模塊四電磁感應(yīng)和電路

專(zhuān)題十直流電路和交流電路

［專(zhuān)題復(fù)習(xí)定位］

1.掌握直流電路和交流電路的相關(guān)知識(shí)和規(guī)律的應(yīng)用。

2.會(huì)用閉合電路歐姆定律分析電路各部分之間的相互關(guān)系，能用焦耳定律分析電學(xué)中

的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題。

3.掌握交變電流的產(chǎn)生和描述；理解變壓器的原理，會(huì)分析交流電路的動(dòng)態(tài)變化以及

遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題。

高考真題再現(xiàn)

■<-..................................................................

命題點(diǎn)1電路的基本概念和規(guī)律

1.（2024?廣西卷，T6）將橫截面相同、材料不同的兩段導(dǎo)體￡卜。無(wú)縫連接成一段導(dǎo)

體，總長(zhǎng)度為1.00m,接入圖甲電路。閉合開(kāi)關(guān)S,滑片P從〃端滑到“端，理想電壓表讀

數(shù)〃隨滑片戶(hù)的滑動(dòng)距離x的變化關(guān)系如圖乙，則導(dǎo)體乙、。的電阻率之比約為（B）

A.2：3B.2：1

C.5：3D.1：3

解析：根據(jù)電阻定律和歐姆定律可得發(fā)=0S，bR,整理可得P,

0.2

夕10.252

結(jié)合題圖可知導(dǎo)體￡卜心的電阻率之比《=n=7

P2U.0—0.21

1.00-0.25

2.（2023?海南卷，T7）如圖所示的電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為反內(nèi)阻不計(jì)，電容器電

容為G閉合開(kāi)關(guān)K,待電路穩(wěn)定后，電容器上的電荷量為（C）

A.CE

23

C-CE

5D匚龍

F

解析：由電路的串并聯(lián)規(guī)律可知,電阻3"兩端的電壓為虧,電阻"兩端的電壓為匚,

2E2CE

則電容器兩極板間電勢(shì)差A(yù)后,貝UQ=^U=—,C正確。

命題點(diǎn)2交變電流的產(chǎn)生和描述

3.（2024?廣東卷，T1）將阻值為50Q的電阻接在正弦式交流電源上。電阻兩端電壓

隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（D）

A.該交流電的頻率為100Hz

B.通過(guò)電阻電流的峰值為0.2A

C.電阻在1s內(nèi)消耗的電能為1J

D.電阻兩端電壓表達(dá)式為〃=10、作sin（100Jit）V

解析：由題圖可知交流電的周期為0.02s,則頻率=50Hz,故A錯(cuò)誤；電壓的

峰值為10巾V,電流的峰值4=得=0.2^/2A,故B錯(cuò)誤；電流的有效值I

/IOU

=0.2A,所以電阻在1s內(nèi)消耗的電能%=7^=0.22X50X1J=2J,故C錯(cuò)誤;

?2JT,

該交流電電壓表達(dá)式為u=%sin?t—10y[2sint(V)—10\[2sin(100JT力)V,故D

正確。

4.（多選）（2024?新課標(biāo)卷，T20）電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)可利用車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能

儲(chǔ)存起來(lái)。車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁極繞固定的線(xiàn)圈旋轉(zhuǎn)，在線(xiàn)圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的某

瞬間，磁場(chǎng)方向恰與線(xiàn)圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則磁極再

轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，線(xiàn)圈中（BD）

A.電流最小

B.電流最大

C.電流方向由尸指向0

D.電流方向由0指向產(chǎn)

解析：如題圖，開(kāi)始線(xiàn)圈處于中性面位置，當(dāng)磁極再轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量

為0,此時(shí)電流最大；在磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量在減小，根據(jù)楞次定律可知,

此時(shí)感應(yīng)電流方向由0指向幾

5.（2024?河北卷，T4）凡、是為兩個(gè)完全相同的定值電阻，兆兩端的電壓隨時(shí)間周期性

變化的規(guī)律如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的（倍），兄兩端的電壓隨時(shí)

間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個(gè)周期7內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比0：0為（B）

6.（2024?湖北卷，T5）在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡L的電阻是燈泡L2的2

倍。假設(shè)兩個(gè)二極管正向電阻為0、反向電阻無(wú)窮大。閉合開(kāi)關(guān)S,燈泡Li、L?的電功率之

比A：2為（C）

A.2：1

C.1：2D.1：4

解析：兩個(gè)二極管正向電阻為0,反向電阻無(wú)窮大，二極管導(dǎo)通則短路并聯(lián)的燈泡，此

時(shí)另一個(gè)燈泡與電源串聯(lián)，根據(jù)電路圖可知在一個(gè)完整的周期內(nèi)，兩個(gè)燈泡有電流通過(guò)的時(shí)

間相等都為半個(gè)周期，電壓有效值相等，則根據(jù)P=g，可知A：烏=而2：兆i=l：2o

7.（多選）（2023?湖南卷，T9）某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī)，如圖所示。大輪與

小輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)（皮帶不打滑），半徑之比為4：1,小輪與線(xiàn)圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線(xiàn)圈

