2026届高三物理二轮复习专项训练：培优专题10 变压器

2026届高三物理二轮复习培优专题 专题十 变压器 一、理想变压器基本模型 1.在如图所示的电路中，开关S闭合，理想变压器的输入电压，原线圈匝数，副线圈匝数，定值电阻的阻值，，在变压器的闭合铁芯上还绕有一匝线圈，该线圈接交流电压表。电流表和电压表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．原线圈的输入功率为1100W C．通过定值电阻的电流，每秒钟方向改变50次 D．仅断开开关S，电压表的示数变小，电流表的示数变小 2．理想变压器、电阻R、理想交流电流表A、理想交流电压表V按图甲连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为11:1，电阻R=10Ω，原线圈输入的交流电如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．交流电的频率为100Hz B．电压表读数为V C．电流表读数为2A D．变压器的输入功率为44W 二、变压器的等效电路 （多选）3．如图所示，理想变压器原线圈接V的交流电，原、副线圈匝数比n1：n2＝2：5，已知定值电阻r＝20Ω，R0＝25Ω，R是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（　　） A．滑动变阻器R的滑片向下滑动，电压表示数变大 B．R＝100Ω时，理想变压器的输出功率最大 C．理想变压器的最大输出功率为Pm＝650W D．滑动变阻器消耗的功率最 4.如图示电路，电源为交流电源，输出电压的有效值恒定，理想变压器的原、副线圈匝数比为2:1，三个定值电阻、、的阻值相同，开关断开时消耗的功率为；开关闭合时消耗的功率为，则为（    ） A．1:4 B．25:81 C．9:17 D．5:9 三、带二极管的变压器 5.手机充电器能够将交流电转换成低压直流电，某同学设计了如图所示的电路图进行研究。已知理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，理想二极管具有单向导电性（电阻可忽略不计），原线圈输入10V的交流电，定值电阻R＝2Ω，电表均为理想电表，下列关于电路的分析正确的是（　　） A．电压表示数为5V B．电流表示数为A C．定值电阻消耗的功率为W D．定值电阻在8s内产生的热量为25J （多选）6．如图所示，一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，副线圈上接有两只理想二极管（正向电阻为0，反向电阻为无穷大）和两个电阻，且电阻R1＝R2＝50Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为0.275A B．电压表的示数为55V C．1min内电阻R1上产生的热量为3630J D．电阻R2消耗的电功率为60.5W 四、理想变压器中多个副线圈 7．无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈匝数n1＝1000，当两辆受电线圈匝数分别为甲：n2＝600，乙：n3＝200的新能源汽车同时在同一个送电线圈上充电，在理想情况下，忽略各种能量损耗，当送电线圈两端接在220V的交流电源上时，送电线圈上电流为2A，通过甲车的充电的电流为1A，则通过乙车的的电流为（　　） A．10 A B．7 A C．3 A D．1 A （多选）8．自从进入电力时代，变压器在我们的生活中就无处不在。某带有照明系统的电动装置电路如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1＝110，副线圈匝数分别为n2＝50、n3＝28，原线圈两端接电压有效值为220V的交流电源，两副线圈分别连接电动机M和灯泡L，电动机线圈的电阻为5Ω，灯泡的电阻恒为28Ω。开关S闭合时，电动机和灯泡都正常工作，理想电流表的示数为1A。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合时，灯泡中的电流为2A B．开关S闭合时，电动机中的电流为20A C．开关S断开后，电动机的电功率为108W D．开关S断开后，电流表的示数减小 五、变压器动态分析 9.