第9练 变压器 江苏省（职教高考）电子电工类《电工技术基础与技能考点同步练》

江苏省 电子电工类编写说明：《电工技术基础与技能考点同步练》严格依据《江苏省中职职教高考专业综合理论考试大纲》（2028版新考纲）编写，全面考查学生基础知识与核心技能。考点精准覆盖，每个试卷的核心考点均源自考纲，确保复习内容不偏离考试方向，实现精准复习，旨在科学评估教学成效，有效促进学生发展。 《电工技术基础与技能》 第9练 变压器 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 考点定位 2.10 变压器 2.10.1 知道变压器的构造和作用。 2.10.2 熟练掌握变压器变换电压、变换电流和变换阻抗的基 本关系及其计算。 2.10.3 能说明变压器的损耗和效率。 2.10.4 知道自耦变压器、电流互感器和电压互感器的作用及 使用方法 一. 单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分。在下列每小题中，选出一个正确答案，将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑) 1.关于变压器的作用下列说法错误的是（ ） A.可以变换交流电压 B.可以变换交流电流 C.可以变换交流阻抗 D.可以变换交流电源的频率 2.理想变压器在正常工作时，原、副线圈中不同的物理量是( ) A.每匝线圈中磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率，副线圈的输出功率 D.原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势 3.适用于变压器铁芯的材料是（ ） A. 软磁材料 B. 硬磁材料 C. 矩磁材料 D. 顺磁材料 4.工人装配变压器时，铁芯少装了一部分，还在原电压下运行，则会( ) A.励磁电流不变 B.励磁电流减小 C.励磁电流增加 D.输出电压升高 5.制作变压器的原理是( ) A.自感原理 B.楞次定律 C.电磁感应 D.右手螺旋定则 6. 一单向变压器的变比为10,若初级接36V 的直流电压，则次级绕组上的电压为( ) A.3.6V B.360V C.36V D.0V 7. 若变压器铁芯中气隙加大，当电源电压的有效值和频率不变时，则励磁电流应该是( ) A.减小 B.增加 C.不变 D.零 8.将50Hz，220V/36V的变压器，接到100Hz，220V的电源上，铁芯中的磁通将如何变化( ) A.减少 B.增加 C.不变 D.不能确定 9. 变压器运行时的功率损耗包括( ) A.磁滞损耗、涡流损耗及摩擦损耗 B. 铁损和初级、次级绕组的铜损 C. 初级和次级绕组的电阻损耗 D.摩擦损耗、初级和次级绕组的电阻损耗 10.电流互感器副边回路中的多个仪表必须( ) A. 并联 B. 串联 C. 混联 D. 以上均可 2. 判断题(本大题共10小题，每小题2分，共20分。下列每小题表述正确的，在答题卡上将对应题号A选项的方框涂满、涂黑，表述错误的将B选项的方框涂满、涂黑) （ ）1.变压器是利用电磁感应的原理制成的。 （ ）2.变压器的低压绕组安装在靠近铁芯的内层，高压绕组装在外层，绕组之间、绕组与铁芯间必须绝缘良好。 （ ）3.理想变压器一、二次绕组两端的电压与其匝数成反比。 （ ）4.对于理想变压器接通交流电源后，高压线圈、低压线圈每匝绕组的感应电动势都相等。 （ ）5.只要电压的有效值和电流的频率及匝数不变，主磁通与负载电流的大小无关近似不变。 （ ）6.一个带负载的变压器在变换电压的同时，也在变换电流。 （ ）7.变压器的输出功率越大，效率就越大。 （ ）8.理想变压器的输出功率取决于输入功率的大小。 （ ）9.变压器在工作过程中，一般认为不改变负载的性质。 （ ）10.多绕组理想变压器各一次绕组和二次绕组的电压关系仍符合变压比关系。 3. 填空题(本大题共3小题10空，每空2分，共20分) 1.变压器主要由______和______两部分组成，变压器铁芯采用互相绝缘的硅钢片叠成，其目的是为了减少______和______。 2.单向变压器的变比为20,若初级绕组接入36V的交流电压时，则次级绕组上的电压为_____。 3.某台变压器的效率η=80%副边输出功率为4W, 则原边输入功率为______。 4.变压器的损耗主要有______和______。对已制造好的变压器，其中______损耗由电源电压及频率决定而与负载无关；______损耗随负载电流的增加而很快地增加。 