是由漆包線(xiàn)繞制而成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，共〃匝，總阻值為上磁體間磁場(chǎng)可視為磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。大輪以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小輪及線(xiàn)圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸

與磁場(chǎng)方向垂直。線(xiàn)圈通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為〃的燈泡。假設(shè)發(fā)電時(shí)燈泡

能發(fā)光且工作電壓在額定電壓以?xún)?nèi)，下列說(shuō)法正確的是（AC）

A.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4。

B.燈泡兩端電壓有效值為3鏡〃應(yīng),。

C.若用總長(zhǎng)為原來(lái)兩倍的相同漆包線(xiàn)重新繞制成邊長(zhǎng)仍為￡的多匝正方形線(xiàn)圈，則燈

泡兩端電壓有效值為"粵R

D.若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則燈泡變得更亮

解析：大輪和小輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)，線(xiàn)速度相等，小輪和線(xiàn)圈同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，根

據(jù)y=or并根據(jù)題意可知大輪與小輪半徑之比為4：1,則小輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4。，線(xiàn)圈

轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4。，A正確；線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值%4。，又S=『,聯(lián)

立可得及ax=4〃應(yīng)2公,則線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E==2y[2nBI^g根據(jù)串聯(lián)電

路分壓原理可知燈泡兩端電壓有效值〃RF=短r刀-應(yīng)2以B錯(cuò)誤；若用總長(zhǎng)為原來(lái)兩倍

K~vK

的相同漆包線(xiàn)重新繞制成邊長(zhǎng)仍為/的多匝正方形線(xiàn)圈，則線(xiàn)圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，線(xiàn)

圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值編」=8〃應(yīng)2。，此時(shí)線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E'=

根據(jù)電阻定律*=。/可知線(xiàn)圈電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，即為2尼

根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可得燈泡兩端電壓有效值〃=警方="但普義，C正確；若僅

K~\~0

將小輪半徑變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，根據(jù)「=可知小輪和線(xiàn)圈的角速度變小，根據(jù)可

知線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值變小，則燈泡變暗，D錯(cuò)誤。

命題點(diǎn)3變壓器和遠(yuǎn)距離輸電

8.（2023?廣東卷，T6）用一臺(tái)理想變壓器對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電，該變壓器原、副線(xiàn)圈的匝

數(shù)比為1：2,輸出功率為8.8kW,原線(xiàn)圈的輸入電壓u=220鏡sin（100nt）V。關(guān)于副線(xiàn)

圈輸出電流的有效值和頻率正確的是（A）

A.20A,50HzB.20^2A,50Hz

C.20A,100HzD.20^2A,100Hz

P

解析：由題可知原線(xiàn)圈輸入電壓的有效值?==220V,原線(xiàn)圈電流71=77

U\

4。A,副線(xiàn)圈輸出電流的有效值G”=2。A,變壓器無(wú)法改變電流的頻率，故勺言

100Ji

k氏=50HZO

9.（2023?山東卷，T7）某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓〃=250V,

輸出功率為500kW?降壓變壓器的匝數(shù)比四：724=50：1,輸電線(xiàn)總電阻"=62.5Q,其余

線(xiàn)路電阻不計(jì)，用戶(hù)端電壓"=220V,功率為88kW,所有變壓器均為理想變壓器。下列

說(shuō)法正確的是（C）

A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為368A

B.輸電線(xiàn)上損失的功率為4.8kW

C.輸送給儲(chǔ)能站的功率為408kW

D.升壓變壓器的匝數(shù)比力：772=1：44

解析：由題知，發(fā)電機(jī)的輸出電壓4=250V,輸出功率500kW,則有71=/=2X10,

Ui

A,A錯(cuò)誤；由題知，用戶(hù)端電壓"=220V,功率88k肌則有名—y――,P'=U&IA,

聯(lián)立解得4=400A,4=8A,〃=11000V,則輸電線(xiàn)上損失的功率戶(hù)損=2A=4kW,且

&=固+73衣=11500V,再根據(jù)g=—,解得生=白，B、D錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器無(wú)功

lhihrii46

率損失有9=%4+產(chǎn)儲(chǔ)，代入數(shù)據(jù)有戶(hù)儲(chǔ)=408kW,C正確。

題粵分類(lèi)講練

題型一電路的基本概念和規(guī)律

1.兩種電路

[}

⑴純電阻電路：電功V/=UIt,電功率片0,且電功W=Q=UIt=~t=fRt,P=UI

K

if

=1f7s

（2）非純電阻電路：電功上以大，電功率片〃電熱g/此熱功率及=/尼電功

率大于熱功率，即W>Q,故求電功、電功率只能用ir=U1t、P=IH,求電熱、熱功率只能用

Q—/Rt>P賽=fR。

2.電源的功率和效率

（1）電源的幾個(gè)功率

①電源的總功率：P&=EL

②電源內(nèi)部消耗的功率：戶(hù)內(nèi)=/八

③電源的輸出功率：產(chǎn)出=0=?總一戶(hù)內(nèi)。

凡U

⑵電源的效率：xioo%=-xioo%o

U總乜

考向1電路中的功率和效率問(wèn)題

典例口（多選）五一期間，汕頭作為全國(guó)熱門(mén)旅游城市，聚集了來(lái)自四面八方的游客。

為了避免堵車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)以其省時(shí)省力、價(jià)格低廉、高通行率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成為眾多

