第46讲 变压器与远距离输电（举一反三讲义）2027年高考物理一轮复习举一反三系列

该高中物理讲义围绕变压器与远距离输电高考核心考点，整合实验探究、理想变压器关系、动态分析及输电损耗等内容，按考情逻辑分考点梳理知识，通过必备知识回顾、典例精讲、变式训练及分层练习，帮助学生构建知识体系，突破动态分析、多线圈计算等难点，体现复习的系统性和针对性。 讲义突出科学思维与模型建构，如用“电压看输入，电流看输出”口诀突破动态分析，实验模块强调控制变量法与误差分析，设置基础巩固与综合提升分层练习，助力学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第46讲 变压器与远距离输电、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 目录 1 5 考点一 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 5 考点二 理想变压器基本关系的应用 7 考向1：变压器结构原理与基本关系 8 考向2：原线圈含负载的变压器分析 8 考向3：多组副线圈的变压器 9 考点三 理想变压器的动态分析 10 考向1：匝数比不变的动态分析 11 考向2：副线圈负载不变的动态分析 12 考向3：原线圈含负载的变压器的动态分析 12 考点四 远距离输电 13 16 基础巩固练 16 综合提升练 21 核心考点 1.变压器： 构造：由闭合铁芯和原、副线圈组成。 工作原理：电磁感应（互感现象）。原线圈通入交变电流，在铁芯中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生感应电动势。 理想变压器： 基本规律（均为三个重要关系式）： ①电压关系：U₁/U₂=n₁/n₂（原副线圈电压比等于匝数比）。 ②电流关系：I₁/I₂=n₂/n₁（只有一个副线圈时，原副线圈电流比与匝数比成反比）。 ③功率关系：P₁=P₂（输入功率等于输出功率，理想变压器无损耗）。 变压器中的动态分析： 匝数比不变，负载变化：U₂由U₁和n₁/n₂决定（定性）；I₂随负载R变化；I₁随I₂变化；P₁随P₂变化。 负载不变，匝数比变化：改变n₁或n₂会影响U₂、I₂、P₁、P₂。 几种常见的变压器： 自耦变压器：只有一个线圈，部分抽头接交变电源。原理：相当于一个可调压的理想变压器。解题关键：分清哪部分是原线圈，哪部分是副线圈（看清匝数比）。 互感器：用于测量高电压和大电流。 2.远距离输电： 基本电路结构：发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用户。 核心问题：降低输电损耗。 降低损耗的方法： 减小电阻：使用电阻率小的材料（如铜、铝）；增大导线横截面积（但有限制）。 减小电流：在输出功率一定时，通过提高输电电压P=UI，显著减小输电电流I。这是远距离输电的主要方法。 关键物理量： 输电电流：I=P/U（P为输送功率，U为输电电压）。 损失功率：ΔP=I²R（R为输电线路总电阻）。 损失电压：ΔU=IR（R为输电线路总电阻）。 用户得到的功率：P用=P输-ΔP。 常见题型： 直接计算损失功率、输送电压、用户电压或升/降压变压器的匝数比。 分析“输电电压提高n倍，则线损降低到原来的1/n²”。 考情透析 1.题型与难度：高考的必考内容，主要出现在选择题中。难度基础→中档，是相对容易得分的板块。偶尔也出现在实验题或计算题的一个小问中。 2.命题规律： 高频考查： 理想变压器的基本规律应用（电压比、电流比计算）。 变压器的动态分析（当负载电阻或原副线圈匝数变化时，各物理量的变化）。 远距离输电中电压、功率、电流关系的计算。 自耦变压器、互感器的原理与应用。 常规考法： 给出一变压器电路，已知部分电压、电流或匝数，利用关系式求未知量。 直接计算远距离输电的损失功率，或比较不同输电电压下的损耗。 创新考法： 与交变电流图像结合：给出原线圈U-t图像，利用变压器关系推导副线圈的U-t图像或有效值。 与实际生活结合：如“手机充电器”、“电网输电阻塞”、“新能源汽车无线充电”等背景下的变压器、输电问题。 3.考查方向：侧重区分电压比、电流比及功率关系的适用条件、动态分析中的“谁决定谁”（负载决定输入电流和输入功率，匝数比决定电压）、远距离输电中“提高电压减小损耗”这一核心思想的理解与计算、区分用户端功率与输电线损耗功率。 素养对接 1.模型建构与理想化：理解理想变压器是一种忽略能量损耗（无铜损、铁损、磁漏）的理想模型。这种模型建立是以电磁感应为基础，忽略次要因素（如内阻、涡流等），便于抓主要规律。培养抓住物理本质、简化复杂系统的建模能力。 2.系统分析与动态思维： 变压器动态分析：明确“谁决定谁”的逻辑关系链。例：负载变化→副线圈输出电流变化→能量（功率）变化→输入电流和功率跟着变化。培养因果链传导的推理素养。 远距离输电：将“发电→升压→输电→降压→用户”视为一个大系统，理解“一个量的变化如何沿系统链条传递并影响其他量”（如用户功率增大，如何影响输电线损耗、升压变压器输入功率等）。 3.守恒思想： 能量守恒：理想变压器P₁=P₂；远距离输电：P输=P用+ΔP是能量守恒的具体体现。 抽象的等效理解：将远距离输电中的“升压变压器+输电线+降压变压器”整体看作一个黑盒子，输入电压与功率决定最终用户端的电压、功率。 学习目标 1.知识目标： 能说出理想变压器的构造和工作原理（互感）。 能默写理想变压器的三个核心公式（U₁/U₂=n₁/n₂，I₁/I₂=n₂/n₁，P₁=P₂）。 能说出自耦变压器和互感器的原理及识别方法。 能说出远距离输电中“为什么要高压输电”（ΔP=I²R，提高U降低I）。 能写出输电损失电压ΔU和损失功率ΔP的计算公式。 2.能力目标： 计算转换能力：能正确代入变压器公式（特别是多个线圈时用功率守恒求电流）。 动态分析能力：能分析当负载电阻改变（如用电器增多）或匝数比改变时，U₂、I₂、P₁、I₁如何定性变化。 系统建模能力：能将“远距离输电”过程分段（发电端→升压→线损→降压→用户），明确各段电压、电流、功率的关系。 实验能力：能理解“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验的原理、步骤及误差分析。 备考建议 1.死磕“理想变压器”的三个基本关系式，尤其注意适用条件： 电压关系（必记）：U₁/U₂=n₁/n₂→对于所有副线圈都成立。 电流关系（易错）：I₁/I₂=n₂/n₁只适用于单副线圈的理想变压器。若有多副线圈，必须使用功率守恒I₁U₁=I₂U₂+I₃U₃求解。 功率关系（能量根基）：P₁=P₂（单副线圈）或P₁=P₂+P₃（多副线圈）。 2.必须掌握“变压器动态分析”的“谁决定谁”逻辑： 决定性链条： 电压：U₁（发电机/电源）决定U₂（通过匝数比）。输入电压决定输出电压。 电流：I₂（由负载R决定：I₂=U₂/R）决定I₁（通过匝数比反比关系）。输出电流决定输入电流。 功率：P₂（由负载R和U₂决定：P₂=U₂²/R）决定P₁（P₁=P₂）。输出功率决定输入功率。 记忆口诀：“电压看输入，电流看输出，功率由输出决定输入”。 3.重点搞清“远距离输电”的三大关系与一个核心思想： 三大关系： 电压关系：U输=ΔU+U用（ΔU=I输·R线）。 功率关系：P输=ΔP+P用（ΔP=I输²·R线）。 电流关系：I输=P输/U输（升压后的输电电流）。 核心思想：通过提高输电电压U输→减小输电电流I输→减小输电线上损失功率ΔP。“电压提高n倍，线路损耗降为1/n²”。 4.关注自耦变压器、互感器的图像与生活应用： 自耦变压器：看清示意图是“升压”还是“降压”；通常以滑动触头形式出现，改变匝数比实现可调压功能。 电压/电流互感器。 5.强化易错点专项训练： 易错点一：乱用电流反比公式。记牢：只适用于单个副线圈。出现双副线圈或多抽头时，必须用功率相等I₁U₁=I₂U₂+I₃U₃来算I₁。 易错点二：混淆“用户端电压/功率”与“输电线上的电压/功率损耗”。在远距离输电计算题中，功率守恒和电压关系分段用是核心。 易错点三：认为变压器的输入电压U₁由副线圈决定。U₁是电源（如电网或发电机）决定的，变压器只能改变已有电压，不能决定输入电压的大小。 易错点四：漏计算线圈内阻。理想变压器没有内阻，但实际变压器有。题目若说“忽略线圈电阻”、“线圈电阻不计”才是理想处理。题目若给出线圈电阻，需将变压器视为“有内阻的电源”（这对高中常考的理想模型不适用，但要有警惕意识）。 易错点五：远距离输电中，升/降压变压器的匝数比算错。升压变压器：U₁<U₂，所以n₁<n₂；降压变压器则相反。注意读题分清是“升压”还是“降压”，防止算反。 考点一 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 【必备知识回顾】 1．实验原理 (1)实验电路图(如图所示)： (2)实验方法：控制变量法 ①n1、U1一定，研究n2和U2的关系。 ②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。 2．实验器材 学生电源(低压交流电源，小于12V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、开关1个、导线若干。 3．实验过程 (1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。 ①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行试测。 ②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。 (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。重复(1)中步骤。 4．数据处理 由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系。 5．注意事项 (1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。 (2)为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。 (3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。 【重难模型精讲】 【典例1】(2026·天津市·期中考试)某同学在研究变压器电压与线圈匝数的定量关系实验中，按照如图所示的电路图连接电路并进行实验，已知左边是原线圈，右边是副线圈。 当原线圈接入交流电源时，先用电压表的 “大量程”或“小量程”试测，然后选择合适的量程继续测量。 该同学在研究过程中，第一次铁芯上方有横挡铁芯，第二次无横挡铁芯，其他条件均相同，电压表第一次的读数 “大于”、“等于”或“小于”第二次读数。 