2026届高考物理三轮冲刺考点精炼：变压器、电能的输送

**基本信息** 聚焦变压器与电能输送，以题载法构建“原理公式-动态分析-实际应用”三层解题体系，强化科学思维与能量观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础计算|6题|电压电流比、有效值计算|从理想变压器原理到功率关系推导| |动态分析|3题|等效电阻法、变量控制|负载变化对电路参数的影响规律| |实际应用|6题|远距离输电模型、能量损耗计算|从发电机到用户的完整能量传输链|

2026年高考物理三轮冲刺考点精炼：变压器、电能的输送 一、单选题 1．在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在a、b端输入电压为U0的正弦交流电，R1为定值电阻，调节电阻箱R2，当R2=8R1时，电压表、电流表的示数分别为U、I，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 2．如图甲所示，理想变压器原线圈两端电压恒为，原、副线圈匝数比为，两定值电阻阻值均为R，变压器输入功率为。现从副线圈中间引出一根导线，连接成如图乙所示电路，此时变压器输入功率为，则为（　　） A． B． C． D． 3．如图甲所示的理想变压器原线圈输入如图乙所示的交变电流，图甲中原线圈所示的电流方向为正方向，则下列判断错误的是（　　） A．灯泡中的电流变化周期为4s B．原线圈输入电流的有效值小于 C．0~1s和2~3s流过灯泡的电流方向相同 D．前2s内铁芯中磁通量的变化率恒定 4．如图所示，理想变压器的输入端ab接电压有效值恒定的交流电源，为四个相同的灯泡，此时灯泡亮度相同。不考虑灯泡电阻的变化，下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈的匝数比为 B．灯泡的电功率是电功率的9倍 C．若灯泡发生断路，灯泡变亮 D．若灯泡发生断路，灯泡变亮 5．某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率500kW。降压变压器的匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．发电机的输出电流为368A B．输电线上损失的功率为4.8kW C．输送给储能站的功率为408kW D．升压变压器的匝数比 6．如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．原线圈两端电压的有效值为 B．副线圈中电流的有效值为0.5A C．原、副线圈匝数之比为 D．原线圈的输入功率为12W 7．如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电，经原、副线圈匝数分别为和的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（　　）    A． B． C．用电压表测原线圈两端电压，示数为5V D．副线圈输出交流电压的频率是100Hz 二、多选题 8．2023年夏我国电源供给中，风电、光伏等清洁能源占到近三成，成为电力可靠供应的重要保障。某风力发电机的输出电压为，用户得到的电功率为，用户得到的电压是，输电线的电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈的匝数为55匝，则下列说法正确的是（　　） A．发电机的输出功率为 B．通过输电线的电流为 C．升压变压器副线圈匝数是原线圈匝数的3倍 D．降压变压器原线圈的匝数为3525匝 9．如图所示，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压不变的情况下，为提高的热功率，可以（　　） A．保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 B．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变 C．将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 D．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动 10．如图是工厂利用的交流电给36V照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为1100，下列说法正确的是（　　） A．电源电压有效值为 B．交变电流的周期为0.02s C．副线圈匝数为180 D．副线圈匝数为240 11．电动汽车充电站变压器输入电压为10kV，输出电压为220V，每个充电桩输入电流16A，设原副线圈匝数分别为，输入正弦交流的频率为50Hz，则下列说法正确的是（　　） A．交流电的周期为0.02s B．原副线圈匝数比 C．输出的最大电压为220V D．若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW 12．小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲、乙所示，图中灯泡L的额定电压为6V、电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（　　） A． B．当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小 C．当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能 D．图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大 三、解答题 13．根据国家能源局统计，我国风电装机功率连续13年居世界第一位。某实验小组模拟风力发电供电的装置如图甲所示，已知发电机转子由1000匝线圈构成，线圈总电阻，线圈面积，处在磁感应强度的匀强磁场中，在风力作用下线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，转速。某理想变压器原、副线圈的匝数之比，定值电阻。求∶ (1)若该发电机线圈由图示中性面位置开始计时，请写出该发电机电动势的瞬时值表达式； (2)若将该发电机作为变压器输入端电源接入到图乙所示的电路中，求电阻在1分钟内产生的热量。 14．如图为某组同学研究远距离输电过程的装置图。ABCD为发电机的矩形线圈，其面积S=0.5m2，匝数N=200匝，线圈内阻不计。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω=100πrad/s。线圈与升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻R=20Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台内阻r=8Ω且机械效率η=80%的电动机，其两端的电压U4=250V。