某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1：n2＝1：3，A为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压的正弦式交流电，变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为6Ω。要使电流表的示数变为2.0A，下列操作正确的是（　　） A．电阻箱R的阻值调为18Ω B．副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的 C．输入端电压调为 D．输入端电压调为 （多选）10．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个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．L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C．电源的输出功率先增大后减小 D．电源的输出功率先减小后增大 六、远距离送电 11．如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为U1的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至U4，为动力系统供电，此时动力系统的电流为I4，发电厂的输出电流为I1；若变压器的匝数n2＝n3，则下列关系式正确的是（　　） A．U1：U4＝n1：n4 B．U1：U4＜n1：n4 C．I1：I4＝n1：n4 D．I1：I4＝n4：n1 12．如图甲所示，白鹤滩水电站是我国实施“西电东送”的重大工程，其输电原理如图乙所示。设输电功率为P，输电电压为U，输电线总电阻为r，仅考虑输电线的功率损耗。下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流 B．输电线上损耗的功率 C．P一定时，输电电压变为，输电线损耗的功率变为原来的4倍 D．U一定时，输电功率变为2P，用户得到的功率变为原来的2倍 13．如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源。若T的副线圈两端电压的有效值为U2，输电线的总电阻为2r，输电线中电流的有效值为I，不考虑其它因素的影响，则以下说法正确的是（　　） A．T的原线圈两端电压的有效值为Um B．U2＝Um C．输电线上损失的电功率为2I2r D．输电线上损失的电功率为 专题九 变压器 参考答案与试题解析 1.选B。【解答】：A．输入电压的有效值 根据 解得 A错误； B．根据 解得 副线圈上接的总电阻 则通过副线圈的电流 根据 解得 原线圈的输入功率 B正确； C．输入电压的频率 可知通过定值电阻的电流频率也是50Hz，而交变电流一个周期内方向改变两次，故通过定值电阻的电流，每秒钟方向改变100次，C错误； D．仅断开开关S，电压表的示数不变，但副线圈上接的总电阻变大，则电流表示数变小，D错误。 2.选C。【解答】：A．由原线圈两端输入电压随时间变化的图像可知 ， 所以 故A错误； B．根据原副线圈的电压比等于匝数之比，可得 所以电压表的示数为20V，故B错误； C．根据欧姆定律可得 所以电流表的读数为2A，故C正确； D．副线圈功率 所以变压器的输入功率 故D错误。 3.选ABD【解答】解：A．变压器原线圈的等效电阻为 滑动变阻器R滑头向下滑动，R变大，则R原变大，初级电流减小，则r上的电压变小，初级电压变大，则次级电压变大，即电压表示数变大，故A正确； B．把电阻r看作电源的等效电阻，当r＝R原＝20Ω时变压器输出功率最大，即 解得R＝100Ω，故B正确； C．理想变压器的最大输出功率为 故C错误； D．要使滑动变阻器上的功率最大，把r按照上述规则等效到副线圈中，有 求得 如图所示： 把虚线框看成是电源，内阻 当 时，滑动变阻器输出功率最大，此时 D正确。 4.【答案】B 【详解】设三个定值电阻均为R，电源电压为U0，分析原线圈电路，电阻和原线圈串联，当开关断开时，副线圈连接的电阻阻值为，可把副线圈的电阻等效为原线圈的电阻 则原线圈的电路的总电阻为 电阻消耗的功率为 同理可得，开关闭合后，原线圈的电阻电路的总电阻为 电阻消耗的功率为 则 5.选c。