另一同学在做实验时，发现电压表没有示数，可能的原因是 A.原线圈接入直流电 B.电压表断路 C.原线圈匝数过少 【变式训练与拓展】 【变式1】(2026·河北省石家庄市·期中考试)“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 ； A.整块硅钢铁芯 B.绝缘的铜片叠成 C.绝缘的硅钢片层层叠成 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 填“多”或“少”； 某学生进行实验时，为了保证人身安全，低压交流电源的电压最好不要超过 ； A. B. C. 在实际实验中将电源接在原线圈的“”和“”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“”和“”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为 ； A. B. C. 实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是 。 A.原、副线圈通过电流时发热 B.铁芯在交变磁场作用下发热 C.原线圈输入电压发生变化 考点二 理想变压器基本关系的应用 【必备知识回顾】 1．理想变压器 (1)构造 如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 ①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。 ②副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。 (2)原理：电磁感应的互感现象。 (3)理想变压器原、副线圈基本量的关系 ①功率关系：P入＝P出，多组副线圈：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn ②电压关系：＝，多组副线圈＝＝＝…＝，若n1>n2，为降压变压器；若n1<n2，为升压变压器。 ③电流关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…＋nnIn。 ④频率关系：f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)。 2．互感器 互感器 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在交流电路中 串联在交流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 利用的公式 ＝ I1n1＝I2n2 【重难模型精讲】 考向1：变压器结构原理与基本关系 【典例2】(2026·同步练习)汽油发动机的火花塞工作时需要一万伏左右的高压才能产生火花。一同学用直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路，以下原理图可行的是() A. B. C. D. 考向2：原线圈含负载的变压器分析 【典例3】(2026·同步练习)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，所接电阻，，变压器原线圈连接处连接正弦交流电，电路稳定后，则() A.通过电流的有效值为 B.消耗的功率为 C.消耗的功率为 D.、两端电压之比为 考向3：多组副线圈的变压器 【典例4】(2026·河南省·模拟题)如图所示为理想变压器，已知匝，匝。电阻，，，理想交流电源的输入电压。开关闭合断开时的电功率和开关闭合断开时的电功率相等。则线圈的匝数可能为 A. B. C. D. 【变式训练与拓展】 【变式2】(2025·陕西省·模拟题)如图所示，理想变压器原副线圈接入定值电阻和电阻箱，定值电阻，，电阻箱的调节范围足够大，电流表为理想交流电表，所接交流电源电压为。当电阻箱的阻值调节为时，电流表的示数为，则原、副线圈的匝数比为() A. B. C. D. 【变式3】（多选）(2026·同步练习)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，且，电源输出电压保持恒定，定值电阻的阻值分别为、，电流表、电压表均为理想电表。开始时，滑动变阻器的触头位于某一位置，电流表、电压表的示数分别用和表示现将变阻器的触头向端移动后，电流表、电压表的示数分别用和表示，电流表、电压表示数变化分别用和表示。下列表达式正确的是() A. B. C. D. 【变式4】(2026·福建省·期中考试)如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈两端电压，输出端连有完全相同的两个灯泡、，绕过铁芯的导线所接的电压表示数为。求： 等于多少匝？ 断开时，电流表的示数，示数为多少？闭合时，的示数为多少？保留小数点后两位 【方法规律】 计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系： 电压关系：＝＝＝…＝； 功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn； 电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn。 考点三 理想变压器的动态分析 【必备知识回顾】 1.基本关系式中物理量之间的决定关系 制约关系 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2(当U1和匝数比不变时，不论负载电阻R变化与否，U2不会改变) 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入(可简记为“用决定供”) 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1 频率 原线圈电流频率f1决定副线圈电流频率f2 2.匝数比不变的情况(如图所示) (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。 (3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。 3.负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U1不变，匝数比发生变化，U2变化。 (2)R不变，U2变化，I2发生变化。 (3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化，P1变化，因U1不变，故I1发生变化。 4.分析动态问题的步骤 【重难模型精讲】 考向1：匝数比不变的动态分析 【典例5】(2026·天津市·期末考试)如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是() A.电表、的示数都增大 B.电表、的示数都不变 C.原线圈输入功率减小 D.电阻消耗的电功率减小 考向2：副线圈负载不变的动态分析 【典例6】(2026·广东省·期中考试)如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡和滑动变阻器，上并联一只理想电压表下列说法中正确的是() A.若不动，滑片向下滑动时，示数变大，示数变小 B.若不动，滑片向下滑动时，灯泡消耗的功率变小 C.若不动，滑片向下移动时，、的示数均变小 D.若不动，滑片向下移动时，灯泡消耗的功率变大 考向3：原线圈含负载的变压器的动态分析 【典例7】(2026·江苏省·期中考试)如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈匝数比为：。已知，的最大阻值为。现将滑动变阻器的滑片从最上端开始向下滑动，下列说法正确的是() A.电压表示数变大，电流表示数变小 B.电源的输出功率变小 C.当时，滑动变阻器消耗的功率最大 D.当时，电压表示数为 【变式训练与拓展】 【变式5】(2026·内蒙古自治区·期中考试)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比，电源交流电压为，副线圈两端电压为，保持不变，下列说法正确的是 A.开关闭合前， B.开关闭合前，原、副线圈电流之比为 C.开关闭合后，流过副线圈的电流减小 D.开关闭合后，电源的输出功率减小 【变式6】（多选）(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)如图甲所示是一个简易发电机连接理想变压器的模型，正方形线圈的边长为、匝数为，电阻忽略不计线圈置于匀强磁场中，且绕垂直于磁感线的转轴转动，发电机通过理想变压器对外工作，变压器原、副线圈的匝数比，电路中四只小灯泡完全相同且电阻恒定，图中电压表为理想电压表，若线圈以恒定角速度转动，闭合开关后，四只小灯泡都能发光，发电机的输出电压随时间变化如图乙所示，乙图中的峰值为，下列说法正确的是() A.甲图中线圈处于图示位置时，灯的电流方向发生改变 B.匀强磁场的磁感应强度大小为 C.开关闭合时，则电压表的示数为 D.若断开开关，则变暗、和均变亮 考点四 远距离输电 【必备知识回顾】 1．降低输电损耗的两个途径 减少输电损耗的理论依据：P损＝I2r。 (1)减小输电线的电阻：根据电阻定律，要减小输电线的电阻r，在输电距离一定的情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积的方法。 (2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小输电电流，必须提高输电电压。 2．远距离高压输电的分析 (1)输电过程(如图所示) (2)输送电流 ①I＝＝。②I＝。 (3)电压损失 ①ΔU＝U－U′。②ΔU＝Ir。 (4)功率损失 ①ΔP＝P－P′。②ΔP＝I2r＝r＝。 【重难模型精讲】 【典例8】(2026·四川省·同步练习)为全面推进乡村振兴，彭州某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为，发电机的输出电压，经变压器升压后用总电阻的输电线向远处输电，在用户处的降压变压器输出电压，若升压变压器与降压变压器的匝数比满足，则下列说法正确的是() A.发电机输出的电流 B.输电的效率为 C.升压变压器的匝数比为 D.降压变压器输出的电流 【变式训练与拓展】 【变式7】(2026·四川省·同步练习)高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电所的理想变压器把电压降到，动力车厢内的理想变压器再将降到后，为动力系统提供电能。