恒定電流的知識在高考中多在實驗題以及電磁感應的綜合題中經常出現。交流電的產生、變壓器的原理、交變電流的四值問題以及遠距離輸電等，可能會結合實際生活中的電器和元件考查，題型為選擇題，難度中等。

一、直流電路的分析與計算
1．直流電路動態分析的3種方法
(1)程序法：R局――→增大減小I總＝ER＋r――→減小增大U內＝I總r――→減小增大U外＝E－U內――→增大減小確定U支、I支。
(2)結論法——“串反并同”(電源內阻不能忽略)
“串反”：指某一電阻增大(減小)時，與它串聯或間接串聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大)。
“并同”：指某一電阻增大(減小)時，與它并聯或間接并聯的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小)。
(3)極限法：因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端，使電阻最大或電阻為零去討論。
2．求解功率最值問題的2點技巧
(1)定值電阻的功率：P定＝I2R
(2)電源的輸出功率：當R外＝r時，P出＝E24r最大。
二、交變電流
1．兩個特殊位置的特點
(1)線圈平面與中性面重合時，S⊥B，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e＝0，i＝0，電流方向將發生改變。
(2)線圈平面與中性面垂直時，S∥B，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大，電流方向不改變。
2．正弦交流電“四值”的應用
(1)最大值Em＝NBSω，電容器的擊穿電壓指最大值。
(2)瞬時值(從中性面開始計時)e＝NBSωsin ωt。
(3)有效值：正弦式交流電的有效值E＝Em2；非正弦式交流電的有效值必須根據電流的熱效應，用等效的思想來求解。計算交流電路的電功、電功率和測定交流電路的電壓、電流都是指有效值。
(4)平均值：E＝nΔΦΔt，常用來計算通過電路的電荷量。
3．理想變壓器問題分析技巧
(1)根據題意分清變量和不變量；
(2)弄清“誰決定誰”的制約關系。對電壓而言，輸入決定輸出；對電流、電功(率)而言，輸出決定輸入。

1．(多選)如圖所示，電路中閉合開關S后，燈泡L1和L2均正常發光。由于某種原因L2的燈絲突然燒斷，其余用電器均未損壞。電路再次穩定后，下列說法正確的是(　　)

A．電流表示數變大
B．電容器C所帶電荷量不變
C．電源的輸出功率一定變大
D．電源的工作效率一定變大
2．(2021•浙江1月選考物理•T16)(多選)發電機的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉動一周(　　)

A．框內電流方向不變 B．電動勢的最大值為Um
C．流過電阻的電荷量為 D．電阻產生的焦耳熱為

1．(多選)如圖所示，直流電路中，R1、R2是定值電阻，R3是光敏電阻，其阻值隨光照增強而減小。當開關S閉合，電容器兩板間的M點的帶電液滴恰好能保持靜止。現用強光照射電阻R3，則(　　)

A．電源的總功率減小
B．A板的電勢降低
C．液滴向上運動
D．電容器所帶電荷量增加
2．(多選)如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數比為10∶1，原線圈的輸入電壓u隨時間t變化圖象如圖乙所示，D為理想二極管，R為電阻箱，當電阻箱阻值R＝11 Ω時，下列說法正確的是(　　)

A．原線圈的輸入電壓頻率為50 Hz
B．電阻箱R兩端電壓的有效值為11 V
C．電阻箱R消耗的功率為22 W
D．若電阻箱R阻值變小，原線圈中的電流減小

1．如圖所示的電路中，小燈泡L電阻不變，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，R1＞r，將滑動變阻器的滑片向下滑動時，則(　　)

A．電壓表的示數變小
B．燈的亮度變小
C．電源的輸出功率變大
D．電源的效率升高
2．如圖所示的電路中，電源電動勢E＝4 V，內阻r＝2 Ω，定值電阻R0＝1 Ω。在滑動變阻器R（最大阻值是4 Ω）的滑片由a緩慢地向b滑動的過程中，下列說法正確的是(　　)

