恒定电流和交变电流（讲义）-2026年高考物理二轮复习原卷版

专题11恒定电流和交变电流

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第一部分思维导图

第二部分核心考点精讲

【考点01】直流电路的分析

【考点02】交变电流的产生和描述

【考点03】理想变压器和远距离输电问题

第三部分题海精炼

X・

.X

总功率：P=EI

输出功率:匕产W

内耗功率：AT

电源

部分电路欧姆定律/=4直流电路的动态分析

K

苴流电路闭合电路欧姆定律/=/含容苴流电路的分析

R+r

电路故障的分析

电阻：

用电器电路中的能量转化

直流电电功：IgU”

和电热：。二尸肥

交流电

产生

交流电“四值”

交变描述

电流周期、频率

（正、

基本关系

余弦）变压器

输送制约关系

远距离输电

r核心考点精讲；

■X

考点01直流电路的分析

知识积累

1.直流电路动态分析的三种常用方法

⑴程序法

欧熠般后J7-

注：串联电路注意分析各部分的电压关系，并联电路注意分析各部分的电流关系。

（2）“串反并同”结论法

“串反”：指某一电阻增大（减小）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（增大）。

“并同”：指某一电阻增大（减小）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（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,

使所接入的电阻最大或为零去讨论。

2.含容电路的分析

而H柩定态1容次万比支威元后猛.而4于际欣，

电路'二二二二二二二二二二二二二二二二二..