年輕市民五一暢游汕頭的首選交通工具。某品牌電動(dòng)自行車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表，則下列

說(shuō)法正確的是（CD）

規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁鐵電機(jī)

車(chē)型電動(dòng)自行車(chē)額定輸出功率200W

整車(chē)質(zhì)量40kg額定電壓48V

最大載重120kg額定電流5.0A

A.正常勻速行駛時(shí)后輪受到地面對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力

B.電動(dòng)自行車(chē)的內(nèi)阻為9.6Q

C.電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的輸入功率為240W

D.電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)，電機(jī)的效率約為83%

［解析］正常勻速行駛時(shí)，后輪受到地面對(duì)它的靜摩擦力使電動(dòng)自行車(chē)向前運(yùn)動(dòng)，故A

錯(cuò)誤；由表格讀出電機(jī)的額定電壓〃=48V,額定電流7=5.0A,電機(jī)輸入的總功率?總=

Z^=48X5.0W=240W,故C正確；額定輸出功率產(chǎn)出=200W,電機(jī)正常工作時(shí)的效率n

p*200W

X100%=際荒X100%^83%,故D正確；根據(jù)能量守恒可知，正常工作時(shí)內(nèi)部發(fā)熱功

Z4UW

率尸熱=?總一產(chǎn)出=240W-200W=40W,根據(jù)尸熱=/r解得r=l.6Q,故B錯(cuò)誤。

考向2萬(wàn)/圖像的理解和應(yīng)用

典例2在電噴汽車(chē)的進(jìn)氣管道中，廣泛地使用著一種叫“電熱絲式”空氣流量傳感

器的部件，其核心部分是一種用特殊合金材料制作的電熱絲。如圖乙所示，當(dāng)進(jìn)氣管道中的

冷空氣流速越大時(shí)，電阻A兩端的電壓"就變得越高；反之，電壓々就越低。這樣，管道

內(nèi)空氣的流量就轉(zhuǎn)變成了可以測(cè)量的電壓信號(hào)，便于汽車(chē)內(nèi)的電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。如果

將這種電熱絲放在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量，得到的伏安特性曲線(xiàn)可能是（C）

［解析］由題意知，電熱絲是熱敏電阻，溫度越低，電阻越小，則知溫度越高，電阻越

大，而入/圖線(xiàn)上任意一點(diǎn)與原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率等于電阻，電壓和電流增大時(shí)，電阻的溫度

升高，電阻增大，圖線(xiàn)上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線(xiàn)斜率增大。

題型二閉合電路歐姆定律及動(dòng)態(tài)分析

考向1閉合電路歐姆定律的基本應(yīng)用

典例B地磅工作原理圖如圖所示，地磅空載時(shí)變阻器滑片尸位于4點(diǎn)，滿(mǎn)載時(shí)滑片

戶(hù)位于8點(diǎn)，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（B）

A.電壓表兩端電壓與被測(cè)汽車(chē)的質(zhì)量成正比

B.若將一個(gè)電阻與電壓表串聯(lián)，則可增大地磅的量程

C.若稱(chēng)量值偏小，則可在扁上并聯(lián)一個(gè)電阻進(jìn)行校正

D.電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，稱(chēng)量值會(huì)偏小

［解析］設(shè)/?的電阻為此橫截面積為S根據(jù)閉合電路歐姆定律可知E=/（〃+A+r），

Epx

設(shè)A＞尸之間的距禺為x,U=IR*=（乃|_火+r）S，汽車(chē)平衡時(shí)mg=2kx,解得U=

2A（葉曲L）$，從公式可以看出電壓表兩端電壓與被測(cè)汽車(chē)的質(zhì)量成正比，A正確，不符

合題意；若將一個(gè)電阻與電壓表串聯(lián)，4戶(hù)之間的最大電壓不受此電阻的影響，則沒(méi)有辦

法增大地磅的量程，B錯(cuò)誤，符合題意；若稱(chēng)量值偏小，則可以在用上并聯(lián)一個(gè)電阻，回路

中總電阻變小，總電流增大，可變電阻上的電壓增大，使稱(chēng)量值正常，C正確，不符合題

意；電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，內(nèi)阻會(huì)變大，導(dǎo)致電流減小，/尸上的電壓減小，所以稱(chēng)量值會(huì)偏

小,D正確，不符合題意。

考向2閉合電路的動(dòng)態(tài)分析

1.動(dòng)態(tài)變化原因

（1）當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大（減小）時(shí)，電路的總電阻一定增大（減?。?。

