恒定电流与交变电流（讲义）解析版-2025年高考物理二轮复习（新高考）

专题12恒定电流与交变电流

目录

01考情透视•目标导航............................................................................3

02知识导图思维引航............................................................................4

03核心精讲题型突破............................................................................5

题型一直流电路的分析与计算................................................................5

【核心精讲】...............................................................................5

一、闭合电路的功率和效率....................................................................5

二、直流闭合电路中的动态分析的三种方法.....................................................6

三、直流含容电路问题分析方法...............................................................6

【真题研析】...............................................................................7

【命题预测】...............................................................................8

考向一直流闭合电路中的功率问题.............................................................8

考向二直流闭合电路中的动态分析问题.........................................................9

考向三直流含容电路问题....................................................................11

题型二交流电流的四值和变压器的分析与计算..................................................12

【核心精讲】..............................................................................12

一、交变电流的四值问题.....................................................................12

二、理想变压器的基本关系...................................................................13

三、理想变压器的动态分析...................................................................13

【真题研析】..............................................................................14

考向二理想变压器的基本关系应用............................................................17

考向三理想变压器的动态分析................................................................18

1/25

题型三远距离输电...........................................................................20

【核心精讲】..............................................................................20

一、远距离输电问题中的“三二一”........................................................20

二、远距离输电问题中的电压和功率损失.......................................................20

【真题研析】..............................................................................21

【命题预测】..............................................................................22

考向一远距离输电问题中的功率计算.........................................................22

考向二远距离输电问题中的动态分析23

2/25

命题统计

2024年2023年2022年

命题要点

2024•全国甲卷-T122023•海南卷・T72022,浙江6月卷・T12

直流闭合电路

2022•浙江1月卷・T12

的分析与计算

2024•河北卷142023•湖南卷192022•山东卷14

2024•新课标卷172023•河北卷152022•湖南卷16

交变电流的四2024•广东卷11、2023•北京卷一T72022•广东卷・T4

热值和变压器的

考分析与计算2024•辽宁卷1132023•广东卷162022•河北卷13

角2024•山东卷・T82022•海南卷・T5

度

2024•浙江1月卷一T5

2024•湖南卷162023•山东卷17

2023•浙江卷・T7

远距离输电

高考对直流闭合电路的以选择题的形式考查较少，对交变电流的产生和描述

命题规律的单独考查也不是特别的频繁，大多与变压器类的高考题相结合，一并考查，难

度上不是太大。

从近几年各省命题来看，2025年大概率还是围绕变压器来命题，多数以选

考向预测

择题为主，题目难度不会太大。

命题情景多以变压器、新型应用技术为情景

常用方法闭合电路动态分析法、等效法

3/25

闭合电路欧姆定律:

4/25

0

盎心精潴£题型突破

题型一直流电路的分析与计算

核心精讲U

一、

1.闭合电路的功率和效率

任意电路：P总=EI=P出+P内

电源总功率"2

纯电阻电路：P=F(R+r)=--

&R+r

电源内部

P内=尸尸=尸总一P出

消耗的功率

任意电路：P出=UI=P总—P内

电源的

降R

输出功率纯电阻电路：PTR—I,

R+r2

Pm型E2

P出与外电阻

p

R的关系

ORlR2R

DTT

任意电路：〃=3><100%=**100%

P总E

电源的效率

纯电阻电路：〃=&-xlOO%

R+r

2.输出功率与外电阻的关系

由P出与外电阻R的关系图像可知：

(1)当R=r时，电源的输出功率最大为尸m=8。

(2)当时，随着R的增大输出功率越来越小。

(3)当时，随着R的增大输出功率越来越大。

5/25

(4)当产出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻后和尺2,且4尺2=儿

1.程序法

确定局分析总分析总电流、固并联分流

定

部电阻—>电阻的—>路端电压的支变化支路

路

的变化变化变化串联分压

2.结论法

用口诀表述为“串反并同”：

⑴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、消耗的电功率都

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、消耗的电功率都

将增大，反之则减小。

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，让电阻最大或

电阻为零进行讨论。

三、直流含容电路问题分析方法

1.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.电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，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,,

即电阻不起降低电压的作用，电容器两端的电压与其并联用电器两端电压相等。

3.电压变化带来的电容器变化：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；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由A0=CAU计算电容

器上电荷量的变化量。

4.含容电路动态分析的三个步骤：

第一步理清电路的串、并联关系

确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规律不适用，但

第二步对于充电或放电完毕的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两端，

可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U

分析电容器所带的电荷量。针对某一状态，根据。=CU,由电容器两端的电压U求电容器所带

第三步

的电荷量0,由电路规律分析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电

6/25

真题研析

1.（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.CEB.—CEC.-CED.-CE

【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&、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R卜=,-2R=含电容器下极板的电势为@下=,•

5n5।5H

4R=冷则电容两端的电压U下上=卷则电容器上的电荷量为Q=CU上下=|CE故选C。

【技巧点拨】

（1）明确电容器电量计算公式；

（2）利用串联分压的规律，求出电容器两极板的电压。

2.（2022・北京・高考真题）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的％和R2，

其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大,

压力传感器的电阻值越小。当。、6两端的电压大于Ui时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的

电压小于内（%、&为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（）

预警系统

控制开关

A.%<U2

B.此为压力传感器

7/25

C.若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低

D.若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高

【答案】C

【详解】AB.题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开

启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于。、6两端此时的电压大于Ui，根据串联电

路电压分部特点可知，％为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，N压力传感器两端电压变

小，AB错误；

CD.根据闭合电路欧姆定律可知，a、6两端的电压为U=f%若定值电阻的阻值越大，当开启低

水位预警时。、6两端的电压大于0时，灯压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当°、6两端的电压小

于出时开启高水位预警时，&压压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。故选C。

【技巧点拨】

(1)明确水位高低与压力传感器所受压力大小的关系；

(2)利用闭合电路欧姆定律，结合水位变化时阻值的变化做出判断。

1命题预测l

考向一直流闭合电路中的功率问题

3.(2024・北京朝阳•模拟预测)如图甲所示的电路中，定值电阻％=氏2。白炽灯泡L的伏安特性曲线如图

乙所示。电源电动势E=100V,内阻不计。当开关S断开时，灯泡消耗的实际电功率为24W,则开关闭合

后，灯泡消耗的实际功率约为()

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

【答案】C

【详解】当开关S断开时，灯泡消耗的实际电功率为24W,即电压电流的乘积为24W,根据乙图可知，电

压为％=40V,电流为h=0.60A,根据闭合电路欧姆定律Ui=E-匕匕解得%=100。据题意，定值电阻

/?!=R2,故&=100Q开关闭合后，电源和七、&构成一个新电源，此新电源电动势和内阻分别为％=

8/25

（同片）&=层磊）X100V=50V,勺==50。此新电源短路电流为/短=黑=1.0A图中画出此新

电源的U-/图像，图像与白炽灯泡的伏安特性曲线交点即为灯泡的电压电流，分别为g=26V,%=0.46A

灯泡消耗的实际功率「2=U2I2=26x0,46W=11.96W«12W故选Co

4.（2024・全国•模拟预测）在如图甲所示的电路中，电源电动势保持不变，不计内阻，％为定值电阻，移

动滑动变阻器&的滑片尸，电压表和电流表均为理想电表，两者示数的U-/关系图线如图乙所示，则（)

A.电源电动势为15VB.定值电阻的阻值为10。

C.长的电功率最大为3WD.%的电功率最大为25W

【答案】B

【详解】AB.设Pa间电阻为心，则Pb间电阻为（/?2-仆），滑动变阻器接入电路的电阻记作R2,则

=髻萼？=生字国当心=*2时，达到最大值，即=法解得&=24Q当滑片尸位于中点时,

乙—RQ«2NaLU.5A

干路电流为1.0A,此时有E=6V+1.0%当R；的电压为4.0V时，滑片两边电流为0.2A和1.0A,此时有E=

4V+1.2%联立两式解得&=10OE=16V选项A错误，B正确；

CD.电阻7?2的阻值范围为0到6Q,因此滑片位于中点时，R2=6。，/?2的电功率最大为PR2=6.0Vx（0.5A+

n2

0.5A）=6W滑片P位于。或b时，接入电阻为零，&的电功率最大，为PRI=?=25,6W选项CD错误。

故选Bo

考向二直流闭合电路中的动态分析问题

5.（2024•辽宁朝阳•三模）在如图所示的电路中，电源电压不变，内阻为r,R为定值电阻，闭合开关S,

9/25

电路正常工作，在滑片P向右移动的过程中，不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（）

A.R两端的电压变大B.电压表V2的示数变大

C.灯泡的亮度变亮D.电压表V］的示数和电流表示数的比值变小

【答案】B

【详解】C.定值电阻尺、滑动变阻器、灯泡、电源、电流表、开关串联，当滑片P向右移动的过程中，整

个回路总电阻增大，电流减小，故等泡亮度变暗，C错误；

A.由［/=用可知电流减小，定值电阻尺两端电压减小，A错误；

B.电压表V2测量定值电阻、滑动变阻器两端总电压，由闭合电路欧姆定律力=E-/（&+「）可知电流减小,

电压表丫2示数变大，B正确；

D.电压表Vi测量灯泡、滑动变阻器两端总电压，由闭合电路欧姆定律氏=E-/（R+r）可知券=R+r故

电压表Vi的示数和电流表示数的比值不变，D错误。故选B。

6.（2024・河北•一模）如图所示的电路中，a为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S,

滑动变阻器的滑片从6端向。端缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是（）

A.电压表V示数先变小后变大B.电压表V示数一直变大

C.电流表A示数一直变小D.电流表A示数先变小后变大

【答案】C

【详解】AB.滑片缓慢从6端向。端滑动的过程中，滑动变阻器上下两部分、电压表并联，滑动变阻器滑

片上、下两部分并联后的阻值先增大后减小，干路电流先减小后增大，路端电压先增大后减小，根据闭合

电路欧姆定律可得电压表的示数U=E-+r）则电压表V示数先变大后变小。故AB错误；

CD.滑动变阻器滑片从6滑到正中间的过程，回路总电阻增加，干路电流减小，滑动变阻器上半部分所在

支路分配的电压增大，通过滑动变阻器上半部分的电流增大，可知电流表A示数变小，滑片从正中间滑到

。的过程，上、下两部分并联电阻减小，电压表示数减小，滑动变阻器下半部分电阻增加，可知电流表A

示数继续变小。故C正确；D错误。

10/25

故选Co

考向三直流含容电路问题

7.（2024•河北石家庄•三模）如图所示，电源电动势E=1.5V,内阻不计，滑动变阻器灯的最大阻值为2C,

两定值电阻&、色的阻值均为1。，电容器C的电容为3/zFo初始时灯的滑片置于最上端，开关S掷于a端。

下列说法正确的是（）

A.当&的滑片向下移动时，先两端的电压减小

B.移动£的滑片过程中，&消耗的最大功率为1.125W

C.开关从。掷向6,流过心的电流方向由d到c

D.开关从。掷向6,流过的电荷量为4.5x10-6c

【答案】D

【详解】A.开关S掷于a端，公与夫2串联，R2两端的电压&=鼻山2当％的滑片向下滑动时，飞接入电

路中的电阻值变小，取两端电压变大，A错误；

B.%消耗的功率P=E/—/2/?2电流/=三丁解得当%=a=1。时，R1消耗的功率最大为0.5625W,B错

及1+«2

误；

C.开关掷于a端时，电容器C右极板带正电，开关从a掷向b,电容器C左极板带正电，所以电容器先放电

后充电，电流方向为c—d,C错误；

D.流过/?3的电荷量Q=C4U=C（加片,夫2+肃京,RI）=4.5X10-6CD正确。故选D。

8.（2024・四川德阳•二模）如图所示的电路中，电源的电动势E=12V,内阻不计，电阻％=10Q,R2=2011,

滑动变阻器的最大阻值R=30Q,电容器MN的电容C=12四，现将滑动触头£置于最左端。点，合上开

关S,经过一段时间电路处于稳定，此时一带电油滴恰好静止在MN之间的P点，下列说法正确的是（）

11/25

A.油滴带负电