.分析L充放电T通过导线菱旋血面的电荷

\Q

注：一般含容电路分析的关键是用电流的定义式/二不将电容的相关公式Q=CUc和欧姆

定律必二/R联系起来，然后结合闭合电路的知识分析。

3.两点注意

（1）分析闭合电路中变化反阻的功率时，可以将其他电路等效到电源内部，当变化电阻等

于等效电源内阻时其功率最大，若不能等于等效电源内阻，则越接近等效电源的内阻功率越大。

（2）分析非纯电阻元件（非线性元件）电路的一般方法是：先根据部分电路欧姆定律分析其他

线性纯电阻电路部分的电流、电压，然后根据闭合电路欧姆定律或串并联电路的电流、电压关

系分析非纯电阻元件（非线性元件）的电流、电压，或者结合题目给出的非线性元件的伏安特性

曲线，通过作图法分析求解。

典例精讲

【典例1】（2026•四川雅安•一模）截止2025年9月，我国新能源汽车累计销售突破4000万羯，产销量连

续10年保持全球第一，为全球减碳目标作出中国贡献。某新能源汽车由电池向电动机M供电，模拟电路如

图所示，电源电动势E=15V,内阻片3C,定值电阻Ro=lC,电动机的线圈电阻心当电动机所牵引的负

载运动状态不同时，理想电流表读数不同。下列判断正确的是（）

E1~~心

r电动机

A.若电动机被卡住，电流表读数为3.75A

B.电流表读数为1.5A时，电动机输出功率最大

C.电流表读数为1.5A时，电源输出功率最大

D.当电动机输出功率最大时，其效率为50%

举一反三

【变式7】【新角度】（2026,陕西榆林•模拟预测）对某品牌的直流蓄电池进行测试，测试过程中系统输

pI

出的方—7图像如图所示，其中P为直流电源的输出功率，/为总电流，下列说法正确的是（）

A.该蓄电池的电动势为32VB.该蓄电池的内阻为0.40

C.该蓄电池输出的最大功率为64WD.该蓄电池的短路电流为8A

【变式1・2】（2026•广西贵港•一模）如图所示的电路中，定值电阻鸟、&、%的阻值相等，电容器的耐压

值足够大，其中电源的内阻可忽略不计,当仅闭合开关K1时，电容器所带的电荷量为名；当两个开关

仁均闭合时，电容器所带的电荷量为%。则会等于（

C

L

I

A.1:2C.2:3D.3:2

【变式1・3］（多选）（2026•安徽淮南•一模）在如图所示电路中，电源电动势七=18V,内阻r=2Q,定

值电阻N=4C,&=12Q，E=16Q,滑动变阻器凡的取值范围为（）〜25。，所有电表均为理想电表。闭合开

关S,在滑动变阻器的滑片从。端滑到〃端的过程中，电压表乂，电压表匕、电流表A示数的变化量分别为

△"、AU?、A/。下列说法正确的是（）

A.M读数变小，工读数变大

B.|第卜皿|第卜2g

C.凡的功率先增大后减小，最大值为1.8W

D.电源的输出功率先增大后减小，最大值为40.5W

考点02交变电流的产生和描述

知识枳累

1.有效值的计算

（1）正弦式交变电流：有效值是最大值的右，即后二彩，1=今,整。

（2）非正弦式交变电流有效值的计算

①分段求出交变电流在一个周期内产生的热量。交。

②设交变电流的有效值为/或电压的有效值为U（也可设为直流电相应的物理量），写出同

样时间内产生的焦耳热。二/RT或。二yTo

③根据Q交二Q列等式，计算/或U。

2.正弦式交流电“四值”的应用

【典例2】【新情景】（2026•内蒙古赤峰•模拟预测）手摇式发电机，在户外手机没电的时候可用来给手机

充电。其原理图如图所示，一面数为1000匝的矩形线圈，长而为0.2m,宽儿为01m,处于垂直纸面向

里的匀强磁场中，转动手柄通过变速装置使矩形线圈以llrad/s的角速度绕轴转动，能够发出与家庭用电相

同的220V交流电，/、N为输出端。下列说法正确的是（）

XxxX

ab

A.图示位置电动势最大

B.匀强磁场的磁感应强度大小是1T

C.击穿甩压为250V的电容器接到M、N两端时不会被击穿

D.从图示位置开始计时，线圈转过9圈时输出端M、N之间电压的瞬时值是220V

O

举一反三

【变式2・1】（2026•云南•模拟预测）某交变电流的波形如图所示，其电压有效值为（）

A.或U0B.叵U°C.底JQD.网。

【变式2・21【新考法】（2026•辽宁沈阳•一模）如图，单匝正方形导线框"cd处于00,为边界的匀强磁场

中，绕与磁场垂直且与线框共面的固定轴匀速转动，轴与正方形对角线重合。若线框从图示位置

开始计时，规定。市力。方向为电流正方向，产生的感应电流，•与时间f关系图像正确的是（）

【变式2・3】（2026•河北•一模）如图所示为流过电阻R=10。的正弦交变电流的对图像，下列说法正确的是

C.该电阻的发热功率为40WD.lmin内该电阻产生的电热为1800J

考点03理想变压器和远距离输电问题

知识积累

1.理想变压器原、副线圈基本量的关系

功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入=2出

原、副线圈的电压比等于而数比，即普琛，与副线圈的个数无关

电压关系

①只有一个副线圈时：关若；

电流关系

②有多个副线圈时：由产入=P出得U山=S/2+S/3+…+U&或/叩

=hm+hny+…+

频率关系变压器不改变交流电的频率

2.一般变压器动态变化问题的分析方法

(1)变压器动态分析常见的两种情况

①负载电阻不变，匝数比变化；

②匝数比不变，负载电阻变化。

(2)处理变压器动态变化问题应注意的两点

①根据题意分清变量和不变量；

②弄清“谁决定谁”的制约关系一电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入。

3.原线圈接电阻的变压器问题的分析方法

(1)若原线圈与定值电阻串联，则由变压器的电流关系作为突破口确定两线圈的匝数比和

线圈两端的电压关系；若原线圈与定值电阻并联，则由变压器的电压关系作为突破口确定两线

圈的匝数比和线圈中的电流关系。

(2)分析原线圈接电阻的变压器电路动态变化问题时，可以将变压器及副线圈两端的电路

整体等效成一个电阻，然后用直流电路的规律分析原线圈电路各量的变化，进而分析副线圈电

路各量的变化。定量计算时常用的二级结论为：A等效二第二检二(野/?负载。

n\

4.解决远距离输电问题的一般思路

（I）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〃。和线圈2（匝数为〃2）中各个量间的关系是会琮,

五一出PLP，

h~nC.一尸2。

②理想的降压变压器中线圈3（匝数为〃3）和线圈4（匝数为〃4）中各个量间的关系是管二会,

T=~T,。

/4"3P3=Pa

（3）掌握一个守恒：能量守恒关系式Pl二尸损+尸3。

5.输电线路功率损失的几个表达式

（1）输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。

两者关系是P损=P-P'（P为输送功率，P'为用户所得功率）。

,（AU）2

Q）P损二以R线—，/线为输电线路上的电流，AU为输电线路上损失的电压，R线为

输电线路电阻。

（3）P损=线。

典例精讲

【典例3】（2026•河北•一模）如图所示，某园区内照明用电和电动汽年充电桩采用一个供电变压器（视为

理想变压器），变压器输入电压ULIOOOV,充电桩的供电电压S=400V,照明电路电压q=220V；某段

时间内充电桩线圈的输出功率6=12.0kW，照明区的供电线圈电流13=20A,则该段时间内原线圈中电流/.

为（）

【变式3・1】（2026•湖南永州•二模）如图所示为一小型发电机与理想变压器组成的电路，发电机线圈匀速

转动过程中，从图示位置开始，线圈中磁通量随时间变化的规律为。二也xl0-3sin（100m）Wb，已知发电机

7T

线圈共有100匝，发电机线圈电阻和输电线电阻均不计，理想变压器原线圈与定值电阻&=8。串联，副线

圈接有定值电阻凡=。.5。和滑动变阻器R（阻值范围为010H）,理想变压器原、副线圈的匝数比

电压表V和电流表A均为理想电表，调节滑动变阻器R的滑片，电压表V和电流表A示数变

化量的绝对值为△（7和下列说法正确的是（）

A.滑动变阻器R的滑片向上滑动，电压表和电流表的示数均变大

B.­=8Q

A/

C.当滑动变阻器R接入电路的阻值为2.5C时，电流表A的示数为1A

D.当滑动变阻器R接入电路的阻值为3.5C时，变压器的输出功率最大

【变式3・2］（多选）（2026•辽宁沈阳•一模）我国自主研发的“海能-3号”波浪发电装置在南海海域成功运

行。如图为，=0时刻沿x轴正方向传播的海水波的图像。圆柱形浮杆定位在x=4m处的波面二，随波浪做

简谐运动，此时质点的速率为lm/s,浮杆上端固定连接200匝的圆形线圈，线圈半径r=0.25m,线圈在磁

感应强度B=0.4T的辐向稳定磁场中垂直切割磁感线运动，发电系统通过匝数比力：&=卜5的理想变压器接

入R=20。的纯电阻负载，磁铁、变压器、纯电阻负载等固定，线圈电阻不计，下列判断正确的是（）

A.f=0时刻浮杆正随海水向上振动B.，=0时刻发电机产生的电动势为407r(V)

C.变压器副线圈输出电压的峰值为87r(V)D,负载消耗的功率为1000兀2(W)

【变式3・3】(2025•云南昆明•模拟预测)如图，理想变压器原线圈匝数为4,接有•阻值为飞=6R的定值

电阻和理想交流电电流表A,副线圈匝数为〃-接有阻值&=K和叫=5R的两个定值电阻。U为正弦交流

电电压源，输出电压的有效值恒定，频率为50Hz。当开关S断开时，电流表的示数为/,且用的电功率为

A.流经旦的交变电流的频率为150Hz

B.该变压器原、副线圈匝数比%=2:1

C.当开关S闭合时，原线圈两端的电压增大

D.当开关S闭合时，R?的电功率变为144/2R

X,

题海精燎

■X

1.(2026•江苏镇江•一模)如图所示，电路中V和A分别为电压传感器和电流传感器，R为定值电阻。电

容器。充满电后，闭合开关S。传感器所测电压U和电流/的关系可能正确的是()

sR

2.（2026•河南濮阳•一模）近年来，我国的无线充电技术已经日趋完善并得到广泛应用，其径化的充电原

理图如图所示。已知发射线圈的输入电压为〃=220心inlOOm（V）,匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50

匝。若正常工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的90%,忽略其他损耗，下列说法正

确的是（）

B

A.当发射线圈接电压为220V的稳恒直流电源时也可以正常无线充电

B.接收线圈的输出电压为10V

C.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1

D.穿过发射线圈的磁通最变化率大于穿过接收线圈的磁通品变化率

3.（2026•江西九江•一模）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为〃输入端C、。接入电压有效值恒

定的交变电源，电流表为理想电表，灯泡L的阻值始终与定值电阻凡的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片

从“端滑动到端的过程中，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.L先变亮后变暗B.电流表的示数先变大后变小

C.凡）的功率一直减小D.电源的输出功率一直减小

4.（2026•广东湛江•一模）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平万向的匀强

磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴00沿逆时针方向匀速转动，内阻不计的矩形线圈通过滑环连接理想

变压器。理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可变电阻R,

电表均为理想交流电表。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列

A.U0.005S时，穿过线圈的磁通量变化最快

B.矩形线圈经过图甲所示位置时，线圈中的电流方向为

C.其他条件不变，R阻值增大时，电流表示数减小

D.其他条件不变，滑片P向上移动时，电压表示数变小

5.12026•江苏南通•一模）某同学设计了甲、乙两个电路，都能将同一个小量程电流表改装成0nmA、0~10mA

的两个量程的电流表，电路如图所示，则（）

A.心&B.

6.（2026・贵州•一模）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=88Q,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（）

R

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500W

C.电阻R/的阻值约为117.3。

D.电饭锅处于保温状态时电路中的电流为1.5A

7.（多选）（2026•广东惠州•二模）如图所示为交流充电桩给新能源汽车充电的设施，R为输电线的总电

阻。配电设备的输出电压为250V,理想升压变压器原、副线圈的匝数比为〃|：%=1：9,理想降压变压器

原、副线圈的匝数比为%：%=1。：1，充电桩输出电压“=2207》inl00R（V）,功率为6600W,电压表V为

理想交流电压表，说法中正确的是（）

A.父变电流的方向每秒改变100次

B.输电线的总电阻R=苧C

C.输电线损失的功率为150W

D.当r=0.01s时，电压表V的示数是0

8.（多选）（2026•湖南常德•一模）常德市在乡村振兴与美丽乡村建设中，将节能路灯作为改善农村基