（2）若開(kāi)關(guān)的接通使串聯(lián)的用電器增多，則總電阻增大；若開(kāi)關(guān)的接通使并聯(lián)的支路增

多,則總電阻減小。

（3）熱敏電阻或光敏電阻的阻值變化。

2.動(dòng)態(tài)分析方法

（1）程序法；（2）“串反并同”法；（3）極限法。

典例口如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，電壓表為理想電表，〃為滑動(dòng)變阻

器,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（A）

A.燈泡J變亮

B.燈泡L?變亮

C.電壓表讀數(shù)增大

D.電源內(nèi)阻消耗功率減小

［解析］由“串反并同”結(jié)論可知，“串反”是當(dāng)某電阻變化時(shí)，與它直接串聯(lián)或間接

串聯(lián)導(dǎo)體的各電學(xué)量（如電流、電壓和實(shí)際電功率）都做與之相反的變化?！安⑼笔钱?dāng)某電

阻變化時(shí)，與它直接并聯(lián)或間接并聯(lián)導(dǎo)體的各電學(xué)量（如電流、電壓和實(shí)際電功率）都做與之

相同的變化。故滑動(dòng)變阻器電阻減小，則L變亮，L?變暗，則A正確，B錯(cuò)誤；電路的總電

阻變小，總電流變大，所以電源內(nèi)阻的電壓變大，所以電壓表示數(shù)減小，內(nèi)阻消耗功率增大,

則C、D錯(cuò)誤。

典例目（多選）如圖所示的電路中，￡為電源，其內(nèi)電阻為r,V為理想電壓表，L為

阻值恒為2r的小燈泡，定值電阻卡的阻值恒為r,其為半導(dǎo)體材料制成的光敏電阻，電容

器兩極板處于水平狀態(tài)，閉合開(kāi)關(guān)S,電容器中心戶(hù)點(diǎn)有一帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電源負(fù)

極接地，則下列說(shuō)法正確的是（BD）

A.若將泥的滑片上移，則電壓表的示數(shù)變小

B.若突然將電容器上極板上移，則油滴在尸點(diǎn)電勢(shì)能增加

C.若光照變強(qiáng)，則油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng)

D.若光照變強(qiáng)，則46間電路的功率變大

［解析］由于電路穩(wěn)定時(shí)，用相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn)，所以將用的滑片上移時(shí)，電壓表的示數(shù)不變,

故A錯(cuò)誤；若突然將電容器上極板上移，電容器板間電壓不變，板間場(chǎng)強(qiáng)減小，由〃=￡d

知，戶(hù)點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差減小，而下極板的電勢(shì)為零，所以戶(hù)點(diǎn)電勢(shì)降低，由題意可知

油滴帶負(fù)電，所以油滴在尸點(diǎn)電勢(shì)能增加，故B正確；若光照變強(qiáng)，光敏電阻用減小，通

過(guò)小燈泡的電流變大，電容器兩端電壓〃=￡—/（7+兆），/變大，則〃變小，即電容器兩板

間的電壓變小，場(chǎng)強(qiáng)變小，油滴所受的電場(chǎng)力變小，因此油滴要向下極板運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

根據(jù)當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)電源輸出功率最大可知，將用看成電源的內(nèi)阻，由于等效電源

的外電阻大于內(nèi)電阻，外電阻變小，所以等效電源的輸出功率變大，即46間電路的功率

逐漸變大，故D正確。

題型三交流電的產(chǎn)生和描述

考向1交變電流的產(chǎn)生和描述

A①

1.線(xiàn)圈平面與中性面重合時(shí)，SYB,0最大，7r7=。，6=0,7=0,電流方向?qū)l(fā)

生改變。

A0

2.線(xiàn)圈平面與中性面垂直時(shí)，S//B,0=0,三彳最大，e最大，，最大，電流方向不

改變。

6如圖甲所示，在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，匝數(shù)為100匝的矩形線(xiàn)圈繞與線(xiàn)圈

平面共面的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到某一位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線(xiàn)圈中的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e

隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（D）

A.e=0時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零

B.t=0時(shí)，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向夾角為30°

C.瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間力的變化關(guān)系為6=22^2sin1100五V

D.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量的最大值為挈X10-4Wb

JI

、.2兀

［解析］由題圖乙可知，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)周期為0.02s,角速度。=亍=100JIrad/s,瞬

時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化關(guān)系為e=22也sinMOOnt+yj（V）,當(dāng)t=0時(shí)，線(xiàn)

圈平面與中性面的夾角為30°,當(dāng)e=0時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，故A、B、C錯(cuò)誤；線(xiàn)

圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量的最大值。產(chǎn)庾=芻=呼XIO-Wb,故D正

確。

考向2交變電流的“四值”問(wèn)題

［最大值［計(jì)算電容器的耐壓值

u—380^/2sin

100五t(V)的交流電源上，正常工作時(shí)電流為2A,則下列說(shuō)法正確的是(D)

A.該交流電的頻率為100Hz

B.該交流電每秒內(nèi)電流方向變化50次

C.該設(shè)備正常工作時(shí)電流的峰值為2A

D.該設(shè)備正常工作時(shí)消耗的功率為0.76kW

［解析］根據(jù)380^2sin100mt(V)可知交流電的角速度O=100JIrad/s,該交

G)100兀

流電的頻率/=壽=工［Hz=50Hz,故A錯(cuò)誤；正弦交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化

