2026年高考物理二轮专题复习：重难13 电路（电路的基础概念和规律、闭合回路欧姆定律、动态分析、故障分析、交变电流、远距离输电、变压器）（重难专练）（全国适用）（原卷版）

PAGE重难13电路内容导航内容导航速度提升技巧掌握手感养成重难考向聚焦锁定目标精准打击：快速指明将要攻克的核心靶点，明确主攻方向重难技巧突破授予利器瓦解难点：总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧重难保分练稳扎稳打必拿分数：聚焦可稳拿分数题目，确保重难点基础分值重难抢分练突破瓶颈争夺高分：聚焦于中高难度题目，争夺关键分数重难冲刺练模拟实战挑战顶尖：挑战高考压轴题，养成稳定攻克难题的“题感”高考指导方向标近三年考查趋势分析近三年高考中，本专题通常以选择题或实验题形式出现，分值约6-12分。命题注重对电路基本规律与方法的考查，常结合生活科技实际（如家用电路、新能源并网、传感器电路）设计问题，重点测试学生对电路动态过程、故障排查及交变电流与变压器原理的分析能力。命题特点：突出动态分析：通过滑动变阻器或传感器电阻变化，考查电路中各物理量（电流、电压、功率）的动态变化，常运用“串反并同”结论或程序法分析。注重图像应用：结合电源与电阻的U-I图像，考查交点含义、斜率意义及功率计算，是选择题的常见形式。强化故障排查：依据电流表、电压表示数异常，推理电路中的短路或断路故障点，考查逻辑分析与电路知识综合应用。聚焦交流与输电：对交变电流“四值”（瞬时、峰值、有效、平均）的理解与计算是基础；理想变压器的动态分析（匝数比变或负载变）及远距离输电中的功率、电压、损耗关系是综合题的重要模型。核心方法聚焦图像分析：明确电源U-I图线（斜率表内阻）与电阻U-I图线（斜率表电阻）的区别，理解交点代表工作状态。动态分析：掌握“局部→整体→局部”的程序法和“串反并同”的结论法，对于含容电路要抓住稳定后电容器电压等于并联支路电压这一关键。故障分析：根据电表示数特征（有/无示数）推断故障类型（短路/断路）及可能位置。变压器与输电：紧抓理想变压器基本关系（电压、电流、功率），远距离输电问题中，明确“输电电流决定线路损耗”是解题核心思路。备考指导建议构建分析框架：熟练掌握闭合电路欧姆定律，并建立清晰的电路动态分析流程。区分核心概念：透彻理解交变电流四值的物理意义、计算方法及适用场景。掌握典型模型：重点攻克含滑动变阻器的动态电路、理想变压器两类动态变化、远距离输电的定量计算等模型。联系实际应用：关注与生活、科技相关的电路情景，提升将实际问题转化为典型电路模型的能力。1.电路中的两类U—I图像在恒流电路中常会涉及两种U－I图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．电源U－I图象电阻U－I图象关系式U＝E－IrU＝IR图形物理意义电源的路端电压随电流的变化关系电阻两端电压与电阻中的电流的关系截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同表示该电阻的大小，每一点对应比值均等大，表示此电阻的大小不变斜率(绝对值)电源电阻r的大小，r＝||。若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻R的大小，R＝。两曲线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压2电路的动态分析1、程序法:遵循“局部—整体—局部”的思路电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路并联分流I串联分压2、结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零．①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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3、极限法:因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.4、特殊值法:对于某些特殊电路问题,可以采取代入特殊值的方法去判定.【注意】含容电路动态分析的三个步骤：①理清电路的串、并联关系；②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；③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。3电路的故障分析电路故障一般是短路或断路.常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部断路、接触不良等现象。故障的特点如下：（1）断路状态的特点：电源电压不为零而电流为零;若外电路某两点之间的电压不为零,则这两点间有断点,而这两点与电源连接部分无断点。（2）短路状态的特点：有电流通过电路而电压为零补充：利用电流表、电压表判断电路故障的方法常见故障故障解读原因分析正常无示数“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表故障原因可能是：a．电压表损坏；b．电压表接触不良；c．与电压表并联的用电器短路正常无示数“电压表有示数”表明电压表有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表故障原因可能是：a．电流表短路；b．和电压表并联的用电器断路均无示数“两表均无示数”表明无电流通过两表除了两表同时被短路外，可能是干路断路导致无电流欧姆表分析：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路．在用欧姆表检测时，应断开电源。4电源的功率问题电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率.