4. 简答题（10分） 自耦变压器有哪些特点，使用时注意哪些问题? 5. 计算题（20分） 1.一台额定容量为50kVA，额定电压为10000V/250V的单相变压器，铁损1000W, 满载时铜损为1000W, 满载时向负载 Z=0.8+0.6jΩ供电，这时次级绕组的电压为200V。 求：(1)变压器满载时输入与输出功率； (2) 变压器的效率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省 电子电工类编写说明：《电工技术基础与技能考点同步练》严格依据《江苏省中职职教高考专业综合理论考试大纲》（2028版新考纲）编写，全面考查学生基础知识与核心技能。考点精准覆盖，每个试卷的核心考点均源自考纲，确保复习内容不偏离考试方向，实现精准复习，旨在科学评估教学成效，有效促进学生发展。 《电工技术基础与技能》 第9练 变压器 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 考点定位 2.10 变压器 2.10.1 知道变压器的构造和作用。 2.10.2 熟练掌握变压器变换电压、变换电流和变换阻抗的基 本关系及其计算。 2.10.3 能说明变压器的损耗和效率。 2.10.4 知道自耦变压器、电流互感器和电压互感器的作用及 使用方法 一. 单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分。在下列每小题中，选出一个正确答案，将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑) 1.关于变压器的作用下列说法错误的是（ ） A.可以变换交流电压 B.可以变换交流电流 C.可以变换交流阻抗 D.可以变换交流电源的频率 【答案】D 【解析】变压器的核心作用是基于电磁感应原理，实现交流电压、交流电流和交流阻抗的变换。但变压器不能改变交流电源的频率，因为原副线圈磁通量变化频率一致，频率由电源本身决定。因此选项 D 说法错误。 2.理想变压器在正常工作时，原、副线圈中不同的物理量是( ) A.每匝线圈中磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率，副线圈的输出功率 D.原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势 【答案】D 【解析】理想变压器的关键特性：①每匝线圈磁通量变化率相同（同一铁芯磁通量变化同步）；②交变电流频率不变（频率由电源决定，与变压器无关）；③输入功率等于输出功率（无能量损耗）。而原、副线圈感应电动势与匝数成正比（E1/E2=N1/N2），匝数不同则电动势不同，因此选项 D 符合题意。 3.适用于变压器铁芯的材料是（ ） A. 软磁材料 B. 硬磁材料 C. 矩磁材料 D. 顺磁材料 【答案】A 【解析】变压器铁芯需要高磁导率、低磁滞损耗，能快速磁化和退磁的材料。软磁材料（如硅钢片）恰好满足这些要求，是变压器铁芯的核心材料；硬磁材料磁化后不易退磁，适用于永磁体；矩磁材料磁滞回线呈矩形，用于存储器；顺磁材料磁导率接近真空，磁性极弱，均不适合作为铁芯。 4.工人装配变压器时，铁芯少装了一部分，还在原电压下运行，则会( ) A.励磁电流不变 B.励磁电流减小 C.励磁电流增加 D.输出电压升高 【答案】C 【解析】变压器铁芯的作用是构成闭合磁路，降低磁阻。少装部分铁芯会使磁路磁阻增大，而原边电压不变时，根据电磁感应定律，为维持铁芯中的主磁通不变，励磁电流必须增加（磁阻增大需更大电流产生足够磁场）。因此选项 C 正确。 5.制作变压器的原理是( ) A.自感原理 B.楞次定律 C.电磁感应 D.右手螺旋定则 【答案】C 【解析】变压器的工作原理是电磁感应中的互感现象 —— 原线圈通交变电流产生交变磁场，穿过副线圈的磁通量变化使副线圈产生感应电动势，从而实现能量传递。自感原理是单个线圈的电磁感应现象，楞次定律是电磁感应的规律（阻碍磁通量变化），右手螺旋定则用于判断电流的磁场方向，均不直接对应变压器的制作原理，因此选项 C 正确。 6. 一单向变压器的变比为10,若初级接36V 的直流电压，则次级绕组上的电压为( ) A.3.6V B.360V C.36V D.0V 【答案】D 【解析】变压器依赖交变电流产生交变磁场来实现变压，若初级接直流电压，产生的是恒定磁场，副线圈磁通量无变化，不会产生感应电动势，因此次级绕组电压为 0V。选项 D 正确。 7. 若变压器铁芯中气隙加大，当电源电压的有效值和频率不变时，则励磁电流应该是( ) A.减小 B.增加 C.不变 D.零 【答案】B 【解析】铁芯中气隙加大，会使磁路磁阻显著增大。当电源电压有效值和频率不变时，主磁通大小近似不变（由U1≈4.44fN1Φm可知），根据磁路欧姆定律（Φ=NI/Rm，Rm为磁阻），磁阻Rm​增大时，励磁电流I必须增加才能维持主磁通Φ不变。因此选项 B 正确。 8.将50Hz，220V/36V的变压器，接到100Hz，220V的电源上，铁芯中的磁通将如何变化( ) A.减少 B.增加 C.不变 D.不能确定 【答案】A 【解析】根据变压器主磁通公式Φm​≈U1/(4.44fN1)，其中U1为电源电压，f为频率，N1​为原线圈匝数。原变压器参数为 50Hz、220V，现接入 100Hz、220V 电源，U1和N1不变，f翻倍，因此主磁通Φm会减半（与频率成反比）。选项 A 正确。 9. 变压器运行时的功率损耗包括( ) A.磁滞损耗、涡流损耗及摩擦损耗 B. 铁损和初级、次级绕组的铜损 C. 初级和次级绕组的电阻损耗 D.摩擦损耗、初级和次级绕组的电阻损耗 【答案】B 【解析】变压器运行时的功率损耗主要分为两类：①铁损（铁磁性材料的损耗），包括磁滞损耗和涡流损耗，与负载无关，由电源电压和频率决定；②铜损（绕组电阻的损耗），包括初级和次级绕组的电阻发热损耗，与负载电流的平方成正比。摩擦损耗常见于旋转电机（如电动机），变压器无运动部件，因此无摩擦损耗。选项 B 正确。 10.电流互感器副边回路中的多个仪表必须( ) A. 并联 B. 串联 C. 混联 D. 以上均可 【答案】B 【解析】电流互感器的工作原理类似变压器，副边绕组匝数远多于原边，为保证测量精度和安全，副边回路中的仪表必须串联。若并联会导致副边阻抗过小，产生过大电流，烧毁绕组或仪表。因此选项 B 正确。 2. 判断题(本大题共10小题，每小题2分，共20分。下列每小题表述正确的，在答题卡上将对应题号A选项的方框涂满、涂黑，表述错误的将B选项的方框涂满、涂黑) （ ）1.变压器是利用电磁感应的原理制成的。 【答案】A 【解析】变压器的核心工作原理是电磁感应中的互感现象，原线圈交变电流产生交变磁场，副线圈因磁通量变化产生感应电动势，从而实现变压、变流等功能，因此该表述正确。 （ ）2.变压器的低压绕组安装在靠近铁芯的内层，高压绕组装在外层，绕组之间、绕组与铁芯间必须绝缘良好。 【答案】A 【解析】变压器绕组布置遵循 “低压内层、高压外层” 的原则：低压绕组靠近铁芯，绝缘要求较低（与铁芯间绝缘即可）；高压绕组在外层，与低压绕组间需加强绝缘，避免高压击穿。同时，绕组与铁芯、绕组之间必须保证良好绝缘，防止短路，因此该表述正确。 （ ）3.理想变压器一、二次绕组两端的电压与其匝数成反比。 【答案】B 【解析】理想变压器一、二次绕组两端的电压与其匝数成正比，即U1/U2​=N1/N2（U为电压，N为匝数）。电压与匝数成反比的说法颠倒了变压比关系，因此该表述错误。 （ ）4.对于理想变压器接通交流电源后，高压线圈、低压线圈每匝绕组的感应电动势都相等。 【答案】A 【解析】理想变压器中，同一铁芯的磁通量变化率ΔΦ/Δt对所有线圈相同，根据感应电动势公式E=NΔΦ/Δt，每匝线圈的感应电动势E0=ΔΦ/Δt，因此高压线圈、低压线圈每匝绕组的感应电动势相等，该表述正确。 （ ）5.只要电压的有效值和电流的频率及匝数不变，主磁通与负载电流的大小无关近似不变。 【答案】A 【解析】根据主磁通公式Φm​≈U1/(4.44fN1)，主磁通大小由电源电压U1、频率f和原线圈匝数N1决定，与负载电流无关（负载电流变化仅影响漏磁通，主磁通近似不变）。因此该表述正确。 （ ）6.一个带负载的变压器在变换电压的同时，也在变换电流。 【答案】A 【解析】变压器的电压与匝数成正比（U1/U2=N1/N2），电流与匝数成反比（I1/I2=N2/N1），且输入功率等于输出功率（P1=P2=U1I1=U2I2）。因此带负载时，变压器在变换电压的同时，必然同步变换电流，该表述正确。 （ ）7.变压器的输出功率越大，效率就越大。 【答案】B 【解析】压器的效率η=P2/P1×100%（P2为输出功率，P1为输入功率），效率并非随输出功率增大而单调增大。当输出功率较小时，铁损占比大，效率较低；随着输出功率增大，效率逐渐升高并达到最大值；若输出功率超过额定容量，铜损急剧增大，效率会下降。因此该表述错误。 （ ）8.理想变压器的输出功率取决于输入功率的大小。 ( ) 【答案】B 【解析】理想变压器无能量损耗，输入功率等于输出功率（P1=P2），且输出功率由负载决定（负载消耗多少功率，变压器就输出多少功率，进而输入多少功率）。并非输入功率决定输出功率，因此该表述错误。 （ ）9.变压器在工作过程中，一般认为不改变负载的性质。 【答案】A 【解析】变压器的阻抗变换是 “数值变换”，不改变负载的性质（如感性、容性、 resistive）。例如，次级接感性负载，从初级看进去的等效负载仍为感性，仅阻抗数值按变比平方变化（Z1=k2Z2，k为变比），因此该表述正确。 （ ）10.多绕组理想变压器各一次绕组和二次绕组的电压关系仍符合变压比关系。 【答案】B 【解析】电流互感器的工作原理类似变压器，副边绕组匝数远多于原边，为保证测量精度和安全，副边回路中的仪表必须串联。若并联会导致副边阻抗过小，产生过大电流，烧毁绕组或仪表。因此选项 B 正确。 3. 填空题(本大题共3小题10空，每空2分，共20分) 1.变压器主要由______和______两部分组成，变压器铁芯采用互相绝缘的硅钢片叠成，其目的是为了减少______和______。 【答案】铁芯；绕组（线圈）；磁滞损耗；涡流损耗 【解析】变压器的核心结构是铁芯和绕组：铁芯构成闭合磁路，提供磁通路径；绕组是电磁感应的载体（原线圈输入电能，副线圈输出电能）。铁芯采用互相绝缘的硅钢片叠成，目的是减小磁滞损耗（铁芯反复磁化过程中的能量损耗）和涡流损耗（交变磁场在铁芯中产生的感应电流导致的发热损耗）。 2.单向变压器的变比为20,若初级绕组接入36V的交流电压时，则次级绕组上的电压为_____。 【答案】1.8V 【解析】单向变压器的变比k=N1/N2=U1/U2（理想变压器电压与匝数成正比）。已知变比k=20，初级电压U1=36V，则次级电压U2=U1/k=36V/20=1.8V。 3.某台变压器的效率η=80%副边输出功率为4W, 则原边输入功率为______。 【答案】5W 【解析】变压器效率公式为η=P2/P1×100%（P2为副边输出功率，P1为原边输入功率）。已知η=80%，P2=4W，则P1=P2/η=4W/0.8=5W。 4. 变压器的损耗主要有______和______。对已制造好的变压器，其中______损耗由电源电压及频率决定而与负载无关；______损耗随负载电流的增加而很快地增加。 【答案】铁损；铜损；铁损；铜损 【解析】变压器的损耗主要分为铁损和铜损：铁损包括磁滞损耗和涡流损耗，由电源电压和频率决定，与负载无关（只要接通电源，铁损就存在）；铜损是绕组电阻的发热损耗，与负载电流的平方成正比（PCU=I2R1+I22R2），负载电流越大，铜损越大。 4. 简答题（10分） 自耦变压器有哪些特点，使用时注意哪些问题? 【解析】特点： 结构简单：只有一个绕组，部分绕组既作为原绕组又作为副绕组，耗材少、体积小、重量轻、成本低。 效率高：绕组匝数少，铜损小，能量损耗低于普通双绕组变压器。 变比范围窄：通常用于电压等级相近的场合（如 220V 与 110V 之间的变换）。 原副边有电的直接联系：不像普通变压器原副边相互绝缘，存在电位差风险。 使用注意事项： 严禁高压侧和低压侧接反：若将低压侧接高压电源，会导致绕组过电压烧毁，甚至引发安全事故。 注意绝缘安全：原副边有电的连通，需保证绕组绝缘良好，避免触电；外壳需接地。 不得超过额定容量运行：过载会导致铜损急剧增大，绕组过热，影响使用寿命甚至烧毁。 用于降压时，负载不能短路：短路会产生极大电流，烧毁绕组。 5. 计算题（20分） 1.一台额定容量为50kVA，额定电压为10000V/250V的单相变压器，铁损1000W, 满载时铜损为1000W, 满载时向负载 Z=0.8+0.6jΩ供电，这时次级绕组的电压为200V。 求：(1)变压器满载时输入与输出功率； (2) 变压器的效率。 【答案】（1）满载输出功率为32kW，输入功率为34kW；（2）变压器效率约为94.12%。 【解析】第一步：计算次级负载电流I2 负载阻抗的模∣Z∣=0.82+0.62=0.64+0.36=1Ω根据欧姆定律，次级电流I2=U2/∣Z∣=200V/1Ω=200A 第二步：计算输出功率P2输出功率为负载消耗的有功功率，P2=I22R（R为负载电阻）代入数据：P2=2002×0.8=40000×0.8=32000W=32kW 第三步：计算输入功率P1 变压器输入功率=输出功率+铁损+铜损（满载时铜损为额定铜损）即P1=P2+PFe+PCu 代入数据：P1=32000W+1000W+1000W=34000W=34kW （2）变压器的效率η 效率公式：η=(P2/P1)×100%代入数据：η=(32000W/34000W)×100%≈94.12% 学科网（北京）股份有限公司 $