两个理想变压器两端的匝数、电压和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为，则() A. B. C. D.输入动力系统的功率为 【变式8】（多选）(2026·重庆市市辖区·月考试卷)如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个完全相同的灯泡、和一个定值电阻、电流表、电压表均为理想电表。开关原来是断开的，现将开关闭合，则() A.电流表的示数不变 B.电压表的示数不变 C.原线圈输入功率增大 D.灯消耗的电功率增大 【变式9】（多选）(2026·四川省·同步练习)互感器是一种特殊变压器，其原理为法拉第电磁感应定律。如图所示，在输电线路起始端接Ⅰ、Ⅱ两个互感器，用来测高压电的电流或电压，Ⅰ、Ⅱ两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和，电流互感器的示数为，电压互感器的示数为，互感器均视为理想变压器，不计互感线圈的电阻。下列说法正确的是() A.互感器Ⅰ是电流互感器，互感器Ⅱ是电压互感器 B.通过输电线的电流为 C.输电线路的输送电压为 D.输电线路的总功率为 【方法规律】 1．明确三个回路(如图所示) 回路1：I1＝I输入，U1＝U输入，P1＝P输入。 回路2：I2＝IR＝I3，U2＝U3＋ΔU，P2＝P3＋ΔP。 回路3：I4＝I输出，U4＝U输出，P4＝P输出。 2．抓住两个联系 (1)理想升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得＝，＝，P1＝P2。 (2)理想降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得＝，＝，P3＝P4。 3．掌握两种损耗 (1)电压损耗：输电线上的电阻分压导致的电压损耗，ΔU＝U2－U3＝IRR线。 (2)功率损耗：输电线上的电阻发热导致的功率损耗，。 4．输电线路功率损失的四种计算方法 (1)输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系是P损＝P－P′(P为输送功率，P′为用户所得功率)。 (2)，I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻。 (3)，ΔU为输电线路上损失的电压。 (4)P损＝ΔUI线。 基础巩固练 1.(2026·四川省·同步练习)如图，一理想的自耦调压变压器、之间的线圈总匝数为，在输入端、间加上的交流电压，输出端、间串联一个“”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则、间线圈的匝数为() A. B. C. D. 2.(2026·江苏省·单元测试)如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在交流电源上，副线圈中电阻变化时变压器输入电压不会有大的波动。为定值电阻，为滑动变阻器，和为理想电流表，和为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向端移动，则() A.示数不变 B.示数变小 C.示数变大 D.示数变小 3.(2026·陕西省铜川市·期末考试)一理想变压器的原、副线圈的匝数之比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为，则() A.， B.， C.， D.， 4.(2026·浙江省·同步练习)将电能从发电站送到用户家，在输电线上会损失一部分功率，设输电电压为，输电线的总电阻为，输电线上的电流为，则下列关系式正确的是 A. B. C. D. 5.(2026·四川省·同步练习)年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为，分接头、间和、间的线圈匝数，开关接时输出电压的瞬时值，则接时的图像为() A. B. C. D. 6.(2026·安徽省芜湖市·其他类型)如图所示，小型发电机线圈共有匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转的角速度为，通过线圈的最大磁通量为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电流表和电压表均为理想电表，定值电阻的阻值为，为滑动变阻器，下列判断正确的是() A.从图示位置磁极转过过程中，线圈段中的电流方向从到 B.电压表的示数为 C.磁极在图示位置时电流表的示数为零 D.将滑动变阻器的滑片向下移，电压表和电流表的示数均减小 7.(2026·湖北省黄冈市·其他类型)为了增强火灾预警，某小区加装了火灾报警器，某火灾报警器的简化电路图如图所示。、两端接入电压有效值恒定的正弦式交流电源，为理想变压器，为热敏电阻阻值随温度的升高而减小，滑动变阻器用于设定报警温度。当定值电阻两端电压超过临界值时，该火灾报警器就会触发报警。开始出现火情后，下列说法正确的是() A.若滑动变阻器的滑片不动，则副线圈两端电压升高 B.若滑动变阻器的滑片不动，则两端电压降低 C.若滑动变阻器的滑片不动，则原线圈输入功率变小 D.若滑动变阻器的滑片右移一点，则可以降低报警温度 8.(2026·浙江省·同步练习)我国水力资源居世界首位，西部地区水力发电潜力巨大。水力发电的基本原理就是将水流的机械能主要指重力势能转化为电能。如图所示，某小型水力发电站水流量流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积，落差，发电机内阻不计的输出电压，输电线总电阻，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中，用户获得的电压，用户消耗的功率，变压器均视为理想变压器，已知水的密度，重力加速度取。下列说法正确的是 A.输电线损失的电压为 B.输电线损失的电功率为 C.升压变压器原、副线圈的匝数比 D.机械能转化为电能的效率约为 9.（多选）(2026·四川省·同步练习)如图甲为某温感式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦式交变电流，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，报警温度由滑动变阻器设定。当出现火情时，报警装置图乙中未画出通过检测流过的电流触发报警。则出现火情时() A.副线圈两端电压不变 B.原线圈输入功率变大 C.通过的电流减小 D.两端电压增大 10. （多选）(2026·河南省·单元测试)如图，理想变压器原线圈加上交变电压，副线圈上接有电阻、灯泡、。闭合开关，滑片处于图示位置，灯泡发光。下列说法正确的是 A.保持开关闭合，将滑片向下移，灯泡变暗 B.保持开关闭合，将滑片向上移，灯泡变暗 C.保持滑片位置不变，断开开关，灯泡变暗 D.保持滑片位置不变，断开开关，灯泡变亮 11.（多选）(2026·安徽省宿州市·其他类型)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝、匝和匝，原线圈串联一个电阻，并接入内阻不计的正弦交流电源，其电动势为且保持不变两个副线圈分别接电阻和。开关断开时，理想电流表读数为开关闭合时，理想电流表读数为。不计线圈电阻，则() A. B. C. D. 12.（多选）(2026·内蒙古自治区·期中考试)图甲所示为可小时连续发电的敦煌兆瓦熔盐塔式光热电站，太阳能光热发电被认为是具备成为基础负荷电源潜力的新兴能源应用技术，敦煌兆瓦熔盐塔式光热电站借助良好的电网基础优势，将新能源不断输往全国各地。若该发电站输出正弦交流电，利用图乙电路对各地进行远距离输电，变压器、均为理想变压器，输电线总电阻为，发电站输出电压有效值始终不变。下列说法正确的是() A.以兆瓦的功率运行，每天连续发电量为 B.为降压变压器，为升压变压器 C.的原线圈所用的导线应比副线圈所用的导线粗 D.是升压变压器，是降压变压器 13.（多选）(2026·四川省·同步练习)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，灯泡、完全相同，阻值均为。当输入端的电压为时，两灯泡均正常发光，则下列说法正确的是() A.与消耗功率之比为 B.与消耗功率之比为 C. D. 综合提升练 1．（2025·广东·高考真题）如图所示。某光伏电站输出功率、电压的交流电，经理想变压器升压至后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为。下列说法正确的是（） A．变压器原、副线圈匝数比为 B．输电线上由R造成的电压损失为 C．变压器原线圈中的电流为 D．变压器原、副线圈中电流的频率不同 2．（2024·湖南·高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B．输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 3．（2025·安徽·高考真题）某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比，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。要使电流表的示数变为，下列操作正确的是（　　） A．电阻箱R的阻值调为 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 4．（2025·湖南·高考真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是（　　） A．S与a相连，灯泡的电功率最大 B．S与a相连，灯泡两端的电压为 C．S与b相连，流过灯泡的电流为 D．S与c相连，灯泡的电功率为 5．（多选）（2025·海南·高考真题）如图所示，理想变压器接在交流电上，此时电压表读数为，电流表读数为，电表皆为理想电表，则（） A．输入电压有效值为 B．原线圈输入电流为 C．滑动变阻器向下滑动，电压表读数减小 D．滑动变阻器向上滑动，电流表读数增大 6．（多选）（2025·天津·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，则（　　） A．电流表的示数变小 B．电流表的示数变小 C．电压表V的示数变大 D．变压器的输入功率变大 7．（多选）（2023·天津·高考真题）“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域需要远距离输电。图为远距离交流输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电导线的电阻，的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　） A．