B.若断开开关S,则通过必的电荷量为4xl0-5c

C.若滑动触头向右滑动，则油滴将向上加速运动

D.若从。点向右移动滑动触头3至〃间电阻为20。时，则下极板N的电势降低了4V

【答案】B

【详解】A.分析电路知N板电势高，M板电势低，一带电油滴恰好静止在MN之间的尸点，根据平衡条件

知，电场力竖直向上，故油滴带正电，故A错误；

B.电容器两端的电压等于电阻七两端电压，有0=35=4丫电容器所带的电量为。=。%=4.8*

10-5。S断开后电容器的电量通过两个支路放电，一是电阻区支路，另一条是电阻7?2和滑动变阻器R的串

联支路，根据并联电路的电流关系可知，两支路的电阻之比为10:50,则电流之比为5:1。可知通过公的电

量为=乎=4x10-5C故B正确；

C.若滑动触头向右滑动，电容器两板间电压先减少后增大，电容器所带的电量先减少后增大，但N板先带

正电荷后带负电荷，电场力先向上（小于重力）后向下，合力始终向下，则油滴将向下加速运动，C错误;

D.若从。点向右移动滑动触头3至〃间电阻为20。时，U”=0a—的2=|^xl2V=8V滑动触头在。

点时，N板电势为以=%i=4V联立解得%2=-4V故下极板N的电势降低了8V,故D错误。故选B。

题型二交流电流的四值和变压器的分析与计算

核心精讲

一、交

物理含义重要关系适用情况

e=Emsincot正弦形式，从中性面开始

瞬时值交变电流某一时刻的值

e=EmCOScot余弦形式，从垂直中性面开始

EmnBSco

峰值交变电流最大的瞬时值Em确定用电器的耐压值、电容器的击穿电压

IT=

mR-\~r

12/25

（1）计算与电流热效应相关的量（如功率、

厅―Em热量）

跟交变电流的热效应等效的E=J

有效值（2）交流电表的测量值

恒定电流值u=牛

A/2（3）电器设备的额定电压、额定电流

⑷保险丝的熔断电流

Fc=卜n①----

i-t图像中图线与时间轴所围△t

平均值计算通过电路某截面的电荷量

面积与时间的比值7,

R+r

注意：求解有效值的两个关键点:

1.计算有效值的根据是电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。

2.利用公式。=产必和0=^/可分别求得电流有效值和电压有效值。

R

二、

理想变压器没有能量损失（铜损、铁损），没有磁通量损失（磁通量全部集中在铁芯中）

功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，尸入=产出

电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，。1：仍=〃1：〃2,与负载的多少无关

基本关系

只有一个副线圈时，/1：/2=烟：〃1；有多个副线圈时，由尸入=尸出即/1。1=/2。2

电流关系

+/3S+…/1H1=/2〃2+，3〃3+…

~\~InUn得+/，〃

频率关系力可（变压器不改变交流电的频率）

_C1"___________1

--1——1

blR

处理技巧等效电阻

-4-」

i1

R衿

匝数比不变的情况负载电阻不变的情况

13/25

U1由

器变化，负载R不变

(1)5不变,输入电压U1决定输出电压

m(1)5不变，电发生变化，。2变化。

可以得出不论负载电阻R如何变化，5不变。(2)R不变，。2变化，/2发生变化。

(2)当负载电阻发生变化时，/2变化，根据输出电流/2决

⑶根据尸2="和Pt=P2,可以判断尸2变化时,

定输入电流/1，可以判断/1的变化。

(3)/2变化引起尸2变化，根据尸1=尸2,可以判断尸1的变化。P发生变化，5不变时，人发生变化。

真题研析

9.(2024・北京•高考真题)如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压〃随时间1

变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是()

A.原线圈两端电压的有效值为24近V

B.副线圈中电流的有效值为0.5A

C.原、副线圈匝数之比为1：4

D.原线圈的输入功率为12W

【答案】B

【详解】A.由题图知，原线圈电压最大值为Um=24&V,则原线圈两端电压的有效值为Ui=舞=24V

故A错误；

B.灯泡正常发光，由尸=S得，副线圈中电流有效值为/=今=噂=0.5人故8正确；

U26V

C.由理想变压器电压与匝数关系可知%=*=4故C错误；

nzU2

D.理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率P=Pz=3W

故D错误。故选B。

14/25

【技巧点拨】

(1)利用正弦交流电有效值的公式对电压求有效值;