兩次，所以該交流電每秒內(nèi)電流方向變化〃=2X50次=100次，故B錯(cuò)誤；由題可知，該

LLF

設(shè)備正常工作時(shí)電流的峰值&=淄1=29A,故C錯(cuò)誤；該交流電的有效值￡=場(chǎng)，

該設(shè)備正常工作時(shí)消耗的功率解得正常工作時(shí)的功率々760W=0.76kW,故D正

確。

題型四變壓器和遠(yuǎn)距離輸電

考向1理想變壓器原理和基本關(guān)系

典例?如圖，某興趣小組設(shè)計(jì)用一小風(fēng)力發(fā)電機(jī)給燈泡供電。發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈與風(fēng)葉固

定在同一轉(zhuǎn)軸上一起轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡正常發(fā)光，若線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，理想變壓器副線(xiàn)圈

匝數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的(，其他條件不變，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻不計(jì)，則以下說(shuō)法正確的是(A)

圖甲

A.流經(jīng)燈泡電流的頻率增大

B.流經(jīng)燈泡電流的最大值減小

C.燈泡兩端電壓的有效值增大

D.發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變

［解析］線(xiàn)圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，可知周期變?yōu)樵瓉?lái)的;，故交流電的頻率變?yōu)樵瓉?lái)

的2倍，A正確；根據(jù)交流電壓的最大值公式區(qū)=腳。，可知角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故

發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，同時(shí)理想變壓器副線(xiàn)圈匝數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的

1，設(shè)原來(lái)原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為生，根據(jù)理想變壓器原、副線(xiàn)圈電壓與匝數(shù)比的關(guān)系有生=

ZZ?27?2

號(hào)，「二黑解得但支，即副線(xiàn)圈電壓最大值不變，所以流經(jīng)燈泡電流的最大值

U21U2

一

不變，B錯(cuò)誤；副線(xiàn)圈電壓最大值不變，故燈泡兩端電壓的有效值不變，C錯(cuò)誤；根據(jù)前面

分析發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2

倍，D錯(cuò)誤。

典例EJ某款電吹風(fēng)的電路圖如圖所示，a、b、c、，為四個(gè)固定觸點(diǎn)，可動(dòng)扇形金屬

觸片戶(hù)可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)。當(dāng)觸片戶(hù)接通c、，兩點(diǎn)時(shí)，電吹風(fēng)不工作，電路中的變壓器

可視為理想變壓器，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)咤*。當(dāng)電吹風(fēng)接220V交流電時(shí)，額定功率為

60W的小風(fēng)扇能正常工作，小風(fēng)扇的輸出功率為52%下列說(shuō)法正確的是（B）

A.轉(zhuǎn)動(dòng)尸接通&c觸點(diǎn)時(shí)，電吹風(fēng)吹出熱風(fēng)

B.正常工作時(shí)通過(guò)小風(fēng)扇的電流為1A

C.風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈內(nèi)阻為60Q

D.轉(zhuǎn)動(dòng)戶(hù)接通a、6觸點(diǎn)時(shí)，因電熱絲的電阻變大，會(huì)導(dǎo)致小風(fēng)扇的電流變小

［解析］轉(zhuǎn)動(dòng)戶(hù)接通反。觸點(diǎn)時(shí)，電熱絲未接入電路，故電吹風(fēng)吹出的是冷風(fēng)，A錯(cuò)

誤；原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比生=v，故正常工作時(shí)小風(fēng)扇兩端的電壓H=~倒=60V,故通

7723771

過(guò)小風(fēng)扇的電流/=年=1A,B正確；風(fēng)扇正常工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈內(nèi)阻產(chǎn)生的熱功率

U2

產(chǎn)熱=戶(hù)額一一出=8W,風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈內(nèi)阻=8Q,C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)接通a、6觸點(diǎn)

時(shí)，電熱絲與電風(fēng)扇并聯(lián)，接入電路電壓不變，小風(fēng)扇的兩端電壓不變，故電流不變，D錯(cuò)

誤。

考向2變壓器的動(dòng)態(tài)分析

1.負(fù)載電阻不變，討論變壓器原、副線(xiàn)圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變

化情況。

2.匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線(xiàn)圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變

化情況。

回如圖甲所示，理想變壓器原線(xiàn)圈接入圖乙所示的交變電壓，副線(xiàn)圈電路中而

為定值電阻，片是滑動(dòng)變阻器。原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為10：1,%和V,是理想交流電壓表,

示數(shù)分別用4和么表示；Ai和Az是理想交流電流表，示數(shù)分別用7；和心表示。下列說(shuō)法正

確的是（A）

圖甲圖乙

A.6=0.01s時(shí)，電壓表Vi的示數(shù)〃不為零

B.滑片戶(hù)向下滑動(dòng)過(guò)程中，47,的數(shù)值變小

&

C.滑片戶(hù)向下滑動(dòng)過(guò)程中，T的數(shù)值變大

12

D.滑片尸向下滑動(dòng)過(guò)程中，片消耗的功率一定變大

［解析］電壓表的示數(shù)為有效值，示數(shù)為=卷但V=220V,A正確；滑片P

向下滑動(dòng)中，副線(xiàn)圈回路中的總電阻值減小，回路中電流A增大，電壓&不變，則有A衛(wèi)

lh

增大，由理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，知1的數(shù)值變大，7的數(shù)值變小，B、C