变压器均为理想变压器且其余导线电阻不计，求： (1)电压表的示数U1； (2)电动机的输出功率P； (3)升压变压器的原、副线圈匝数比。 15．如图所示为远距离输电的原理图，降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，则： （1）若发电机输出电功率P不变，升压变压器的输出电压为U，输电线的总电阻为，则输电线上的电流为多少； （2）若发电机输出电压不变，发生变化，电压表V的示数变化的，电流表A的示数变化，，则两变压器间输电线的总电阻r等于多少？ （3）若发电机输出电压不变，输电线的总电阻为R，当要为多少时，的功率最大。    参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C B C B B AD AC BC 题号 11 12 答案 AD AC 1．B 【详解】根据原、副线圈电压、电流的关系有 在原线圈回路中，有 联立解得 ， 故选B。 2．A 【详解】题图甲中，，。题图乙中， 解得，联立可得，故选A． 3．C 【详解】根据题图乙，电流的变化周期为4s，A正确，不符合题意；画出正弦式交变电流的图线如图虚线所示，正弦式交流电的有效值为，所以锯齿形交变电流的有效值一定小于，B正确，不符合题意； 根据楞次定律，0~1s内流过灯泡的电流方向向上，2~3s内流过灯泡的电流方向向下，C错误，符合题意；前2s内图像的斜率不变，则电流的变化率恒定，磁感应强度的变化率恒定，由此产生的磁通量的变化率也是恒定的，D正确，不符合题意。 4．B 【详解】根据题意可知，灯泡亮度相同，则流过的电流相等，均为I，则两端的电压相等，均为U，则，。根据原副线圈电压与匝数的关系可得，故A错误；根据原副线圈电流与匝数的关系可得，，所以，流过的电流大小为3I，而流过的电流大小为I，根据可得，灯泡的电功率是电功率的9倍，故B正确；根据等效电阻法可知，当灯泡发生断路，则回路中电阻增大，电流减小，灯泡变暗，故C错误；若灯泡发生断路，根据等效电阻法可知，回路中电阻增大，则电流减小，灯泡变暗，故D错误。 5．C 【详解】由题知发电机的输出电压，输出功率500kW，则有，选项A错误；由题知用户端电压，功率88kW，则有，联立解得，，则输电线上损失的功率为，且，再根据，解得，选项B、D错误；根据理想变压器无功率损失有，，选项C正确 6．B 【详解】由题图知，原线圈电压最大值为，则有效值为，故A错误；灯泡正常发光，由得，副线圈中电流有效值为，故B正确；由理想变压器电压与匝数关系可知，故C错误；理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率，故D错误。 7．B 【详解】AB．根据理想变压器的变压规律有 根据题意可知， 解得， 故A错误，B正确； C．电压表测量的是有效值，结合上述可知，电压表示数应为，故C错误； D．变压器不改变交流电的频率，结合原线圈输入交流电压的瞬时表达式可知，副线圈输出交流电压的频率 故D错误。 故选B。 8．AD 【详解】A．用户得到的电功率 解得风力发电机的输出功率为 故A正确； B．输电线损失的功率 通过输电线的电流 故B错误； C．升压变压器的输出电压 可得升压变压器原、副线圈的匝数之比 故C错误； D．输电线上的电压损失 降压变压器原线圈两端的电压 可得降压变压器原、副线圈的匝数之比 降压变压器原线圈的匝数为 故D正确。 故选AD。 9．AC 【详解】保持T不动，则原、副线圈匝数比不变，又变压器的输入电压不变，根据变压器的变压规律可知，变压器的输出电压不变，滑动变阻器的滑片向f端滑动时，其接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知通过的电流增大，根据可知，的热功率增大，A正确；仅将T向b端移动，则原、副线圈的匝数比增大，又变压器的输入电压不变，根据变压器的变压规律可知，变压器的输出电压减小，则两端的电压减小，根据可知，的热功率减小，B错误；同理，仅将T向a端移动，的热功率增大，结合A项分析可知，再将滑动变阻器的滑片向f端滑动，的热功率进一步增大，C正确；经以上分析可知，将T向b端移动，滑动变阻器的滑片向e端滑动，的热功率减小，D错误。 10．BC 【详解】由交流电的表达式可知，该交流电有效值为220V，选项A错误；交流电的周期，选项B正确；根据理想变压器的变压规律有，代入数据得，选项C正确，D错误。 11．AD 【详解】交流电的周期为，故A正确；根据理想变压器原副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原副线圈匝数比为，故B错误；输出的最大电压为，故C错误；若10台充电桩同时使用，输出功率为，变压器不改变功率，故输入功率为，故D正确。 12．AC 【详解】滑片P在最左端时，图甲、乙中变压器输出电压均为灯泡的额定电压6V，因此，故A正确；当P滑到R中点时，图甲中总电阻为P左端电阻与灯泡电阻串联，图乙中总电阻为灯泡电阻与P右端的电阻并联后再与P左端电阻串联，由于并联电阻小于灯泡电阻，则图甲中灯泡电压大于图乙中灯泡电压，则图甲中灯泡功率比图乙中灯泡功率大，故B错误；当P滑到R最左端时，图甲中只有灯泡，图乙中R与灯泡并联，总电阻更小，输出功率更大，图甲比图乙更节能，故C正确；图乙中的灯泡两端电压在O到6V间变化，图甲中灯泡两端电压最高为6V，最低达不到0，则图乙中灯泡两端可调电压范围大，故D错误。 13．(1) (2) 【详解】（1）由题意得， 从中性面位置开始计时，该发电机电动势的瞬时值表达式 （2）由（1）可得电源电动势有效值 利用“等效电阻”方法，可求得原线圈等效电阻 原线圈电流 根据 解得副线圈上的电流 通过电阻的电流 根据焦耳定律，电阻在1分钟内产生的热量 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）由， 解得 （2）设流过电动机的电流为I4 则电动机的输入功率为 内阻发热功率为 则 得 由 解得 （3）由理想变压器电压与匝数关系 解得 由理想变压器电流与匝数关系 解得 输电线损失的电压 则 解得 15．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由于理想变压器不消耗功率，则升压变压器输出功率也为P，则输电线上的电流为 （2）由于发电机输出电压不变，则升压变压器输出电压也不变，令其为U，设降压变压器原副线圈两端电压分别为、，降压变压器原副线圈中的电流分别为、，则有 ， 则有 ， 在两个变压器中间的电路有 则有 对输电线而言有 解得 （3）由于发电机输出电压不变，则升压变压器输出电压也不变，令其为U，设降压变压器原副线圈两端电压分别为、，降压变压器原副线圈中的电流分别为、，将降压变压器与负载等效为一个电阻，则有 由于变压器不消耗功率，则消耗的功率即为等效电阻消耗的功率，则有 可知，当 既有 时，消耗功率最大值为 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $