2026年高考物理二轮复习：专题11 恒定电流与交变电流（复习讲义）（全国适用）（原卷版）

专题11恒定电流与交变电流目录TOC\o"1-2"\h\u01析·考情精解 202构·知能架构 303破·题型攻坚 4题型一恒定电流电路的分析与计算 4真题动向与生产生活情境结合必备知识知识1闭合电路的功率和效率知识2闭合电路中的动态分析的三种方法知识3含容电路问题分析方法命题预测3289考向1闭合电路中的动态分析问题考向2含容电路问题题型二交流电流的四值和变压器的分析与计算 9真题动向弱化“孤立知识点记忆”，强化“多模块知识融合”必备知识知识1交变电流的四值问题知识2理想变压器的基本关系知识3理想变压器的动态分析命题预测考向1交变电流的四值问题考向2理想变压器的基本关系应用考向3理想变压器的动态分析题型三远距离输电 15真题动向以国家重大能源工程、电网运行实际为背景，强化物理知识与社会发展的联系必备知识知识1远距离输电问题中的“三二一”知识2远距离输电问题中的电压和功率损失命题预测考向1远距离输电问题中的功率计算考向2远距离输电问题中的动态分析命题轨迹透视从近三年高考看，“恒定电流与交变电流”试题以选择题和实验题为主，难度中等。命题呈现清晰递进趋势：从基本电路分析（欧姆定律、电功率）→动态电路与含容电路→交变电流有效值、变压器原理→远距离输电等生产生活应用。试题注重将理想模型与真实情境（如新能源、家用电器）相结合，突出对电路构建、图像分析及实际运算能力的考查。考点频次总结考点2025年2024年2023年恒定电流电路的分析与计算2024全国甲卷T12，6分2023海南卷T7，4分交变电流的四值和变压器的分析与计算2025北京卷T4，4分2025江苏卷T15，14分2025山东卷T7，3分2025天津卷T6，4分2025海南卷T10，4分2024河北卷T4，4分2024广东卷T1，4分2024辽宁卷T13，8分2024山东卷T8，3分2024浙江卷T5，4分2023湖南卷T9， 4分2023河北卷T5，4分2023北京卷T7，4分2023广东卷T6，4分远距离输电2025重庆卷T9，4分2025湖北卷T8，4分2024湖南卷T6，4分2023山东卷T7，3分2023浙江卷T7，4分2026命题预测预计2026年高考对“恒定电流与交变电流”的考查，将突出以动态电路与理想变压器为核心模型，以新能源并网、智能家电等真实情境为载体。命题倾向于结合生产生活实例，设计电路动态分析、设备选型或效率计算等问题，重点考查对原理的理解迁移与定量运算能力。题型仍将以选择题和实验题为主。恒定电流与交变电流恒定电流与交变电流恒定电流电路交流电路交流电的四值变压器闭合电路欧姆定律：闭合电路的功率计算：瞬时值：平均值：峰值：基本关系：动态分析：闭合电路欧姆定律和制约关系闭合电路欧姆定律的应用P总=EI，P出=UI，动态分析含容电路能量分析远距离输电：有效值：根据电流的热效应计算题型一恒定电流电路的分析与计算1．（2023·海南·高考真题，T7，4分）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．12CE C．25命题解读新情境：题目以含电容器的直流电路为背景，结合“电源内阻不计”的理想化条件，创设了简洁但聚焦核心规律的物理情景，未引入复杂生活或科技包装，而是回归电路基础模型的本质考查。新考法：通过“待电路稳定后求电容器电荷量”的设问，将电路动态分析与电容定义式结合，需先判断电容器两端电压与电源电动势的关系，再计算电荷量，避免了直接套用公式的简单考查，强调对电路状态的理解。新角度：从“内阻不计”的特殊条件切入，排除了电源内阻对路端电压的影响，引导考生关注电容器在纯电阻电路稳定状态下的电压等效性，而非复杂的分压计算，角度聚焦于“电路稳定时电容器的电压判断”这一易混淆点。2．（2022·北京·高考真题，T13，4分）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R1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a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U2（A．UB．R2C．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命题解读新情境：以“水库水位预警系统”为真实应用场景，将压力传感器（可变电阻）与定值电阻的串联电路转化为“水位—压力—电阻—电压”的物理量关联，体现了物理知识在工程技术中的实际应用，符合“从生活走向物理”的命题理念。新考法：通过“低水位预警”和“高水位预警”的双向条件，考查动态电路中电压与电阻的变化关系，需结合“水位越高→压力越大→传感器电阻越小”的逻辑链，分析ab两端电压随水位的变化趋势，再判断电阻的类型及定值电阻阻值对预警水位的影响，考法兼具逻辑推理与知识迁移。新角度：从“压力传感器的电阻特性（压力越大电阻越小）”反向推导电路中电阻的作用（判断R1、R2哪个是传感器），并进一步分析定值电阻阻值对预警水位的影响，角度突破了“已知电阻类型分析电压变化”的常规思路，转向“已知电压变化规律反推电阻类型及参数影响”，考查逆向思维能力。知识1闭合电路的功率和效率1．闭合电路的功率和效率电源总功率任意电路：P总＝EI＝P出＋P内纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)电源内部消耗的功率P内＝I2r＝P总－P出电源的输出功率任意电路：P出＝UI＝P总－P内纯电阻电路：P出＝I2R＝P出与外电阻R的关系电源的效率任意电路：η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100%纯电阻电路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%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Pm＝eq\f(E2,4r)。(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小。(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大。(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。