12

錯(cuò)誤；由電功率公式，可得斤消耗的功率片/衣='由上式可

K

知，電壓?jiǎn)T不變，戶(hù)向下滑動(dòng)中，由于不確定滑動(dòng)變阻器片與定值電阻慮的大小關(guān)系，因此

無(wú)法判斷滑動(dòng)變阻器A的功率變化，D錯(cuò)誤。

考向3遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題

1.厘清三個(gè)回路

回路I回路2回路3

2.抓住兩個(gè)聯(lián)系

（1）理想的升壓變壓器中線(xiàn)圈1（匝數(shù)為r）和線(xiàn)圈2（匝數(shù)為四）中各個(gè)量間的關(guān)系是用

U2

771

---------D-O

T---------，12o

77212771

（2）理想的降壓變壓器中線(xiàn)圈3（匝數(shù)為加和線(xiàn)圈4（匝數(shù)為加中各個(gè)量間的關(guān)系是房

_rhh_rh

774I4773

3.掌握一個(gè)守恒：能量守恒關(guān)系式4=尸損+月。

4.輸電線(xiàn)路功率損失的計(jì)算

（1）輸送功率尸、用戶(hù)得到的功率戶(hù)與線(xiàn)路損失功率月?lián)p的關(guān)系：P^=P-P'0

⑵「『混晝=『="?人/線(xiàn)為輸電線(xiàn)路上的電流，△〃為輸電線(xiàn)路上損失

的電壓，〃線(xiàn)為輸電線(xiàn)路的電阻。

典例回我國(guó)是全球唯一掌握特高壓直流輸電技術(shù)的國(guó)家。圖是特高壓直流輸電系統(tǒng)

的模擬圖（只顯示變壓與傳輸部分），則以下說(shuō)法正確的是（C）

用

電

八3

器

L--（ZZF----------——

升壓變壓器,降壓變壓器

A.題中描述的“特高壓直流輸電”，說(shuō)明變壓器可以直接對(duì)直流電進(jìn)行變壓作用

B.變壓器在升壓過(guò)程中頻率隨著電壓的增大而升高

C.在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線(xiàn)路損耗功率將降低為原來(lái)的1%

D.用戶(hù)接入電路的用電器越多，流過(guò)久的電流越大，由匝數(shù)比等于電流的反比可知，

流過(guò)電阻r的電流變小

［解析］根據(jù)變壓器工作原理可知，變壓器不可以直接對(duì)直流電進(jìn)行變壓作用，故A

錯(cuò)誤；變壓器在升壓過(guò)程中頻率保持不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)尸送="，P^=fr,聯(lián)立可得產(chǎn)

攝=（牛）%,在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線(xiàn)路損耗功率將降低為原來(lái)的1%,

故c正確；在題圖中，用戶(hù)接入電路的用電器越多，流過(guò)功的電流越大，根據(jù)J可知

74〃3

隨著心增大，流過(guò)電阻T的電流入變大，故D錯(cuò)誤。

膽（多選）綠色環(huán)保、低碳出行已經(jīng)成為一種時(shí)尚，新能源汽車(chē)越來(lái)越受市民的

喜愛(ài)，正在加速“駛?cè)搿卑傩占?，某家用交流電充電樁的供電電路如圖所示。已知總電源的

輸出電壓〃=220V,輸出功率A=3.3X1（）5W,輸電線(xiàn)的總電阻7=12Q,變壓器視為

理想變壓器，其中升壓變壓器的匝數(shù)比4:/72=1：15,汽車(chē)充電樁的額定電壓為50V。下

列說(shuō)法正確的有（AD）

升壓變壓器降壓變壓器

A.輸電線(xiàn)上的電流為100A

B.充電樁用戶(hù)獲得的功率為1.5X105w

C.降壓變壓器的匝數(shù)比773:774=66：1

D.若充電樁消耗的功率增大，在總電壓不變的情況下，則充電樁用戶(hù)端獲得的電壓減

pn

［解析］升壓變壓器原線(xiàn)圈電流=1500A,所以Z=100A,故A正確；

UiIh

輸電線(xiàn)損耗的功率公戶(hù)=717=1.2X105W,所以充電樁用戶(hù)獲得的功率P&=P\-NP=

/Jo

2.1X1O5W,故B錯(cuò)誤；升壓變壓器副線(xiàn)圈電壓〃=一〃=3300V,輸電線(xiàn)損耗的電壓

=7^=1200V,所以降壓變壓器的匝數(shù)比?=77=3^0-1200=42,故C錯(cuò)誤；若充

774〃50

P

電樁消耗的功率增大，則電源輸入總功率變大，因?yàn)榭傠妷翰蛔?，?=力可知升壓變壓器

原線(xiàn)圈電流變大，升壓變壓器副線(xiàn)圈電流變大，則輸電線(xiàn)上的損耗電壓變大，降壓變壓器原

線(xiàn)圈電壓變小，則降壓變壓器副線(xiàn)圈電壓也變小，故D正確。

專(zhuān)題強(qiáng)化練

1.（2024?廣東省選擇考模擬二）線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生

交變電流的了一力圖像如圖所示，貝U（D）

ti/A

A.該交變電流的周期為0.5s

B.該父變電流的電流有效值為2A

C.力=0.1s時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零

D.力=0.2s時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化得最快

解析：由題圖可知該交變電流的周期為0.4s,故A錯(cuò)誤；該交變電流的電流有效值/

=%=鏡A,故B錯(cuò)誤；t=0.1s,感應(yīng)電流為零，此時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，故C