（1）任意电路：.（2）纯电阻电路：.2.电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.（1）任意电路：．（2）纯电阻电路：由P出与外电阻R的关系图像可以看出:Ⅰ、当R=r时,电源的输出功率最大,为P出m=E24Ⅱ、当R>r时,随着R的增大,输出功率越来越小.Ⅲ、当R<r时,随着R的增大,输出功率越来越大.Ⅳ、当P出<P出m时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2,因此需要注意题目中可能出现双解的情况.3.电源内耗功率:内电路上消耗的电功率5等效电源法处理电路中的功率问题【等效电源法】：将电源内阻提出来，作为外电阻处理，或者将外电阻与电源内阻合并在一起，看作一个新的电源，这种方法被称为等效电源法。把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”、“内阻”如下：①两点间断路时的电压等效为电动势E′；②两点短路时的电流为等效短路电流I短′，等效内电阻r′＝eq\f(E′,I短′)。常见电路等效电源如下：定值电阻的功率：P定=I2R，R为定值电阻，P定只与电流有关，当R外最大时，I最小，P定最小；当R外最小时，I最大，P定最大。电源的输出功率：R外与r越接近，电源的输出功率越大，当R外=r时，电源的输出功率最大。变化电阻的功率：利用等效思想，把除变化电阻之外的其他的定值电阻等效成电源的内阻r'，则变化电阻的功率即为等效以后的电源的输出功率，即当R变=r'时，P变有最大值。如图所示，R1为定值电阻，R2为电阻箱，E为电源的电动势，r为电源的内阻。①当R2最小时，定值电阻R1的功率最大，电源内阻的功率最大；②当R1+R2=r时，电源的输出功率最大；③当R2=R1+r时，变化电阻R2的功率最大。上面的结论都是在电源的内电阻r不变且外电路为纯电阻电路的情况下适用。6交变电流的四值问题1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流的电动势、电流或电压在某一时刻的值，是时间的函数。(2)峰值：交变电流的电动势、电流或电压所能达到的最大值。(3)有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个恒定电流的电流I、电压U叫作这一交变电流的有效值。(4)平均值：交变电流图像中图线与时间轴所围面积跟对应时间的比值。补充：交变电流四值问题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7理想变压器的两类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．匝数比不变的分析思路：(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，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．(3)I2变化引起P2变化，而P1＝P2，故P1发生变化。2．负载电阻不变的分析思路：(1)U1不变，eq\f(n1,n2)发生变化时，U2变化．(2)R不变，U2变化时，I2发生变化．(3)根据P2＝eq\f(U22,R)，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。8远距离输电中的相关模型——过程分析1.电能的远距离输送电路图：输电电路图三个回路的理解：(2)在输送回路中，，，，，(3)在用户回路中，3.核心规律：（1）升压变压器：联系电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：，，（2）降压变压器：联系输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：，，（3）输电电流：（4）输电导线损耗的电功率：（5）掌握一个守恒观念：功率关系：，其中（6）减小输电线电能损失的主要途径：减小输电线的电阻；增大输电电压。【注意】输电线路功率损失的四种计算方法P损=P1-P4P1为输送的功率，P4为用户得到的功率P损=I线2I线为输电线路上的电流，R线为输电线路总电阻P损=(ΔΔU为输电线路上损失的电压，不要与U2、U3相混P损=ΔU·I线【注意】远距离输电的三个易错点:（1）输电线上损失的功率,U应为输电线上损耗的电压,而不是输电电压;解有关远距离输电问题时，公式或不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，且易把和相混淆而造成错误.（2）输电导线损耗的电功率:，因此，当输送功率一定时,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;（3）电网送电遵循“用多少送多少”的原则,而不是“送多少用多少”,说明原线圈电流由副线圈电流决定。（建议用时：20分钟）1．虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化，可等效为电阻，已知MN两端电压，A与B的电阻，求：（1）MN间电阻R的变化范围；（2）当，电热器B消耗的功率（保留3位有效数字）2．如图所示是某兴趣小组设计的电热水器模拟电路原理图，其中R1为加热电阻丝（可视为定值电阻），R2为正温度系数热敏电阻（阻值随温度升高而变大），C为电容器。开关S闭合后，当温度降低时，下列说法正确的是（）A．电容器C的带电荷量减小B．灯泡L变亮C．电容器C两板间的电场强度增大D．电阻丝R1消耗的功率增大3．如图所示，电源电动势E＝6V，小灯泡L的规格为“3V，0.9W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝8Ω时，小灯泡L正常发光。