向不变.10．下面的表格是关于交变电流“四值”的比较，请完成填空.答：1．（2023·全国·高考真题）（多选）黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱，接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻，在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12=3.0V，U23=2.5V，U34=－1.5V。符合上述测量结果的可能接法是（

）

A．电源接在1、4之间，R接在1、3之间B．电源接在1、4之间，R接在2、4之间C．电源接在1、3之间，R接在1、4之间D．电源接在1、3之间，R接在2、4之间【答案】CD【详解】A．根据题意画出电路图，如下

可见U34>0，A错误；B．根据题意画出电路图，如下

可见U34>0，B错误；C．根据题意画出电路图，如下

可见上述接法可符合上述测量结果，C正确；D．根据题意画出电路图，如下

可见上述接法可符合上述测量结果，D正确。故选CD。2．（2023·海南·高考真题）如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为（

）

A．CE B． C． D．【答案】C【详解】电路稳定后，由于电源内阻不计，则整个回路可看成3R、2R的串联部分与R、4R的串联部分并联，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板的电势为，电容器下极板的电势为，则电容两端的电压，则电容器上的电荷量为。故选C。【能力查漏】电路的简化【能力查漏】电路的简化1.含有电容器电路的简化不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上.2.理想电表中电流表一般可视为导线,电压表可以视为开关断开.3.含容电路的分析1)电路简化:把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．2)电容器的电压 ①电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线． ②电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压．3)电容器的电荷量及变化 ①电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电． ②如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|. ③如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2.3．（2023·湖南·高考真题）（多选）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为的正方形，共匝，总阻值为。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（

）

A．线圈转动的角速度为B．灯泡两端电压有效值为C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮【答案】AC【详解】A．大轮和小轮通过皮带传动，线速度相等，小轮和线圈同轴转动，角速度相等，根据根据题意可知大轮与小轮半径之比为，则小轮转动的角速度为，线圈转动的角速度为，A正确；B．线圈产生感应电动势的最大值，又，联立可得，则线圈产生感应电动势的有效值，根据串联电路分压原理可知灯泡两端电压有效值为，B错误；C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值，此时线圈产生感应电动势的有效值，根据电阻定律，可知线圈电阻变为原来的2倍，即为，根据串联电路分压原理可得灯泡两端电压有效值，C正确；D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，根据可知小轮和线圈的角速度变小，根据，可知线圈产生的感应电动势有效值变小，则灯泡变暗，D错误。4．（2022·广东·高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（）A．两线圈产生的电动势的有效值相等 B．两线圈产生的交变电流频率相等C．两线圈产生的电动势同时达到最大值 D．两电阻消耗的电功率相等【答案】B【详解】AD．根据可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD错误；B．因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确；C．当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。故选B。【能力查漏】【能力查漏】交变电流1．两个特殊位置的特点①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，电流方向将发生改变．②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大，电流方向不改变．2.交边电流的“四个值”①瞬时值:交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示，用于计算线圈某时刻的受力情况.②最大值:，最大值（，）与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值.③有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值.④平均值：,,用于计算通过电路截面的电荷量。5．（2023·山东·高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1=250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4=50：1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（

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A．发电机的输出电流为368A B．输电线上损失的功率为4.8kWC．输送给储能站的功率为408kW D．升压变压器的匝数比n1：n2=1：44【答案】C【详解】A．由题知，发电机的输出电压U1=250V，输出功率500kW，则有，A错误；BD．由题知，用户端电压U4=220V，功率88kW，则有，P′=U4I4，联立解得I4=400A，I3=8A，U3=11000V，则输电线上损失的功率为P损=I32R=4kW，且U2=U3＋I3R=11500V，再根据，解得，BD错误；C．根据理想变压器无功率损失有P=U2I3＋P储，代入数据有P储=408kW，C正确。故选C。【能力查漏】远距离输电【能力查漏】远距离输电1.理清输电电路图的三个回路①在电源回路中，.②在输送回路中，，，，．③在用户回路中，．2.抓住两组关联式①理想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：，，P1＝P2.②理想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：，，P3＝P4.3.掌握一个守恒观念：功率关系：，其中.6．（2022·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（）A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小【答案】B【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为，则变压器原线圈的电压有效值为，设输入交流电的电压有效值为，则，可得，保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律，可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误；CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得，则，整理可得，保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知，可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率，整理可得，可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。故选B。7．（2022·天津·高考真题）（多选）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开