錯(cuò)誤，t=0.2s時(shí)，感應(yīng)電流最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知此時(shí)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量

變化得最快，故D正確。

2.（2024?韶關(guān)市綜合測(cè)試）圖甲為按壓式發(fā)電手電筒。以一定的頻率不斷按壓手柄時(shí)，

其內(nèi)置發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生如圖乙所示的交變電流。已知發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r=2Q,與其串聯(lián)的燈泡額

定電壓為9V、阻值為18Q。若該燈泡恰好正常發(fā)光，則該發(fā)電機(jī)（A）

A.輸出電流的有效值為0.5A

B.輸出電流的最大值為0.5A

C.電動(dòng)勢(shì)的最大值為10V

D.輸出的交流電頻率為50Hz

解析：燈泡額定電壓為9V、阻值為18Q,燈泡恰好正常發(fā)光，則輸出電流的有效值

u9

IWA=0.5A,故A正確；題圖乙中電流為正弦式交變電流，則輸出電流的最大值

Klo

A,故B錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的最大值4=&（7?+力=10鏡V,故C錯(cuò)誤；根據(jù)題

圖乙可知，周期為0.2s,則頻率f=:=5Hz,故D錯(cuò)誤。

3.隨著綠色環(huán)保理念深入人心，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)日趨火爆，電池充電技術(shù)飛速發(fā)展。如圖

為某科技公司利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的無(wú)線(xiàn)充電樁原理示意圖。若汽車(chē)以22kW的恒定功率

充電，送電線(xiàn)圈連接〃=226\也sin100口t（V）的交流電，不計(jì)能量損失。下列說(shuō)法正確的

是（A）

電源電池

A.送電線(xiàn)圈中的電流為100A

B.受電線(xiàn)圈中電流的頻率為100Hz

C.僅減小送電線(xiàn)圈的匝數(shù)，會(huì)增大電池端的輸出電流

D.僅減小送電線(xiàn)圈的匝數(shù)，會(huì)減小電池端的輸出電壓

解析：根據(jù)々以解得/=100A,則送電線(xiàn)圈中的電流為100A,A正確；送電線(xiàn)圈頻

率為50Hz,則受電線(xiàn)圈中交流電的頻率也為50Hz,B錯(cuò)誤；輸送電壓與輸送功率恒定，

則送電線(xiàn)圈中電流恒定，減小送電線(xiàn)圈匝數(shù)5,根據(jù)4=生，受電線(xiàn)圈電壓叢增大，根據(jù)

Lh772

P\=UJz，電池端的輸出電流減小，c、D錯(cuò)誤。

4.（2024?梅州市一模）某電學(xué)研究小組根據(jù)電工技術(shù)中“鉗形電流測(cè)量?jī)x”工作原理，

自制了一個(gè)50Hz鉗形電流表，如圖所示，鐵芯左側(cè)繞有匝數(shù)為〃=100的線(xiàn)圈，并與電流

表A組成閉合電路。某次進(jìn)行測(cè)量時(shí)，鉗口打開(kāi)，把被測(cè)的通電導(dǎo)線(xiàn)放在鉗口中間，通過(guò)電

流表A,可以間接測(cè)出通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，則下列說(shuō)法

正確的是（A）

:飛鉗子9

A.該測(cè)量?jī)x屬于升壓變壓器

B.該測(cè)量?jī)x工作原理是利用自感現(xiàn)象

C.若導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的是10A直流電，則電流表中通過(guò)的電流是10mA

D.電流表的示數(shù)隨鐵芯左側(cè)線(xiàn)圈匝數(shù)的增加而變大

解析：根據(jù)題意可知，原線(xiàn)圈匝數(shù)為1,副線(xiàn)圈匝數(shù)為100,則該測(cè)量?jī)x屬于升壓變壓

器，故A正確；該測(cè)量?jī)x工作原理是利用互感現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；若導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的是10A直

流電，變壓器不工作，電流表無(wú)示數(shù)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)公吧,鐵芯左側(cè)多繞幾圈導(dǎo)

線(xiàn)，即必增大，而力和Z不變，故“應(yīng)減小，故電流表示數(shù)減小，故D錯(cuò)誤。

5.（2024?深圳市羅湖區(qū)期末）如圖所示，手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)理想變壓器

給燈泡L供電，當(dāng)線(xiàn)圈以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為已知

理想變壓器原線(xiàn)圈與副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為“，發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈的電阻為r,燈泡L正常發(fā)光時(shí)的

電阻為此其他電阻忽略不計(jì)，貝NC）

發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)軸

A.手搖發(fā)電機(jī)輸出電流為,

r

B.燈泡L電壓的最大值為）

C.燈泡L的額定功率為身

D.若在燈泡L兩端并聯(lián)一個(gè)相同的燈泡，則燈泡L的亮度不變

解析：變壓器可視為理想變壓器，因電壓表示數(shù)為U,則原線(xiàn)圈電壓a=u,變壓器原

線(xiàn)圈與副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為A,由用=竺=k,可得副線(xiàn)圈輸出電壓的有效值&=',則燈泡

L電壓的最大值a=斕^=華，燈泡L的額定功率R=（=￡,手搖發(fā)電機(jī)輸出電

DDTJ

流為迷"故A、B錯(cuò)誤,C正確；由于發(fā)電機(jī)有內(nèi)阻，在負(fù)載端再并聯(lián)一個(gè)相

同的燈泡，副線(xiàn)圈總電阻減小，副線(xiàn)圈總電流增大，則原線(xiàn)圈電流增大，發(fā)電機(jī)內(nèi)電壓增大,

發(fā)電機(jī)輸出電壓減小，原、副線(xiàn)圈電壓都減小，燈泡L變暗，故D錯(cuò)誤。

6.（2024?廣東大亞灣區(qū)聯(lián)合模擬）普通的交流電壓表不能直接用來(lái)測(cè)量高壓輸電線(xiàn)路

間的電壓，通常要通過(guò)電壓互感器來(lái)連接。圖（b）為電壓互感器示意圖，端所接線(xiàn)圈的匝

數(shù)較少，工作時(shí)加端電壓為圖，cd端所接線(xiàn)圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)cd端電壓為圖，現(xiàn)利

用這個(gè)電壓互感器通過(guò)普通的交流電壓表測(cè)量圖（a）中輸電導(dǎo)線(xiàn)間的高電壓，下列說(shuō)法正確

的是（D）

A.ab接MN、cd接電壓表，&<&

B.ab接MN、cd接電壓表，如

C.cd援MN、a6接電壓表，%>圖

D.cd接MN、接電壓表，Ueb<Ucd

解析：電壓互感器的作用是使大電壓變成小電壓，根據(jù)變壓器原理可知，應(yīng)使匝數(shù)多的

接入輸入端，即方接江接電壓表，由變壓器匝數(shù)與電壓的關(guān)系可得如〈處。

7.（2024?汕頭市一模）如圖甲所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。升

壓變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比n:a=l：10,其輸入電壓如圖乙所示，輸電功率為200kW,

輸電線(xiàn)總電阻片線(xiàn)=8Q,則下列說(shuō)法正確的是（D）

圖甲圖乙

A.降壓變壓器副線(xiàn)圈輸出的交流電頻率為100Hz

B.升壓變壓器副線(xiàn)圈的電壓有效值為5000V

C.高壓輸電線(xiàn)上電流有效值為40A

D.高壓輸電線(xiàn)上損失的電壓為320巾V

解析：交流電周期7=0.02s,降壓變壓器副線(xiàn)圈輸出的交流電頻率=50Hz,故

A錯(cuò)誤；升壓變壓器原線(xiàn)圈的電壓有效值〃=噌7=25072V,根據(jù)生=彳，升壓變壓

弋2niU2

器副線(xiàn)圈的電壓有效值么=2500小V,故B錯(cuò)誤；根據(jù)片么4,得高壓輸電線(xiàn)上電流有

效值72=40隹A,故C錯(cuò)誤；高壓輸電線(xiàn)上損失的電壓〃=〃"線(xiàn)=320鏡V,故D正確。

8.（多選）下圖是一款小型電鉆及其簡(jiǎn)化電路圖，它由變壓器及電機(jī)兩部分構(gòu)成，變壓

器為理想變壓器，電機(jī)的內(nèi)阻為1Q,額定電壓為11V,額定電流為2.0A。當(dāng)變壓器輸

入電壓為220V的正弦交流電時(shí)電鉆正常工作，下列說(shuō)法正確的是（AD）

A.變壓器的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)之比是20：1

B.變壓器原線(xiàn)圈電流的最大值為0.1A

C.變壓器的輸入功率為4W

D.電機(jī)的效率約為82%

解析：變壓器的原副線(xiàn)圈匝數(shù)之比置=1曹

A正確；原線(xiàn)圈的電流71

/7o1

F公而X2A=。/A,變壓器原線(xiàn)圈電流的最大值hmax=y[27i=0.1^/2A,B錯(cuò)誤;

D[z—_zfr

原、副線(xiàn)圈功率相等，P=UJz=\\乂2W=22W,C錯(cuò)誤；電機(jī)的效率J

Lh.li

11X2-22X1丁“

-------282%,D正確。

11AZ

9.（多選）如圖所示為汽車(chē)的點(diǎn)火裝置，此裝置的核心是一個(gè)變壓器，該變壓器的原線(xiàn)圈

通過(guò)開(kāi)關(guān)連接到12V的蓄電池上，副線(xiàn)圈連接到火花塞的兩端，開(kāi)關(guān)由機(jī)械控制，當(dāng)開(kāi)關(guān)

由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，副線(xiàn)圈中產(chǎn)生10000V以上的電壓，火花塞中產(chǎn)生火花。下列說(shuō)法正

確的是（BC）

火

花

塞

A.該點(diǎn)火裝置中變壓器的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為3：1250