现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0＝2Ω。则（）A．电源内阻为3ΩB．电动机正常工作的电压为3VC．电动机输出的机械功率为0.54W，其效率为75%D．电动机的热功率为0.18W4．已知灯丝的电阻不是一个固定值，它随温度的升高而逐渐变大。现有一只标有“”的白炽灯泡，两端的电压U由0逐渐增大到220V。在此过程中，灯泡两端的电压U和流过灯泡的电流I的关系可用图线表示。则符合实际的是（）A． B．C． D．5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，、为定值电阻，C为电容器，为滑动变阻器。闭合开关电路稳定后缓慢向左移动滑片P，电流表A和电压表V示数分别为I、U，电容器所带电荷量为Q，通过的电流强度为，某过程中电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为、。则下列图像错误的是（）A． B．C． D．6．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． B． C．1∶6 D．6∶17．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比定值电阻在M、N两端接u的正弦交流电如图乙所示，当开关S闭合后，下列说法正确的是（）A．M、N两端接的交变电压瞬时值表达式为B．R2两端的电压为3.6VC．变压器的输入功率为15.36WD．流过电阻电流的频率为100Hz（建议用时：30分钟）8．在图甲的电路中，是可变电阻，是定值电阻、阻值为。实验时调节的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图像如图乙中所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是（）A．该电源电动势为B．该电源的内阻为C．当时，电源输出功率最大D．滑片从左往右移的过程中，电源的效率一直在减小9．如图所示，电路中光敏电阻的阻值随光照强度增大而减小，当环境光照强度增大时，可维持小灯泡亮度不变的操作是（）A．将滑动变阻器滑片向左移动 B．将滑动变阻器滑片向右移动C．换电动势更小但内阻相同的电源 D．换电动势相同但内阻更大的电源10．小明家的“迷你”电饭锅有加热和保温两挡，工作电路如图所示，其中R2＝88Ω，电饭锅在保温状态下的功率是加热状态下的，下列说法正确的是（）A．开关S闭合时电饭锅处于保温状态，S断开时处于加热状态B．加热挡的功率为500WC．电阻R1的阻值约为117.3ΩD．电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5A11．如图所示的电路，电源的电动势和内阻分别为E、r，两个定值电阻的阻值分别为6r、R，滑动变阻器的总阻值为6r，滑片位于滑动变阻器的最上端，当合上开关S，质量为m的小球正好处于静止状态，电容器的电容为C，规定大地的电势为0，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．小球的电势能为负值B．若把滑动变阻器滑片向下移动，小球将向上运动C．若平行板的间距为d，则小球所带电量为D．当把滑片移动到滑动变阻器的正中间，稳定后电容器所带电量为12．随着电动汽车的普及，充电桩成了日常生活中的常见设施。如图所示，电动汽车充电站的理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接有交变电源，当仅有一个充电桩处于正常工作状态，其余充电桩闲置，此时充电电压为220V，充电功率为4400W，下列说法正确的是（）A．变压器原线圈串联的定值电阻R的阻值为B．流过充电桩的电流方向每一秒改变50次C．流经充电桩电流的最大值为20AD．若同时使用两个充电桩，则变压器的输出功率为8800W13．如图所示，小型发电机连在原、副线圈匝数比为的理想变压器电路中，已知发电机输出电压为，定值电阻，滑动变阻器阻值可调，电流表为理想交流电表，其余电阻均不计，下列说法正确的是（）A．线圈在图示位置时感应电动势最大B．流经的电流方向每秒改变次C．调节，当电流表的示数为时阻值为D．调节，当电流表的示数为时消耗的电功率最大14．一理想变压器原线圈与阻值为的电阻相连，副线圈和阻值为的电阻相连，原线圈匝数的，副线圈的匝数，两端的电压随时间变化的表达式为，则发电机（内阻不计）提供的交变电流的电动势的有效值为（）A． B．10V C． D．5V15．某风力发电机的原理如图，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，线圈的匝数为100匝、面积为0.5m2，不计线圈的电阻，磁体转动的角速度为rad/s。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈的匝数比为1:8，输电线总电阻为8Ω，输电线上损失的功率为5kW，在用户端用降压变压器把电压降为220V。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（）A．当磁场与线圈所在平面垂直时，发电机感应电动势最大B．发电机输出电压为45VC．用户的功率为85kWD．降压变压器原、副线圈的匝数比为180:11（建议用时：20分钟）16．如图所示的电路中，电源电动势，内阻不计。定值电阻，，，电容，初始开关S处于闭合状态。下列说法正确的是（）A．开关S闭合时，电容器上极板带正电，带电荷量为B．开关S闭合时，电容器上极板带负电，带电荷量为C．开关S断开后，通过电阻的总电荷量为D．开关S断开后，流经电阻、的电流始终相等17．用如图所示的电路测量金属丝的电阻率。器材如下：待测金属丝电阻约为、滑动变阻器、电阻箱、电流表量程，内阻可忽略、直流电源内阻约、开关、导线若干。(1)将滑动变阻器的滑