【解答】解：A、根据变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比有 可得副线圈两端的电压U2＝5V 由于二极管具有单向导电性，只有半个周期有电流，故 解得电压表示数为 故A错误； B、电流表的示数 代入数据得 故B错误； C、定值电阻消耗的功率P＝I2R 代入数据得 故C正确； D、定值电阻在8s内产生的热量Q＝Pt＝＝50J 故D错误。 6.选AB。【解答】解：B、根据电压与匝数成正比，有：，的副线圈两端的电压，故B正确； C、因为二极管具有单向导电性，1min 电阻上产生的热量＝1815J，故C错误； D、电阻消耗的电功率，故D错误； A、电阻消耗的电功率等于电阻消耗的电功率 输入功率，，故A正确 7.选B。【解答】：根据题意，根据理想变压器变压比公式为 代入数据，解得 U2＝132V 同理 代入数据，解得 U3＝44V 对于理想变压器，有输入功率等于输出功率 P入＝P出 而 P＝UI 根据题意有 I1U1＝I2U2+I3U3 代入数据，解得 I3＝7A。 故B正确，ACD错误。 8.选ACD。【解答】解：A、根据变压器原副线圈两端的电压之比与匝数成正比得， 解得开关S闭合时，灯泡两端的电压， 所以开关S闭合时，根据欧姆定律得灯泡中的电流为，故A正确； B、由解得开关S闭合时，电动机两端的电压为 由原副线圈的功率关系可得U1I1＝U2I2+U3I3， 解得电动机中的电流为I2＝1.08A，故B错误； C、开关S断开后，电动机正常工作，电功率为 P2＝U2I2＝108W，故C正确； D、开关S断开后，灯泡熄灭，副线圈的功率减小，原线圈输入功率减小，原线圈中电流减小，电流表的示数减小，故D正确。 9.选B。【解答】解：A、输入电压峰值为，则输入电压有效值为＝＝12V，滑动触头在正中间，根据变压比可知，输出电压＝＝18V，若将电阻箱阻值调为18欧姆，则电流为1A，故A错误； B、若将副线圈匝数调为总匝数的，根据变压比可知，输出电压＝＝12V，则副线圈电流变为＝＝2A，故B正确； C、输入端电压调为时，其有效值不变，不会导致电流的变化，仍然为＝＝3.0A，故C错误； D、将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为＝＝6V，输出电压＝＝9V，副线圈电流变为＝＝1.5A，故D错误。 10.选AD。【解答】解：AB、由题意画出滑片移动时的等效电路图如图所示： 滑片在a端时，Ra＝0，滑片在b端时，Rb＝0。由于灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同，根据数学知识可知，当滑动变阻器的滑片处于中间位置时，副线圈的总电阻最大。 由图可知，滑片在两端时，副线圈所在电路总阻值最小，当滑片从a端向中间滑动时，副线圈所在电路的总阻值增大，则副线圈所在电路的总电流减小，根据＝可知，原线圈所在电路的电流也减小，则灯泡L1变暗，由于输入端C、D接入电压有效值恒定，L1两端电压减小，则原线圈两端电压增大，根据＝可知，副线圈两端电压增大，而L2所在支路电阻减小，则通过L2的电流增大，灯泡L2变亮； 当滑片从中间向b端移动时，副线圈所在电路的总阻值减小，则副线圈所在电路的总电流增大，根据＝可知原线圈所在电路的电流也增大，则灯泡L1变亮，由于输入端C、D接入电压有效值恒定，L1两端电压增大，则原线圈两端电压减小，根据＝可知副线圈两端电压减小，R0所在支路总电阻增大、则通过R0的电流减小、而副线圈总电流增大，则通过L2的电流增大，灯泡L2变亮。 由上述分析可知电源的输出功率先减小后增大，故AD正确、BC错误； 11．选D。【解答】解：A.牵引变电所变压器满足，动力车厢变压器满足，因输电线路有电阻r，U2＝U3+I2r，故U3＜U2，又n2＝n3，则，故A错误； B.由A的分析，，故B错误； C.牵引变电所变压器 动力车厢变压器，因I2＝I3且n2＝n3，故，故C错误； D.由C的推导，，故D正确。 12．选c。【解答】解：A．输电功率为P，输电电压为U，输电线上的电流为，故A错误； BC．输电线总电阻为r，输电线上损耗的功率，由此可知，P一定时，输电电压变为，输电线损耗的功率变为原来的4倍，故B错误，C正确； D．用户得到的功率为，由此可知，U一定时，输电功率变为2P，输电线损失的功率变为原来的4倍，用户得到的功率不是变为原来的2倍，故D错误。 13．选c。【解答】解：A.T的原线圈两端电压的有效值为 故A错误； B.根据变压器原副线圈电压与匝数关系可知 解得 故B错误； CD.输电线上损失的电功率为 故C正确，D错误。 复杂的事简单做，简单的事重复做，重复的事用心做，就是赢家！1 学科网（北京）股份有限公司 $