输出电压等于输入电压 B．输出功率大于输入功率 C．用电器增多后，R消耗的功率减小 D．用电器增多后，的输出电压降低 8．（多选）（2025·湖北·高考真题）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（　　） A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 9．（多选）（2025·重庆·高考真题）2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则（　　） A．直流输电导线中的电流为250A B．直流输电导线总阻值不超过16Ω C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为 10．（多选）（2015·天津·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为的正弦交流电，则（） A．保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小 B．保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大 C．保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小 D．保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第46讲 变压器与远距离输电、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 目录 1 5 考点一 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 5 考点二 理想变压器基本关系的应用 8 考向1：变压器结构原理与基本关系 9 考向2：原线圈含负载的变压器分析 10 考向3：多组副线圈的变压器 10 考点三 理想变压器的动态分析 13 考向1：匝数比不变的动态分析 14 考向2：副线圈负载不变的动态分析 14 考向3：原线圈含负载的变压器的动态分析 15 考点四 远距离输电 17 21 基础巩固练 21 综合提升练 28 核心考点 1.变压器： 构造：由闭合铁芯和原、副线圈组成。 工作原理：电磁感应（互感现象）。原线圈通入交变电流，在铁芯中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生感应电动势。 理想变压器： 基本规律（均为三个重要关系式）： ①电压关系：U₁/U₂=n₁/n₂（原副线圈电压比等于匝数比）。 ②电流关系：I₁/I₂=n₂/n₁（只有一个副线圈时，原副线圈电流比与匝数比成反比）。 ③功率关系：P₁=P₂（输入功率等于输出功率，理想变压器无损耗）。 变压器中的动态分析： 匝数比不变，负载变化：U₂由U₁和n₁/n₂决定（定性）；I₂随负载R变化；I₁随I₂变化；P₁随P₂变化。 负载不变，匝数比变化：改变n₁或n₂会影响U₂、I₂、P₁、P₂。 几种常见的变压器： 自耦变压器：只有一个线圈，部分抽头接交变电源。原理：相当于一个可调压的理想变压器。解题关键：分清哪部分是原线圈，哪部分是副线圈（看清匝数比）。 互感器：用于测量高电压和大电流。 2.远距离输电： 基本电路结构：发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用户。 核心问题：降低输电损耗。 降低损耗的方法： 减小电阻：使用电阻率小的材料（如铜、铝）；增大导线横截面积（但有限制）。 减小电流：在输出功率一定时，通过提高输电电压P=UI，显著减小输电电流I。这是远距离输电的主要方法。 关键物理量： 输电电流：I=P/U（P为输送功率，U为输电电压）。 损失功率：ΔP=I²R（R为输电线路总电阻）。 损失电压：ΔU=IR（R为输电线路总电阻）。 用户得到的功率：P用=P输-ΔP。 常见题型： 直接计算损失功率、输送电压、用户电压或升/降压变压器的匝数比。 分析“输电电压提高n倍，则线损降低到原来的1/n²”。 考情透析 1.题型与难度：高考的必考内容，主要出现在选择题中。难度基础→中档，是相对容易得分的板块。偶尔也出现在实验题或计算题的一个小问中。 2.命题规律： 高频考查： 理想变压器的基本规律应用（电压比、电流比计算）。 变压器的动态分析（当负载电阻或原副线圈匝数变化时，各物理量的变化）。 远距离输电中电压、功率、电流关系的计算。 自耦变压器、互感器的原理与应用。 常规考法： 给出一变压器电路，已知部分电压、电流或匝数，利用关系式求未知量。 直接计算远距离输电的损失功率，或比较不同输电电压下的损耗。 创新考法： 与交变电流图像结合：给出原线圈U-t图像，利用变压器关系推导副线圈的U-t图像或有效值。 与实际生活结合：如“手机充电器”、“电网输电阻塞”、“新能源汽车无线充电”等背景下的变压器、输电问题。 3.考查方向：侧重区分电压比、电流比及功率关系的适用条件、动态分析中的“谁决定谁”（负载决定输入电流和输入功率，匝数比决定电压）、远距离输电中“提高电压减小损耗”这一核心思想的理解与计算、区分用户端功率与输电线损耗功率。 素养对接 1.模型建构与理想化：理解理想变压器是一种忽略能量损耗（无铜损、铁损、磁漏）的理想模型。这种模型建立是以电磁感应为基础，忽略次要因素（如内阻、涡流等），便于抓主要规律。培养抓住物理本质、简化复杂系统的建模能力。 2.系统分析与动态思维： 变压器动态分析：明确“谁决定谁”的逻辑关系链。例：负载变化→副线圈输出电流变化→能量（功率）变化→输入电流和功率跟着变化。培养因果链传导的推理素养。 远距离输电：将“发电→升压→输电→降压→用户”视为一个大系统，理解“一个量的变化如何沿系统链条传递并影响其他量”（如用户功率增大，如何影响输电线损耗、升压变压器输入功率等）。 3.守恒思想： 能量守恒：理想变压器P₁=P₂；远距离输电：P输=P用+ΔP是能量守恒的具体体现。 抽象的等效理解：将远距离输电中的“升压变压器+输电线+降压变压器”整体看作一个黑盒子，输入电压与功率决定最终用户端的电压、功率。 学习目标 1.知识目标： 能说出理想变压器的构造和工作原理（互感）。 能默写理想变压器的三个核心公式（U₁/U₂=n₁/n₂，I₁/I₂=n₂/n₁，P₁=P₂）。 能说出自耦变压器和互感器的原理及识别方法。 能说出远距离输电中“为什么要高压输电”（ΔP=I²R，提高U降低I）。 能写出输电损失电压ΔU和损失功率ΔP的计算公式。 2.能力目标： 计算转换能力：能正确代入变压器公式（特别是多个线圈时用功率守恒求电流）。 动态分析能力：能分析当负载电阻改变（如用电器增多）或匝数比改变时，U₂、I₂、P₁、I₁如何定性变化。 系统建模能力：能将“远距离输电”过程分段（发电端→升压→线损→降压→用户），明确各段电压、电流、功率的关系。 实验能力：能理解“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验的原理、步骤及误差分析。 备考建议 1.死磕“理想变压器”的三个基本关系式，尤其注意适用条件： 电压关系（必记）：U₁/U₂=n₁/n₂→对于所有副线圈都成立。 电流关系（易错）：I₁/I₂=n₂/n₁只适用于单副线圈的理想变压器。若有多副线圈，必须使用功率守恒I₁U₁=I₂U₂+I₃U₃求解。 功率关系（能量根基）：P₁=P₂（单副线圈）或P₁=P₂+P₃（多副线圈）。 2.必须掌握“变压器动态分析”的“谁决定谁”逻辑： 决定性链条： 电压：U₁（发电机/电源）决定U₂（通过匝数比）。输入电压决定输出电压。 电流：I₂（由负载R决定：I₂=U₂/R）决定I₁（通过匝数比反比关系）。输出电流决定输入电流。 功率：P₂（由负载R和U₂决定：P₂=U₂²/R）决定P₁（P₁=P₂）。输出功率决定输入功率。 记忆口诀：“电压看输入，电流看输出，功率由输出决定输入”。 3.重点搞清“远距离输电”的三大关系与一个核心思想： 三大关系： 电压关系：U输=ΔU+U用（ΔU=I输·R线）。 功率关系：P输=ΔP+P用（ΔP=I输²·R线）。 电流关系：I输=P输/U输（升压后的输电电流）。 核心思想：通过提高输电电压U输→减小输电电流I输→减小输电线上损失功率ΔP。“电压提高n倍，线路损耗降为1/n²”。 4.关注自耦变压器、互感器的图像与生活应用： 自耦变压器：看清示意图是“升压”还是“降压”；通常以滑动触头形式出现，改变匝数比实现可调压功能。 电压/电流互感器。 5.强化易错点专项训练： 易错点一：乱用电流反比公式。记牢：只适用于单个副线圈。出现双副线圈或多抽头时，必须用功率相等I₁U₁=I₂U₂+I₃U₃来算I₁。 易错点二：混淆“用户端电压/功率”与“输电线上的电压/功率损耗”。在远距离输电计算题中，功率守恒和电压关系分段用是核心。 易错点三：认为变压器的输入电压U₁由副线圈决定。U₁是电源（如电网或发电机）决定的，变压器只能改变已有电压，不能决定输入电压的大小。 易错点四：漏计算线圈内阻。理想变压器没有内阻，但实际变压器有。题目若说“忽略线圈电阻”、“线圈电阻不计”才是理想处理。题目若给出线圈电阻，需将变压器视为“有内阻的电源”（这对高中常考的理想模型不适用，但要有警惕意识）。 易错点五：远距离输电中，升/降压变压器的匝数比算错。升压变压器：U₁<U₂，所以n₁<n₂；降压变压器则相反。注意读题分清是“升压”还是“降压”，防止算反。 考点一 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 【必备知识回顾】 1．实验原理 (1)实验电路图(如图所示)： (2)实验方法：控制变量法 ①n1、U1一定，研究n2和U2的关系。 ②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。 2．实验器材 学生电源(低压交流电源，小于12V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、开关1个、导线若干。 3．实验过程 (1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。 ①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行试测。 ②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。 (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。重复(1)中步骤。 4．数据处理 由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系。 