(2)利用理想变压器基本电压关系和功率关系求匝数比和功率。

10.(2024•山东•高考真题)如图甲所示，在-(7±区4的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度

大小为2的匀强磁场(用阴影表示磁场的区域)，边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以了轴为

转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动

势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为()

V

【详解】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为e=Esin3t由题图丙可知，磁场区域变化

后，当Esinst=苧时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转削寸开始切割磁感线，由几何关系可知

磁场区域平行于x轴的边长变为d'=2dcos^=d,C正确。故选C。

【技巧点拨】

(1)明确线圈产生正弦交流电的瞬时变化规律；

(2)当Esinst=早时，线圈从中性面转过了多少度。

15/25

命题预测r

考向一交变电流的四值问题

11.（2024•浙江金华•二模）如图所示，在磁感应强度为工T的水平匀强磁场中有两半径为0.2m的金属圆环

n

竖直放置且相互平行，金属环的间距为1m,一根长为1m,电阻为1。的金属棒在圆环内侧以角速度10OTad/s

匀速转动，金属棒与圆环始终接触良好，图示金属棒在圆环最高点，电路中的电阻R=4（1,其余电阻不计,

电压表为交流电压表，则（）

A.金属棒从图示位置转过180。的过程中，流过电阻R的电流先从。流向6,后从6流向。

B.电压表的示数为0.2V

C.电阻R的功率为0.64W

D.金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为2Wb/s

【答案】D

【详解】A.根据右手定则可知，若金属棒顺时针转动，金属棒从图示位置转过180。的过程中，流过电阻R

的电流从。流向6,若金属棒逆时针转动，金属棒从图示位置转过180。的过程中，流过电阻尺的电流从6

流向°,故A错误；

B.若经历时间t,金属棒转过夹角为0,则有8=3t感应电动势的瞬时值为e=Bdvsma）t=Bdwsin3t则电

动势的有效值E=需根据闭合电路欧姆定律有U=赢解得U=殍故B错误；

C.回路中的感应电流/=-电阻R的功率P=/;?结合上述解得P=0.32W故C错误；

H+ro

D.结合上述可知，当金属棒转过90。，感应电动势的最大值为emax=Bdt"=2V即金属棒在转动过程中，

通过电路的磁通量变化率最大值为2Wb/s,故D正确。故选D。

12.（2024•浙江温州•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u=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RI=R2=1。。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（）

16/25

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.电阻灯和/?2的总功率为4.8x10-3W

【答案】D

【详解】A.根据题中数据可得3=2m=2rad/s可得TI=（r/s故A错误；

B.导体棒切割磁感线，最大的电压为Um=8L%=0.08V电压表的电压为交流电的有效值，则电压表的示

数为U=染=0.04V2V故B错误；

C.根据题意可知转盘的线速度为0.2m/s,角速度为2rad/s,则小圆柱圆周运动的半径丁=?=0.1m

吆.T伫工

2

D.根据功率的定义式P=,R]/?2=4.8xl0-3w故D正确。故选D。

T

考向二理想变压器的基本关系应用

13.（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

线圈的匝数比为匕副线圈所接电阻为R,则R'等于（）

3

D.k~R

【答案】B

【详解】设原线圈的输入电压为6,则副线圈的输出电压为g=£%=与则电阻R消耗的功率为P=9=

圣将变压器与负载视为一个整体，等效为一个新的电阻R',则R消耗的功率为P'="又P=P'联立可得R'=

k'RR

IR故选B。

14.（2024・四川遂宁•模拟预测）如图甲所示“日”字形理想变压器，当原线圈仍通以交变电流时，线圈中

17/25

的磁通量只有3通过右侧铁芯，剩余部分通过中间的“铁芯桥”。当原线圈仍通以如图乙所示的交变电流时，

电压表V与电流表A2的示数分别为1IV、5Ao已知图甲中定值电阻R=2211,电表均为理想电表。则()

C.原线圈中的输入电压虱=220鱼sin50兀t(V)D.电流表Ai的示数为2.5A

【答案】D

【详解】A.根据题图甲可知，穿过血线圈的磁通量与穿过勾线圈的磁通量相等，则出=的=焉=!故A

错误；

3

B.根据题意有g=〃=11OV，%=%多出=的J联立解得出=3故B错误；

At九32

C.由图乙可知Em=220V2V,7=2x10-2s,3若=100rad/s由题图乙可知原线圈M中的输入电压U=

emsinyt=220应sinlOO7rt(V)故C错误；

D.由理想变压器输入功率等于输出功率有U/i=U3/2解得h=2.5A故D正确。故选D。

考向三理想变压器的动态分析

15.(2024・全国•模拟预测)如图所示，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为:电=1：2;%、R2

为定值电阻，RI=R#2=16R,滑动P可以改变接入电路的线圈匝数，在a、6两端接入电压最大值为U的

A.P从上向下滑的过程中电阻灯的功率先增大后减小

B.P从上向下滑的过程中变压器的输出功率先减小后增大

C.P下滑到线圈的中点时，变压器的输出功率最大，为身

OA

D.P下滑到线圈的中点时，%消耗的功率为9

18/25

【答案】c

【详解】A.等效电路如图所示

2

由/泳'=/熟2嬴=低可得等效电阻为R'=（3%所以通过%的电流为/1=4万，P从上向下滑的过程中R'

变小，。变大，所以电阻％的功率一直变大，故A错误；

B.由等效电路可知，当R'=七时，解得最=抑「下滑到线圈的中点时7?2的功率最大，最大功率Pm=^~=

身此时R1消耗的功率与R2相同，则P从上向下滑的过程中变压器的输出功率先增大后减小，故B错误；

OA

C.由上述分析可知，P下滑到线圈的中点时，变压器的输出功率最大，为《，C正确；

D.由上述分析可知，P下滑到线圈的中点时，%消耗的功率为号，D错误。故选C。

16.（2024•全国•模拟预测）如图甲所示，理想变压器原线圈连接定值电阻品,副线圈连接滑动变阻器R,

滑动变阻器最大阻值足够大，M、N端输入正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从a端缓慢向下滑动，记

录理想电压表V的示数0与理想电流表A的示数描绘出Ui-0图像，如图乙所示。当滑动变阻器接入

电路的阻值为9&时，滑动变阻器消耗的功率达到最大，则下列说法正确的是（）

A.定值电阻&的阻值为10Q

B.滑动变阻器消耗的最大功率为400W

C.理想变压器原、副线圈的匝数之比如:电=1:3

D.交变电压的峰值为100位丫

【答案】C

【详解】A.设交变电压的有效值为E,将定值电阻品等效为交流电源的内阻，根据闭合电路欧姆定律有

%=E-/14）结合题图乙可知E=200V,R（）=^Q=20Q,A错误；

D.根据E=舞解得Em=200&V,D错误；

19/25

BC.将理想变压器与滑动变阻器整体等效为一个电阻，等效电阻&=?=妻=仁丫/?滑动变阻器消耗的

1葭122

功率P==前3—当Rx=&时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率Pm=捺=500W由

\Ro+R〃辔&+2Ro4R0

（K）2.9Ro=Ro解得的：物=1:3,B错误，C正确。故选C。

题型三远距离输电

核心精讲H

一'远距离输电问题中的“三二一"

1.理清三个回路

2.抓住两个联系

⑴理想的升压变压器联系着回路1和回路2,由变压器原理可得：线圈1（匝数为”1）和线圈2（匝数为〃2）中各

个量间的关系是3=处，?=垣，马=尸2。

（2）理想的降压变压器联系着回路2和回路3,由变压器原理可得：线圈3（匝数为“3）和线圈4（匝数为“4）中各

个量间的关系是2=追，打=蚂，P3=P4o

UAn414n3

3.掌握一个守恒

能量守恒关系式Pl=尸搅+尸4。

1.电压损失：输电线路上/2=/线=/3,总电阻R线导致的电压损失AU=02—。3=/线尺线。

2.功率损失：

①尸损=马一尸4

②尸损=/线线=

20/25

注意：（1）当输送功率一定时，输电电压增大到原来的〃倍，输电线上损耗的功率减小到原来的4。