A．電容器的帶電荷量先減小后增大
B．滑動變阻器滑片滑至中間位置時，定值電阻R0的功率最大
C．滑動變阻器的功率先增大后減小，最大值是5W
D．電源效率先增大后減小，最大值是50%
3．某同學為探究電表的改裝，設計了如圖所示的實驗電路。A為0.6 A量程的標準電流表，G為滿偏電流Ig＝200 mA、內阻Rg＝200 Ω的靈敏電流計，V為理想電壓表，R1、R2為滑動變阻器，E為電源，S為開關。電源的內阻不計，R2的最大阻值為200 Ω。該同學要通過調節R2滑片的位置，將靈敏電流計改裝成0.6 A量程的電流表，下列說法正確的是(　　)

A．開關S閉合前，為保證靈敏電流計安全，滑動變阻器R2的滑片應置于最右端
B．開關S閉合后，只將R1的滑片向下滑動，電流表A的示數將變小
C．開關S閉合后，只將R2的滑片向右滑動，電壓表V的示數將變大
D．新表改裝完成后，當電流表A的示數為0.3 A時，靈敏電流計G中的電流為100 mA
4．如圖甲所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉動，產生的交變電流輸入理想變壓器的原線圈，發電機取兩種不同的轉速，使其電動勢隨時間的變化規律如圖乙中a、b所示，則下列說法正確的是(　　)

A．曲線b表示的交變電流的電動勢有效值為10 V
B．曲線a、b對應的線圈角速度之比為3∶2
C．線圈轉速不變，將原線圈滑片P向上滑動時，燈泡變亮
D．P位置不變，滑動變阻器連入電路阻值變大時，變壓器的輸入功率變大
5．有一理想變壓器如圖甲所示，原副線圈匝數比為11∶4，原線圈接入如圖乙所示的交流電壓，回路中的燈泡L的額定電壓為18 V。燈泡正常工作時的電阻RL為12 Ω，定值電阻R1＝11 Ω，R2＝8 Ω，滑動變阻器最大阻值50 Ω。為保證燈泡正常工作，則滑動變阻器接入電路的電阻為(　　)

A．24 Ω B．28 Ω C．32 Ω D．36 Ω
6．如圖甲所示為一交變電壓隨時間變化的圖象，每個周期內，前二分之一周期電壓恒定，后二分之一周期電壓按正弦規律變化。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，A、V分別為理想交流電流表和理想交流電壓表，電阻R阻值為100 Ω，則(　　)

A．理想交流電壓表讀數為255V
B．理想交流電流表讀數為1 A
C．電阻R消耗的電功率為56.25 W
D．電阻R在100 s內產生的熱量為5600 J
7．(多選)在如圖所示的電路中，電源的電動勢為E、內阻為r，R1、R2、R3均為定值電阻，在開關S閉合的狀態下，一帶電油滴懸浮在平行板電容器兩極板a、b之間的P點，處于靜止狀態。則下列說法正確的是(　　)

A．不斷開電源，當兩極板間的距離減小時，油滴將向下運動
B．不斷開電源，將滑動變阻器的滑動觸片向下移動，油滴將向下運動
C．斷開電源，電阻R2上始終沒有電流通過
D．斷開電源，油滴將向下運動
8．如圖所示的電路中，直流電源電動勢E＝400 V，內電阻r＝20 Ω。兩帶小孔的平行正對金屬板M、N水平放置，板間的距離d＝4.0 cm。當閉合開關S，待電路穩定后，M、N兩金屬板間的電壓U＝200 V，將一質量m＝2.0×10－4kg的帶正電的小球（可視為質點）從N板上的小孔以初速度v0＝1.0 m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達M板。不考慮空氣阻力、忽略射入小球對電路的影響，電阻R1＝1980 Ω，重力加速度大小g＝10 m/s2。求：