5．注意事项 (1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。 (2)为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。 (3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。 【重难模型精讲】 【典例1】(2026·天津市·期中考试)某同学在研究变压器电压与线圈匝数的定量关系实验中，按照如图所示的电路图连接电路并进行实验，已知左边是原线圈，右边是副线圈。 当原线圈接入交流电源时，先用电压表的 “大量程”或“小量程”试测，然后选择合适的量程继续测量。 该同学在研究过程中，第一次铁芯上方有横挡铁芯，第二次无横挡铁芯，其他条件均相同，电压表第一次的读数 “大于”、“等于”或“小于”第二次读数。 另一同学在做实验时，发现电压表没有示数，可能的原因是 A.原线圈接入直流电 B.电压表断路 C.原线圈匝数过少 【答案】大量程 大于 【解析】当原线圈接入交流电源时，先用电压表的大量程试测，然后选择合适的量程继续测量，理由是用小量程挡测量可能损坏交流电压表。 第一次铁芯上方有横挡铁芯，则变压器磁损较少，电压表所测电压较大。 发现电压表没有示数，则可能为原线圈接入直流电或者电压表断路，若原线圈匝数过少，则示数较大。 故选AB。 【变式训练与拓展】 【变式1】(2026·河北省石家庄市·期中考试)“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 ； A.整块硅钢铁芯 B.绝缘的铜片叠成 C.绝缘的硅钢片层层叠成 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 填“多”或“少”； 某学生进行实验时，为了保证人身安全，低压交流电源的电压最好不要超过 ； A. B. C. 在实际实验中将电源接在原线圈的“”和“”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“”和“”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为 ； A. B. C. 实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是 。 A.原、副线圈通过电流时发热 B.铁芯在交变磁场作用下发热 C.原线圈输入电压发生变化 【答案】 少 【解析】变压器的铁芯是由绝缘的硅钢片层层叠成，故C正确，AB错误。 故选：； 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据可知匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少； 为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过，故B正确，AC错误。 故选：； 若是理想变压器，则原、副线圈电压比等于匝数比，有，若变压器的原线圈接“”和“”两个接线柱，用电表测得副线圈的“”和“”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的电压为，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈的输入电压应大于，可能为或，故A错误，BC正确。 故选：； 原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，故AB正确； C.原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故C错误。 故选：。 故答案为：；少；；； 根据图片和所学知识判断出铁芯的材料； 根据变压器的变流原理分析线圈的粗细，电流大，则导线越粗，减少电热； 为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过； 由结合实际变压器的损耗分析判断； 原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热导致实验误差，原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比。 本题考查“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验内容，一是实验的方法，二是实验原理，三是能量耗损。 考点二 理想变压器基本关系的应用 【必备知识回顾】 1．理想变压器 (1)构造 如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 ①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。 ②副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。 (2)原理：电磁感应的互感现象。 (3)理想变压器原、副线圈基本量的关系 ①功率关系：P入＝P出，多组副线圈：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn ②电压关系：＝，多组副线圈＝＝＝…＝，若n1>n2，为降压变压器；若n1<n2，为升压变压器。 ③电流关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…＋nnIn。 ④频率关系：f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)。 2．互感器 互感器 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在交流电路中 串联在交流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 利用的公式 ＝ I1n1＝I2n2 【重难模型精讲】 考向1：变压器结构原理与基本关系 【典例2】(2026·同步练习)汽油发动机的火花塞工作时需要一万伏左右的高压才能产生火花。一同学用直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路，以下原理图可行的是() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】要使该点火电路能输出电压，与电源连接部分线圈中必须要有磁通量的变化， 又因为电源为直流电源，则开关应接在原线圈侧，故C、D错误 变压器原、副线圈中磁通量变化率相同，副线圈的匝数越多，其输出的电压越大，越可能产生电火花，故A正确，B错误。 考向2：原线圈含负载的变压器分析 【典例3】(2026·同步练习)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，所接电阻，，变压器原线圈连接处连接正弦交流电，电路稳定后，则() A.通过电流的有效值为 B.消耗的功率为 C.消耗的功率为 D.、两端电压之比为 【答案】C 【解析】设通过电流的有效值为， 则变压器原线圈两端电压，副线圈两端电压，副线圈中的电流有效值， 又，联立并代入数据解得，，故A错误 消耗的功率，故B错误 消耗的功率，故C正确 、两端电压之比为，故D错误。 考向3：多组副线圈的变压器 【典例4】(2026·河南省·模拟题)如图所示为理想变压器，已知匝，匝。电阻，，，理想交流电源的输入电压。开关闭合断开时的电功率和开关闭合断开时的电功率相等。则线圈的匝数可能为 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】把定值电阻和理想交流电源可等效为一个内阻为的电源。和可分别与变压器等效为定值电阻。有两种情况下和消耗的功率相等。一种是和等效电阻相等，有可求得匝 第二种情况是和等效电阻的乘积等于等效内阻的平方，有可求得匝，故选A。 【变式训练与拓展】 【变式2】(2025·陕西省·模拟题)如图所示，理想变压器原副线圈接入定值电阻和电阻箱，定值电阻，，电阻箱的调节范围足够大，电流表为理想交流电表，所接交流电源电压为。当电阻箱的阻值调节为时，电流表的示数为，则原、副线圈的匝数比为() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】设原线圈的输入电压为，副线圈的输出电压为，原副线圈的电流分别为、，由变压器的工作原理得，，对于原线圈所在回路由，副线圈所在回路有，解得，，C正确。 【变式3】（多选）(2026·同步练习)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，且，电源输出电压保持恒定，定值电阻的阻值分别为、，电流表、电压表均为理想电表。开始时，滑动变阻器的触头位于某一位置，电流表、电压表的示数分别用和表示现将变阻器的触头向端移动后，电流表、电压表的示数分别用和表示，电流表、电压表示数变化分别用和表示。下列表达式正确的是() A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】根据欧姆定律有，则，将变阻器的触头向端移动后，增大，则，A错误，B正确 设变压器原线圈中的电流为，原线圈两端的电压为，有， 根据变压器规律得，，联立可得，变形得，因此，C错误，D正确。 【变式4】(2026·福建省·期中考试)如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈两端电压，输出端连有完全相同的两个灯泡、，绕过铁芯的导线所接的电压表示数为。求： 等于多少匝？ 断开时，电流表的示数，示数为多少？闭合时，的示数为多少？保留小数点后两位 【答案】根据变压器原副线圈电压与匝数的关系有，所以匝，匝； 根据变压器原副线圈电流与匝数的关系有，所以，当闭合时，有，所以。 【方法规律】 计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系： 电压关系：＝＝＝…＝； 功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn； 电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn。 考点三 理想变压器的动态分析 【必备知识回顾】 1.基本关系式中物理量之间的决定关系 制约关系 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2(当U1和匝数比不变时，不论负载电阻R变化与否，U2不会改变) 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入(可简记为“用决定供”) 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1 频率 原线圈电流频率f1决定副线圈电流频率f2 2.