知识2闭合电路中的动态分析的三种方法1．程序法2．结论法 用口诀表述为“串反并同”： (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、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。知识3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ΔQ=C·ΔU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、并联关系第二步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第三步分析电容器所带的电荷量。针对某一状态，根据Q＝CU，由电容器两端的电压U求电容器所带的电荷量Q，由电路规律分析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电考向1闭合电路中的动态分析问题1．（2025·广东·模拟预测）某同学设计的智能停车位计时收费电路如图所示，当汽车进入车位时，会使原磁场发生变化，磁阻传感器所用的材料电阻率减小，下列说法正确的是（）A．磁阻传感器的工作原理是电磁感应B．车辆驶入车位时，电压表的示数减小C．车辆驶离车位时，电流表的示数增大D．车位处于“占用”状态时电源的输出功率最大2．（2025·吉林·模拟预测）在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动变阻器。R0的滑片向下滑动的过程中，关于电压表和电流表示数的变化情况的判断中正确的是（

A．电压表示数不变 B．电流表示数减小C．电源总功率增大 D．电源内阻消耗的电功率减小考向2含容电路问题3．（2025·北京门头沟·一模）如图所示，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，下列说法正确的是（）A．灯L变亮，电压表示数减小B．灯L变暗，电流表的示数增大C．灯L变暗，电容器两极板上电荷量增加D．灯L变亮，电容器两极板间的电压增大4．（25-26高三上·江苏宿迁·期中）如图，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，C为电容器，电表均为理想电表。闭合开关S，将滑片向上滑动过程中（

）A．电阻R2中有向上的电流B．两电表示数变化量绝对值之比ΔUC．电源的输出功率一定变大D．保持滑片位置不动，将电容器C上极板上移，P点电势降低题型二交流电流的四值和变压器的分析与计算1．（2025·北京·高考真题，T4，4分）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为e=10sinA．该交流电的频率为100HzB．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0C．线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为10命题解读新情境：题目以“交流发电机线圈逆时针匀速转动”为基础情景，但结合“电动势随时间变化规律”的定量描述，将抽象的电磁感应规律与实际发电装置的运动过程结合，体现了物理规律与工程应用的联系，引导学生从“理论公式”走向“实际场景分析”。新考法：选项设计融合“图像分析+受力判断+公式推导”，隐藏“图示位置”的物理信息：需学生通过线圈转动方向、磁场方向（隐含匀强磁场）推导边的运动状态，考查空间想象与逻辑推理能力，而非直接套用结论。新角度：从“静态结论”转向“动态过程分析”：如选项C需分析线圈转动时边的瞬时电流方向与磁场的相互作用，突破传统“仅关注电动势大小”的考查角度，聚焦电磁感应中的力电动态关系。2．（2025·福建·高考真题，T2，4分）在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数比4：1，电阻R1的阻值时RA．交流电周期为2.25sB．电压表示数为12VC．流经副线圈的电流是流经R1的2倍D．变压器的输入、输出功率之比为4：1命题解读新情境：以“理想变压器+非纯电阻负载+正弦交流电输入”为复杂电路情景，结合图(a)的电路结构与图(b)的电压波形，将变压器规律与电路动态分析结合，模拟“实际供电系统”的简化模型，具有现实背景。新考法：设计“反常规干扰项”：如选项D（输入输出功率之比4:1）利用学生对“变压器功率守恒”的模糊记忆设置陷阱，强化概念本质的理解（理想变压器输入输出功率相等）。新角度：从“单一电阻负载”到“多电阻电路分析”：副线圈接两个电阻需结合“并联电路电流分配规律”判断选项C，突破传统“副线圈单电阻”的考查惯性，聚焦电路结构对电流的影响。知识1交变电流的四值问题物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωte＝Emcosωt正弦形式，从中性面开始余弦形式，从垂直中性面开始峰值交变电流最大的瞬时值Em＝nBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)确定用电器的耐压值、电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)(2)交流电表的测量值(3)电器设备的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流平均值i­t图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)计算通过电路某截面的电荷量注意：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Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t可分别求得电流有效值和电压有效值。知识2理想变压器的基本关系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)基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，U1∶U2＝n1∶n2，与负载的多少无关电流关系只有一个副线圈时，I1∶I2＝n2∶n1；有多个副线圈时，由P入＝P出即I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn频率关系f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)处理技巧等效电阻知识3理想变压器的动态分析匝数比不变的情况负载电阻不变的情况(1)U1不变，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。(1)U1不变，eq\f(n1,n2)发生变化，U2变化。(2)R不变，U2变化，I2发生变化。(3)根据P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。考向1交变电流的四值问题1．（2025·宁夏吴忠·一模）图甲是一款高空风力发电装置，装置内部的风力发电机可以将高空中的风能转化为电能（正/余弦交流电），是一种清洁发电方式。其原理可以简化为图乙的模式图。发电机叶片旋转时可形成半径为r的圆面，此圆面内气体流动能转化为电能的效率为η，假设高空风速始终垂直于发电机叶片所在圆面，大小恒定为v，空气密度为ρ，若装置内部总电阻为R，则此装置产生的交变电流的最大值为（）A．ηρπr2v3R B．ηρπr2．（2025·广西·模拟预测）（多选）如图所示，MNPQ是一个竖直的导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，线框的总电阻为R，MP边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度ω逆时针（俯视）匀速转动。以MP边与磁场方向的夹角为30∘时（图示位置）为t=0A．导线框中感应电动势的有效值为BSωB．导线框处于从图示位置转过60∘C．从图示位置转过60∘角的过程中，导线框感应电动势的平均值为D．从图示位置转过60∘角的过程中，通过导线框横截面的电荷量为考向2理想变压器的基本关系应用3．（2025·广西南宁·一模）理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦式交流电，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。灯泡正常工作，则理想变压器原、副线圈的匝数比为（）A．1:62 B．62:1 4．（2025·河北·一模）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1，定值电阻R1A．M、N两端接的交变电压瞬时值表达式为u=24B．R2两端的电压为3.6VC．变压器的输入功率为15.36WD．流过电阻R2考向3理想变压器的动态分析5．（2025·浙江·一模）如图所示，理想交流电流表A1、A2，定值电阻R1、R2，热敏电阻A．电流表A1、AB．原、副线圈端U1、UC．热敏电阻R两端电压一定增大D．理想变压器原线圈的输入功率一定增大6．（2025·黑龙江大庆·一模）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2:1，电流表为理想交流电表，在原、副线圈的回路中分别接有定值电阻R1=8Ω，滑动变阻器R2，在a、A．副线圈中交流电的频率为100HzB．原线圈两端电压的有效值为36VC．当滑动变阻器R2D．仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，R1题型三远距离输电1．（2025·重庆·高考真题，T9，4分）（多选）2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的1.6×106V直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为1.0×104A．直流输电导线中的电流为250AB．直流输电导线总阻值不超过16ΩC．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50HzD．配电房中变压器原、副线圈中电流比为11:500命题解读新情境：以“疆电入渝”特高压直流输电工程为背景，结合重庆实际能源需求与国家西电东送战略，将课本中的输电功率、电阻损耗等知识点融入真实工程案例，体现物理学科的实用性与时代性。新考法：题目设置了“直流输电→多次转换为交流电→变压器降压”的完整能量传输链条，要求考生在复杂流程中拆解物理模型，考查跨模块知识整合能力（直流电路功率损耗、理想变压器原理、交流电有效值与最大值关系）。新角度：打破传统“单一交流输电”命题惯性，引入直流输电与交流配电结合的场景，突出直流输电在减少损耗、适应远距离输电中的优势，呼应我国能源结构转型的现实需求。2．（2025·湖北·高考真题，T8，4分）（多选）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（）A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小命题解读新情境：聚焦“交流发电机→升压变压器→输电线路→降压变压器→用户”的完整输电系统，通过“增加用户数”“调整变压器匝数”等变量设置，模拟电网负荷变化与调压策略的真实场景，体现对电力系统运行逻辑的考查。新考法：考查考生对“负载变化→副线圈电流变化→输电线路电流变化→电阻损耗/用户电压变化”的动态连锁反应分析能力，需结合闭合电路欧姆定律与变压器原理综合推导。新角度：命题角度从“静态计算”转向“动态分析”，要求考生在变量变化中把握物理量的因果关系（如用户数增加→负载减小→副线圈电流增大→输电电流增大→电阻损耗增大），体现对逻辑推理与过程分析的重视。知识1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(1)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)理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：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＋P4。知识2远距离输电问题中的电压和功率损失1.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。2.功率损失： ①P损＝P1－P4 ②P损＝I线