(1)帶電小球的帶電量；
(2)滑動變阻器接入電路中的電阻值和滑動變阻器消耗的電功率。

1．(多選)
【答案】AD
【解析】燈泡L2的燈絲燒斷，外電路電阻變大，電源輸出電流減小，根據閉合電路歐姆定律可知，電源路端電壓U＝E－Ir，即電源路端電壓增大，由歐姆定律可知燈泡L1中電流增大，電流表示數變大，A正確；電源路端電壓增大，電容器兩端電壓增大，由C＝QU可知，電容器所帶電荷量增多，B錯誤；由于題述沒有給出電源內阻與燈泡電阻的關系，不能判斷出電源的輸出功率的變化趨勢，C錯誤；根據η＝UE×100%，可知電源的工作效率η一定變大，D正確。
2．【答案】BD
【解析】當線框轉動時，框內電流方向每經過中性面一次都要變化一次，則A錯誤；由圖乙可知，電動勢的最大值為Um，B正確；線圈轉過半周，則流過電阻的電荷量，則金屬框轉過一周流過電阻的電荷量，C錯誤；因Um＝BωL2，則，金屬框轉過一周電阻產生的焦耳熱，D正確。

1．(多選)
【答案】CD
【解析】電路穩定時電容器兩板間的電壓等于R1兩端的電壓，當用強光照射光敏電阻R3時，光敏電阻的阻值變小，電路中電流增大，電源的總功率P＝EI變大，R1兩端間的電壓增大，電容器的電壓增大，板間場強增大，帶電液滴所受的電場力增大，液滴向上運動，故A錯誤，C正確；電容器的電壓增大，電容不變，由Q＝CU知，電容器所帶電荷量增加，故D正確；由于電路中的電流增大，R1兩端的電勢差增大，又因為R1下端接地，電勢為零，所以R1上端電勢升高，A板的電勢也升高，故B錯誤。
2．(多選)
【答案】AC
【解析】由題圖可知，T＝0.02 s，f＝1T＝50 Hz，故A正確；原線圈電壓的有效值U1＝220 V，由變壓比可知，副線圈兩端的電壓U2＝22 V，由于二極管具有單向導電性，由電流的熱效應可知，UR2RT＝222R•T2，得UR＝112 V，故B錯誤；由熱功率P＝UR2R＝22 W可知，電阻箱R消耗的功率為22 W，故C正確；若電阻箱R阻值變小，由于原線圈電壓不變和變壓器匝數比不變，所以副線圈的電壓不變，所以副線圈電流變大，則原線圈電流變大，故D錯誤。

1．【答案】C
【解析】將滑動變阻器的滑片向下滑動時，變阻器R3接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，故總電流I變大，根據U＝E－Ir可知路端電壓減小；根據歐姆定律可知電阻R1兩端的電壓增加，即電壓表的示數變大，故并聯部分的電壓U＝U－IR1減小，根據歐姆定律可知通過R2的電流減小，根據并聯分流可知電流表的示數變大，即燈的電流變大，根據P＝I2R可知燈的功率變大，所以燈的亮度變亮，故A、B錯誤；當外電路電阻接近電源內阻時，電源的輸出功率增加，當內阻等于外阻時，電源的輸出功率最大，由于R1＞r，所以外電路的總電阻總大于電源的內阻，在外電路的總電阻減小的過程中電源的輸出功率在變大，故C正確；電源的效率，變阻器R3接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，路端電壓減小，所以電源的效率減小，故D錯誤。
2．【答案】D
【解析】滑動變阻器左右兩部分并聯，在滑片由a向b移動的過程中，并聯總電阻先增大后減小，滑片滑至中間位置時，并聯電阻最大，為1 Ω，因此路端電壓先增大后減小，電容器兩端電壓等于路端電壓，由Q＝CU可知其帶電荷量先增大后減小，A錯誤；定值電阻R0消耗的功率P＝I2R0，滑動變阻器滑片滑至兩端時，外電阻最小時，電流最大，定值電阻R0的功率最大，B錯誤；將定值電阻等效成電源內阻，滑動變阻器消耗功率即可等效為電源輸出功率，理論上滑動變阻器接入電路的阻值等于R0+r＝3 Ω時，滑動變阻器消耗功率最大，但滑動變阻器在該電路中的最大阻值是1 Ω，因此在滑動變阻器滑片由a端滑向中間位置的過程中，其消耗的功率逐漸增大，之后由中間位置滑向b端過程中，消耗的功率逐漸減小，滑片在中間位置時滑動變阻器的功率最大，其最大值，C錯誤；滑動變阻器滑片在中間位置時R外＝R0+R＝2 Ω，此時外電路電阻最大，電源效率最大，最大值為，在滑動變阻器R的滑片由a緩慢地向b滑動的過程中，電源效率先增大后減小，D正確。
3．【答案】D
【解析】為保證靈敏電流計安全，應使G中電流最小，故開關S閉合前，滑動變阻器R2的滑片應置于最左端，故A錯誤；開關S閉合后，只將R1的滑片向下滑動，電路中總電阻減小，干路電流增大，所以測量干路電流的電流表A的示數將變大，故B錯誤；因電源內阻不計，故無論R1、R2如何調整，電壓表V的示數均不會變化，故C錯誤；當R2連入電路的阻值為，改裝后新表的量程為0.6 A，當電流表A的示數為0.3 A時，靈敏電流計G中的電流IG＝13IA＝100mA，故D正確。
4．【答案】B
【解析】由圖乙可知a的周期Ta＝4×10－2 s，b的周期Tb＝6×10－2 s，根據ω＝2πT，角速度比ωa∶ωb＝3∶2，B正確；由圖乙可知曲線a表示的交變電流的電動勢最大值為15 V，根據Em＝NBSω，可得Ema∶Emb＝3∶2，則曲線b表示的交變電流的電動勢的最大值為10 V，有效值為52V，A錯誤；僅將原線圈抽頭P向上滑動時，原線圈的匝數變大，根據變壓器的電壓與匝數的關系U1U2＝n1n2，輸出電壓減小，故燈泡會變暗，C錯誤；P位置不變，副線圈電壓不變，滑動變阻器連入電路阻值變大時，輸出功率P＝U2R，變小，輸入功率也變小，D錯誤。
5．【答案】B
【解析】根據題意可知，正弦式交流電的有效值U1＝110 V，根據變壓器原理可知，副線圈兩端電壓為U2＝40 V，燈泡正常工作，則燈泡兩端電壓為18 V，根據串聯電壓特點可知，電阻R1兩端電壓UR1＝U2－UL＝22 V，根據歐姆定律可得流經副線圈電流I2＝2 A，燈泡的電流IL＝1.5 A，故流經R2的電流IR1＝I2－IL＝0.5 A，故滑動變阻器接入電路的電阻為，故選B。
6．【答案】C
【解析】根據電流的熱效應，一個周期內產生的熱量，解得U＝75 V，A錯誤；電流表讀數I＝UR＝0.75 A，B錯誤；電阻R消耗的電功率P＝I2R＝56.25 W，C正確；電阻R在100 s內產生的熱量Q＝Pt＝5625 J，D錯誤。
7．(多選)
【答案】BD
【解析】不斷開電源，板間電壓不變，當兩極板間的距離減小時，由E＝Ud可知場強增大，油滴受到電場力增大，油滴將向上運動，故A錯誤；不斷開電源，將滑動變阻器的滑動觸片向下移動，并聯部分電阻變大，分壓變大，但總電流變小，R2電壓變大，電流變大，則R3電流變小，分壓變小，場強變小，油滴將向下運動，故B正確；斷開電源，電容器經過R3與R2和R4放電，電阻R2上有電流通過，故C錯誤；斷開電源，電容器放電，油滴將向下運動，故D正確。
8．【解析】(1)小球從N板上的小孔射入恰好到達M板的過程中，在電場力和重力的作用下做勻減速直線運動，設帶電量為q，根據動能定理有：

解得帶電量q＝1.0×10－7C。
(2)設此時滑動變阻器接入電路中的電阻值為RP，根據閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流

根據部分電路歐姆定律可知U＝IRP
解得RP＝2.0×103Ω
滑動變阻器消耗的電功率。

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直流電路與交流電路

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