匝数比不变的情况(如图所示) (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。 (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。 (3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。 3.负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U1不变，匝数比发生变化，U2变化。 (2)R不变，U2变化，I2发生变化。 (3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化，P1变化，因U1不变，故I1发生变化。 4.分析动态问题的步骤 【重难模型精讲】 考向1：匝数比不变的动态分析 【典例5】(2026·天津市·期末考试)如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是() A.电表、的示数都增大 B.电表、的示数都不变 C.原线圈输入功率减小 D.电阻消耗的电功率减小 【答案】A 【解析】A.变压器输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变。滑动变阻器滑片向下移动，其接入电路的阻值变小，副线圈中的电流就增大，原线圈中的电流也增大，所以示数增大，示数增大，选项A正确； B.变压器输入电压不变，示数不变；由于副线圈中的电流增大，则两端的电压增大，而变压器输出电压不变，则滑动变阻器的电压减小，即示数减小，选项B错误； C.输入电压不变，输入电流增大，由可知，则输入功率增大，选项C错误； D.副线圈中的电流增大，由可知，消耗的电功率增大，选项D错误。 故选A。 考向2：副线圈负载不变的动态分析 【典例6】(2026·广东省·期中考试)如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡和滑动变阻器，上并联一只理想电压表下列说法中正确的是() A.若不动，滑片向下滑动时，示数变大，示数变小 B.若不动，滑片向下滑动时，灯泡消耗的功率变小 C.若不动，滑片向下移动时，、的示数均变小 D.若不动，滑片向下移动时，灯泡消耗的功率变大 【答案】B 【解析】测的是原线圈的输入电压，其示数始终不变，若不动，副线圈的输入电压不变，滑片向下滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，又灯泡与变阻器串联，故示数变大，灯泡两端的电压减小，灯泡消耗的功率变小，故A错误，B正确； 若不动，滑片向下移动时，副线圈的输入电压减小，加在灯泡和变阻器两端的电压均减小，故灯泡消耗的功率变小，的示数变小，故C、错误． 故选：。 考向3：原线圈含负载的变压器的动态分析 【典例7】(2026·江苏省·期中考试)如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈匝数比为：。已知，的最大阻值为。现将滑动变阻器的滑片从最上端开始向下滑动，下列说法正确的是() A.电压表示数变大，电流表示数变小 B.电源的输出功率变小 C.当时，滑动变阻器消耗的功率最大 D.当时，电压表示数为 【答案】D 【解析】A、依题意，根据电路中电压的关系可知，理想变压器原副线圈电压之比为： 又根据变流规律有： 联立变形解得： 可知滑动变阻器的滑片从最上端开始向下滑动时，减小，增大，即电流表示数变大，也增大，由可知原线圈电压减小，所以副线圈电压减小，即电压表示数变小，故A错误； B、电源的输出功率：，随的增大而增大。故B错误； C、滑动变阻器消耗的功率为： 当满足，即时，滑动变阻器消耗的功率最大，故C错误； D、当时，根据欧姆定律可得：，那么电压表示数为：，故D正确。 故选：。 【变式训练与拓展】 【变式5】(2026·内蒙古自治区·期中考试)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比，电源交流电压为，副线圈两端电压为，保持不变，下列说法正确的是 A.开关闭合前， B.开关闭合前，原、副线圈电流之比为 C.开关闭合后，流过副线圈的电流减小 D.开关闭合后，电源的输出功率减小 【答案】B 【解析】解：、开关闭合前，原线圈两端的电压小于，故，选项错误 B、原副线圈的电流之比与匝数成反比，故，选项正确 C、开关闭合后，原线圈的电压增大，故副线圈的电压也增大，导致副线圈的电流增大，原线圈的电流也会随之增大，选项错误 D、开关闭合后电源的电流增大，输出电压不变，故输出功率变大，选项错误。 【变式6】（多选）(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)如图甲所示是一个简易发电机连接理想变压器的模型，正方形线圈的边长为、匝数为，电阻忽略不计线圈置于匀强磁场中，且绕垂直于磁感线的转轴转动，发电机通过理想变压器对外工作，变压器原、副线圈的匝数比，电路中四只小灯泡完全相同且电阻恒定，图中电压表为理想电压表，若线圈以恒定角速度转动，闭合开关后，四只小灯泡都能发光，发电机的输出电压随时间变化如图乙所示，乙图中的峰值为，下列说法正确的是() A.甲图中线圈处于图示位置时，灯的电流方向发生改变 B.匀强磁场的磁感应强度大小为 C.开关闭合时，则电压表的示数为 D.若断开开关，则变暗、和均变亮 【答案】BC 【解析】A.甲图中线圈处于图示位置时，此时刻线圈平面与中性面垂直，电流方向不改变，故A错误； B.由图知交变电流的周期为 发电机峰值电压 其中 解得匀强磁场的磁感应强度大小为，故B正确； C.假设每个小灯泡的电阻是，当开关闭合时，副线圈的总电阻 发电机的输出电压的有效值 对理想变压器， 联立可得，电压表的示数为，故C正确； D.若断开开关，副线圈总电阻变大，原线圈及副线圈的电流均变小，则变暗，变暗，由于原线圈的电流变小，原线圈的电压变大，且副线圈的电压也变大，又的电压变小，则的电压变大，将变亮，故D错误。 故选BC。 考点四 远距离输电 【必备知识回顾】 1．降低输电损耗的两个途径 减少输电损耗的理论依据：P损＝I2r。 (1)减小输电线的电阻：根据电阻定律，要减小输电线的电阻r，在输电距离一定的情况下，可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积的方法。 (2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小输电电流，必须提高输电电压。 2．远距离高压输电的分析 (1)输电过程(如图所示) (2)输送电流 ①I＝＝。②I＝。 (3)电压损失 ①ΔU＝U－U′。②ΔU＝Ir。 (4)功率损失 ①ΔP＝P－P′。②ΔP＝I2r＝r＝。 【重难模型精讲】 【典例8】(2026·四川省·同步练习)为全面推进乡村振兴，彭州某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为，发电机的输出电压，经变压器升压后用总电阻的输电线向远处输电，在用户处的降压变压器输出电压，若升压变压器与降压变压器的匝数比满足，则下列说法正确的是() A.发电机输出的电流 B.输电的效率为 C.升压变压器的匝数比为 D.降压变压器输出的电流 【答案】D 【解析】根据电功率公式知，发电机输出电流，故A错误根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，，又，，解得，故D正确降压变压器输出的功率为，输电的效率为，故B错误输电线上损失的功率为，又，解得，其中，则升压变压器的匝数比为，故C错误。 【变式训练与拓展】 【变式7】(2026·四川省·同步练习)高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电所的理想变压器把电压降到，动力车厢内的理想变压器再将降到后，为动力系统提供电能。两个理想变压器两端的匝数、电压和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为，则() A. B. C. D.输入动力系统的功率为 【答案】A 【解析】略 【变式8】（多选）(2026·重庆市市辖区·月考试卷)如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个完全相同的灯泡、和一个定值电阻、电流表、电压表均为理想电表。开关原来是断开的，现将开关闭合，则() A.电流表的示数不变 B.电压表的示数不变 C.原线圈输入功率增大 D.灯消耗的电功率增大 【答案】BC 【解析】B.根据理想变压器电压与匝数比的关系，可得副线圈两端电压为，则副线圈输出电压不变，即电压表的示数不变，故B正确； 开关闭合后，副线圈负载总电阻减小，根据欧姆定律，副线圈输出电流增大；根据：，可知原线圈输入电流增大，即电流表的示数增大，根据：，可知原线圈输入功率增大，故A错误，C正确； D.由于副线圈输出电压不变，副线圈输出电流增大，则定值电阻两端电压增大，灯两端电压减小，所以灯消耗的电功率减小，故D错误。 故选：。 【变式9】（多选）(2026·四川省·同步练习)互感器是一种特殊变压器，其原理为法拉第电磁感应定律。如图所示，在输电线路起始端接Ⅰ、Ⅱ两个互感器，用来测高压电的电流或电压，Ⅰ、Ⅱ两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和，电流互感器的示数为，电压互感器的示数为，互感器均视为理想变压器，不计互感线圈的电阻。下列说法正确的是() A.互感器Ⅰ是电流互感器，互感器Ⅱ是电压互感器 B.通过输电线的电流为 C.输电线路的输送电压为 D.输电线路的总功率为 【答案】AC 【解析】互感器Ⅰ是电流互感器，互感器Ⅱ是电压互感器，故A正确电流互感器的示数为，根据知，通过输电线的电流为，故B错误电压互感器的示数为，根据知，输电线路的输送电压为，故C正确输电线路的总功率为，故D错误。 【方法规律】 1．明确三个回路(如图所示) 回路1：I1＝I输入，U1＝U输入，P1＝P输入。 回路2：I2＝IR＝I3，U2＝U3＋ΔU，P2＝P3＋ΔP。 回路3：I4＝I输出，U4＝U输出，P4＝P输出。 2．抓住两个联系 (1)理想升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得＝，＝，P1＝P2。 (2)理想降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得＝，＝，P3＝P4。 3．掌握两种损耗 (1)电压损耗：输电线上的电阻分压导致的电压损耗，ΔU＝U2－U3＝IRR线。 (2)功率损耗：输电线上的电阻发热导致的功率损耗，。 4．输电线路功率损失的四种计算方法 (1)输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系是P损＝P－P′(P为输送功率，P′为用户所得功率)。 (2)，I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻。 (3)，ΔU为输电线路上损失的电压。 (4)P损＝ΔUI线。 基础巩固练 1.(2026·四川省·同步练习)如图，一理想的自耦调压变压器、之间的线圈总匝数为，在输入端、间加上的交流电压，输出端、间串联一个“”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则、间线圈的匝数为() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】略 2.(2026·江苏省·单元测试)如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在交流电源上，副线圈中电阻变化时变压器输入电压不会有大的波动。为定值电阻，为滑动变阻器，和为理想电流表，和为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向端移动，则() A.示数不变 B.示数变小 C.示数变大 D.示数变小 【答案】D 【解析】解：、理想变压器副线圈的电压由原线圈电压决定，原线圈电压不变，副线圈的电压也不变，即示数不变，故C错误。 B、根据闭合电路欧姆定律：，滑动变阻器的滑动片向端移动，减小，电流增大，示数变大，故B错误。 A、原线圈的电流由副线圈电流决定，在匝数比不变的情况下，示数变大，示数也增大，故A错误。 D、根据闭合电路欧姆定律：，增大，示数变小，故D正确。 故选：。 3.(2026·陕西省铜川市·期末考试)一理想变压器的原、副线圈的匝数之比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为，则() A.， B.， C.， D.， 【答案】A 【解答】 由题意知，副线圈的电流为：，则由理想变压器两端电流与匝数的关系可知原线圈的电流为：，与原线圈串联的电阻的电压为：，由理想变压器两端电压与匝数的关系可知，原线圈的电压为，所以有：，解得：。原线圈回路中的电阻的功率为：，副线圈回路中的电阻的功率为：，所以，，故A正确，BCD错误。 故选A。 4.(2026·浙江省·同步练习)将电能从发电站送到用户家，在输电线上会损失一部分功率，设输电电压为，输电线的总电阻为，输电线上的电流为，则下列关系式正确的是 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】为输电线上的分压，而非输电电压，A错误在输电线上损失的一部分功率为，C正确，、D错误。 5.(2026·四川省·同步练习)年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压时，输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为，分接头、间和、间的线圈匝数，开关接时输出电压的瞬时值，则接时的图像为() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】当接时，，由理想变压器的电压和匝数关系得当接时，，由理想变压器的电压和匝数关系得，变压器不改变电流的频率，可得接时输出电压的瞬时值为，其周期为，故D正确。 6.(2026·安徽省芜湖市·其他类型)如图所示，小型发电机线圈共有匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转的角速度为，通过线圈的最大磁通量为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电流表和电压表均为理想电表，定值电阻的阻值为，为滑动变阻器，下列判断正确的是() A.从图示位置磁极转过过程中，线圈段中的电流方向从到 B.电压表的示数为 C.磁极在图示位置时电流表的示数为零 D.将滑动变阻器的滑片向下移，电压表和电流表的示数均减小 【答案】B 【解析】、根据右手定则，从图示位置磁极转过过程中，线圈段切割磁感线，段中的电流方向从到，A错误； 、发电机产生的电动势的最大值，其有效值。对于理想变压器，，且因为线圈电阻不计，所以，电压表测量的是副线圈电压，其示数为，B正确； 、电流表的示数为有效值，磁极在图示位置时，虽然瞬时电动势为，但有效值不为，所以电流表的示数不为零，C错误； 、将滑动变阻器的滑片向下移，滑动变阻器接入电路的电阻增大，副线圈总电阻增大，副线圈电流减小。根据，原线圈电流减小，即电流表示数减小。而变压器的输入电压由发电机决定，不变，根据，副线圈电压不变，即电压表示数不变，D错误。 7.(2026·湖北省黄冈市·其他类型)为了增强火灾预警，某小区加装了火灾报警器，某火灾报警器的简化电路图如图所示。、两端接入电压有效值恒定的正弦式交流电源，为理想变压器，为热敏电阻阻值随温度的升高而减小，滑动变阻器用于设定报警温度。当定值电阻两端电压超过临界值时，该火灾报警器就会触发报警。开始出现火情后，下列说法正确的是() A.若滑动变阻器的滑片不动，则副线圈两端电压升高 B.若滑动变阻器的滑片不动，则两端电压降低 C.若滑动变阻器的滑片不动，则原线圈输入功率变小 D.若滑动变阻器的滑片右移一点，则可以降低报警温度 【答案】D 【解析】用等效法处理理想变压器问题，变压器原副线圈、和整体可以等效为一个新电阻， 新电阻的阻值， 新电阻两端的电压． 若出现火情，则环境温度升高，减小，减小，所以减小，则两端电压升高， ，所以减小，项错误 C.原线圈的输入功率， 当时有最大值，由于、、、不是具体数值，无法确定如何变化，项错误 D.由可得，则滑片右移一点，减小，增大，所以增大，更容易报警，即降低了报警温度，项正确。 故选D。 8.(2026·浙江省·同步练习)我国水力资源居世界首位，西部地区水力发电潜力巨大。水力发电的基本原理就是将水流的机械能主要指重力势能转化为电能。如图所示，某小型水力发电站水流量流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积，落差，发电机内阻不计的输出电压，输电线总电阻，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中，用户获得的电压，用户消耗的功率，变压器均视为理想变压器，已知水的密度，重力加速度取。下列说法正确的是 A.输电线损失的电压为 B.输电线损失的电功率为 C.升压变压器原、副线圈的匝数比 D.机械能转化为电能的效率约为 【答案】D 【解析】根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数关系，解得，理想变压器无能量损失及漏磁，，根据，解得，输电线电阻损失的电压，A错误输电线损失的电功率，B错误输电电压，则升压变压器原、副线圈的匝数比，C错误发电机输出电功率，单位时间内水流的机械功率，故机械能转化为电能的效率，D正确。 9.（多选）(2026·四川省·同步练习)如图甲为某温感式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦式交变电流，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，报警温度由滑动变阻器设定。当出现火情时，报警装置图乙中未画出通过检测流过的电流触发报警。则出现火情时() A.副线圈两端电压不变 B.原线圈输入功率变大 C.通过的电流减小 D.两端电压增大 【答案】AB 【解析】略 10. （多选）(2026·河南省·单元测试)如图，理想变压器原线圈加上交变电压，副线圈上接有电阻、灯泡、。闭合开关，滑片处于图示位置，灯泡发光。下列说法正确的是 A.保持开关闭合，将滑片向下移，灯泡变暗 B.保持开关闭合，将滑片向上移，灯泡变暗 C.保持滑片位置不变，断开开关，灯泡变暗 D.保持滑片位置不变，断开开关，灯泡变亮 【答案】AD 【解答】A.将滑片向下移，根据变压器的特点可知，副线圈两端的电压减小，根据串并联电路分压特点可知，灯泡、分得的电压均变小，灯泡变暗，故A正确； B.将滑片向上移，根据变压器的特点可知，副线圈两端的电压增大，根据串并联电路分压特点可知，灯泡、分得的电压均变大，灯泡变亮，故B错误； 保持滑片位置不变，断开开关，副线圈电路中总电阻增大，根据可知，副线圈电路中电流减小，电阻电压减小，灯泡两端的电压增大，灯泡变亮，故C错误，D正确。 故选AD。 11.（多选）(2026·安徽省宿州市·其他类型)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为匝、匝和匝，原线圈串联一个电阻，并接入内阻不计的正弦交流电源，其电动势为且保持不变两个副线圈分别接电阻和。开关断开时，理想电流表读数为开关闭合时，理想电流表读数为。不计线圈电阻，则() A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 、当开关断开时，只有一个输出端，输入端电压为，输入端的电流为，则，，代入数值，得，故A错误，B正确； 、由输出功率等于输入功率，可知，得，即，由，则，故，C错误，D正确。 故选BD。 12.（多选）(2026·内蒙古自治区·期中考试)图甲所示为可小时连续发电的敦煌兆瓦熔盐塔式光热电站，太阳能光热发电被认为是具备成为基础负荷电源潜力的新兴能源应用技术，敦煌兆瓦熔盐塔式光热电站借助良好的电网基础优势，将新能源不断输往全国各地。若该发电站输出正弦交流电，利用图乙电路对各地进行远距离输电，变压器、均为理想变压器，输电线总电阻为，发电站输出电压有效值始终不变。下列说法正确的是() A.以兆瓦的功率运行，每天连续发电量为 B.为降压变压器，为升压变压器 C.的原线圈所用的导线应比副线圈所用的导线粗 D.是升压变压器，是降压变压器 【答案】CD 【解析】A.该光热电站每天连续发电量为，故A错误； 远距离交流输电，要先升压后降压，为升压变压器，为降压变压器，故B错误，D正确； C.为升压变压器，原线圈中的电流比副线圈中的电流大，原线圈所用导线较粗，故C正确。 故选CD。 13.（多选）(2026·四川省·同步练习)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，灯泡、完全相同，阻值均为。当输入端的电压为时，两灯泡均正常发光，则下列说法正确的是() A.与消耗功率之比为 B.与消耗功率之比为 C. D. 【答案】AD 【解析】设灯泡正常发光时的电流为，电压为，根据欧姆定律可得，由题图可知，副线圈两端电压为，则原线圈两端电压为，流过副线圈的电流为，则流过原线圈的电流为，又，所以，又，所以，则，故C错误，D正确与消耗功率之比，故A正确，B错误。 综合提升练 1．（2025·广东·高考真题）如图所示。某光伏电站输出功率、电压的交流电，经理想变压器升压至后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为。下列说法正确的是（） A．变压器原、副线圈匝数比为 B．输电线上由R造成的电压损失为 C．变压器原线圈中的电流为 D．变压器原、副线圈中电流的频率不同 【答案】B 【解析】A．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得 A错误； B．原副线圈两端的功率相等，流过副线圈的电流 输电线上由R造成的电压损失为 B正确； C．变压器原线圈中的电流为 C错误； D．变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D错误。 故选B。 2．（2024·湖南·高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B．输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 【答案】A 【解析】 如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 A．当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误； B．若阻值增加一倍，输电线路上的电流 消耗的功率 故B错误； D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为 消耗的功率 故D错误。 故选A。 3．（2025·安徽·高考真题）某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比，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。要使电流表的示数变为，下列操作正确的是（　　） A．电阻箱R的阻值调为 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 【答案】B 【解析】A．输入电压峰值为=，则输入电压有效值为，滑动触头在正中间，根据变压比可知，输出电压，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，则副线圈电流变为，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，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，输出电压，副线圈电流变为，故D错误。 故选B。 4．（2025·湖南·高考真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连，下列说法正确的是（　　） A．S与a相连，灯泡的电功率最大 B．S与a相连，灯泡两端的电压为 C．S与b相连，流过灯泡的电流为 D．S与c相连，灯泡的电功率为 【答案】B 【解析】设变压器原、副线圈的电压分别为，灯泡L的阻值为R，根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻 灯泡L的阻值 由理想变压器原理，电压关系 电流关系 联立解得 A．值恒定，即等效负载恒定，当S与c相连时，原线圈所在电路的总电阻最小，流过原线圈的电流最大，根据变压器原副线圈电流关系可知副线圈电流最大，根据可知灯泡的电功率最大，故A错误； B．S与a相连，变压器原线圈电压 灯泡两端的电压为 B正确； C．S与b相连，变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈的电流 流过灯泡的电流 C错误； D．S与c相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原线圈的电流 流过灯泡的电流 灯泡的电功率为 D错误。 故选B。 5．（多选）（2025·海南·高考真题）如图所示，理想变压器接在交流电上，此时电压表读数为，电流表读数为，电表皆为理想电表，则（） A．输入电压有效值为 B．原线圈输入电流为 C．滑动变阻器向下滑动，电压表读数减小 D．滑动变阻器向上滑动，电流表读数增大 【答案】AD 【解析】A．根据题干信息可知输入电压的最大值 输入电压有效值为，故A正确； B．理想变压器原副线圈电压比 电流比 其中， 可得，故B错误； C．原线圈输入电压不变，匝数比不变，根据，副线圈两端的电压不变，即电压表读数不变，C错误； D．滑动变阻器向上滑动，滑动变阻器接入的阻值减小，副线圈电压不变，根据可知电流增大，即电流表读数增大，D正确。 故选AD。 6．（多选）（2025·天津·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，则（　　） A．电流表的示数变小 B．电流表的示数变小 C．电压表V的示数变大 D．变压器的输入功率变大 【答案】CD 【解析】理想变压器的输出的电压由输入电压和电压比决定，输入电压不变，所以输出电压也不会变： AB．当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知副线圈回路中电流变大，即电流表的示数变大，根据可知原线圈回路中电流变大，即电流表的示数变大，故AB错误； C．电压表V测电阻两端的电压，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路分压规律可知电压表V的示数变大，故C正确； D．根据可知副线圈回路的功率变大，根据理想变压器原副线圈功率相等可知变压器的输入功率变大，故D正确。 故选CD。 7．（多选）（2023·天津·高考真题）“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域需要远距离输电。图为远距离交流输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电导线的电阻，的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　） A．输出电压等于输入电压 B．输出功率大于输入功率 C．用电器增多后，R消耗的功率减小 D．用电器增多后，的输出电压降低 【答案】BD 【解析】AB．由于输电过程中，线路中有电流、线路电阻R会分压且产生热量，会损失功率，故输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故A错误，B正确； CD．设升压变压器原副线圈比为，输入出电压分别为、，根据理想变压器电压与原副线圈匝数关系可得 由于输入电压不变，原副线圈匝数比不变，则升压变压器输出变压恒定。设降压变压器的原副线圈匝数比为，输入输出电压分别为、，通过原副线圈的电流分别为、，的副线圈并联多个用电器等效电阻为，则有 ，， 则 令，则 随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻减小，则减小，输入线路中电流增大.R消耗的功率，的输出电压 用电器增多后，增大，R消耗的功率增大，的输出电压降低，故C错误，D正确。 故选BD。 8．（多选）（2025·湖北·高考真题）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（　　） A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大 C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小 【答案】AC 【解析】A．整个电路物理量标注如图 设用户端总电阻为R用户，降压器输入端等效为电阻Rx，则有 因为 其中I2=I3，则对于输电线有 联立整理可得 仅增加用户数，则R用户减小，可知I2增大，根据 可知r消耗的功率增大，故A正确； B．仅增加用户数，I2增大，根据 可知U3减小，根据用户端的电压 可知用户端的电压减小，故B错误； C．仅适当增加n2，根据 可知U2增大，根据 可知I2增大，根据 可知U3增大，根据用户端的电压 可知用户端的电压增大，故C正确； D．由C选项可知，仅适当增加n2，I2增大，整个电路消耗的电功率 由于U2增大，故整个电路消耗的电功率变大，故D错误。 故选AC。 9．（多选）（2025·重庆·高考真题）2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为的家用交流电，若输电线路输送功率为，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%，则（　　） A．直流输电导线中的电流为250A B．直流输电导线总阻值不超过16Ω C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为 【答案】BD 【解析】A．直流输电电流由公式计算得 ，故A错误； B．导线允许的最大功率损耗为5%的输送功率 由得导线总阻值上限 ，故B正确； C．家用交流电表达式为，其最大值为； 频率为，故C错误； D．变压器原线圈电压，副线圈电压，匝数比 电流比与匝数比成反比可知，故D正确。 故选BD。 10．（多选）（2015·天津·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为的正弦交流电，则（） A．保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小 B．保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大 C．保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变小 D．保持的位置不动，将向上滑动时，电流表读数变大 【答案】AD 【解析】AB．根据 保持Q的位置不动，则不变，将P向上滑动时，R接入电路的电阻变大 根据 可知变小，根据 可得也变小，即电流表读数变小，A正确，B错误； CD．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变大，则根据 可知副线圈输出功率变大，则变压器原线圈输入功率变大 根据，而输入电压一定，变大，即电流表读数变大，C错误，D正确。 故选AD。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $