第20讲 交变电流模型（二）（模型和方法）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义聚焦交变电流核心考点，涵盖变压器模型（电压匝数关系、功率计算、动态分析、应用）和远距离输电模型（线路损耗、功率改变判断），按模型-类型-核心公式/规律逻辑架构知识，通过模型剖析梳理考点，典例精讲与变式真题训练突破难点，体现复习系统性和针对性。 资料以科学思维为引领，创新采用模型建构与真题结合策略，如变压器动态分析“由不变量推变量逆向分析”，远距离输电损耗公式推导培养科学推理能力，设置分层练习适配不同学情，助力学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏提供实用指导。

第20讲 交变电流模型（二） ✡模型一 变压器模型 类型1 理想变压器两端电压与匝数的关系模型 【典例1】【答案】D 【变式1-1】【答案】AC 【变式1-2】【答案】AD 【变式1-3】【答案】D 【变式1-4】【答案】C 【变式1-5】【答案】B 【变式1-6】【答案】B 【变式1-7】【答案】ACD 【变式1-8】【答案】D 【变式1-9】【答案】C 类型2 理想变压器两端功率的计算模型 【典例2】【答案】B 【变式2-1】【答案】B 【变式2-2】【答案】B 【变式2-3】【答案】AC 【变式2-4】【答案】B 【变式2-5】【答案】D 【变式2-6】【答案】B 【变式2-7】【答案】B 【变式2-8】【答案】B 【变式2-9】【答案】B 类型3 变压器两端电路的动态分析模型 【典例3】【答案】B 【变式3-1】【答案】CD 【变式3-2】【答案】AD 【变式3-3】【答案】D 【变式3-4】【答案】B 【变式3-5】【答案】A 【变式3-6】【答案】D 【变式3-7】【答案】C 【变式3-8】【答案】C 【变式3-9】【答案】C 【变式3-10】【答案】C 【变式3-11】【答案】B 【变式3-12】【答案】C 【变式3-13】【答案】BC 类型4 变压器的应用模型 【典例4】【答案】C 【变式4-1】【答案】C 【变式4-2】【答案】B 【变式4-3】【答案】D 【变式4-4】【答案】B 【变式4-5】【答案】AD 【变式4-6】【答案】D 【变式4-7】【答案】B 【变式4-8】【答案】AD ✡模型二 远距离输电模型 类型1 计算输电线路损耗模型 【典例1】【答案】BD 【变式1-1】【答案】B 【变式1-2】【答案】B 【变式1-3】【答案】AC 【变式1-4】【答案】BD 【变式1-5】【答案】C 【变式1-6】【答案】ABC 【变式1-7】【答案】BD 【变式1-8】【答案】A 【变式1-9】【答案】AD 【变式1-10】【答案】D 【变式1-11】【答案】B 【变式1-12】【答案】A 【变式1-13】【答案】AD 【变式1-14】【答案】C 类型2 用户端功率改变判断输电线路中物理量变化模型 【典例2】【答案】A 【变式2-1】【答案】CD 【变式2-2】【答案】C 【变式2-3】【答案】D 【变式2-4】【答案】BCD 【变式2-5】【答案】B 【变式2-6】【答案】A 【变式2-7】【答案】D 【变式2-8】【答案】CD 【变式2-9】【答案】D 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20讲 交变电流模型（二） —————————————⏩目录⏪————————————— 模型一 变压器模型 类型1 理想变压器两端电压与匝数的关系模型 类型2 理想变压器两端功率的计算模型 类型3 变压器两端电路的动态分析模型 类型4 变压器的应用模型 模型二 远距离输电模型 类型1 计算输电线路损耗模型 类型2 用户端功率改变判断输电线路中物理量变化模型 ———————————⏩模型建构⏪———————————— ✡模型一 变压器模型 ▶模型剖析 1.理想变压器两端电压与匝数的关系模型 （1）适用条件 理想变压器：无漏磁、无铁芯损耗、无导线电阻，输入功率等于输出功率，只改变交流电压、电流，不改变交流电频率。 （2）核心公式 电路情况 电压匝数关系公式 单副线圈 多副线圈 （单匝电压相等） （3） 核心规律 原线圈电压由外接交流电源决定，副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定；匝数比不变、原线圈电压不变时，副线圈电压恒定。 2.理想变压器两端功率的计算模型 （1） 核心规律 理想变压器 输入功率=输出功率（），功率守恒是解题核心。 （2）功率计算公式 电路情况 功率计算公式 单副线圈 多副线圈 空载状态（副线圈开路） 输出功率为0，输入功率为0，原线圈电流为0 （3） 电流匝数关系 仅单副线圈适用：；多副线圈不可用此比例，只能用功率守恒计算电流。 3.变压器两端电路的动态分析模型 高考高频压轴小题模型，核心解题思路：由不变量推变量，从副线圈到原线圈逆向分析。 （1）前提 原线圈接恒定交流电源，U不变，变压器匝数比不变→副线圈U恒定。 （2）动态变化 副线圈负载电阻R变化 → 副线圈电流I变化 → 输出功率P变化 → 输入功率P同步变化 → 原线圈电流I变化 （3）常见变化规律 负载变化 U I P I P 负载电阻增大 不变 减小 减小 减小 减小 负载电阻减小 不变 增大 增大 增大 增大 4.变压器的应用模型 应用类型 结构特点 工作规律 用途 电压互感器 并联在被测电路，原线圈匝数多，副线圈匝数少 降压变压器 测量高压电路电压 电流互感器 串联在被测电路，原线圈匝数少，副线圈匝数多 升流变压器 测量高压电路电流 自耦变压器 只有一个线圈，抽头改变匝数比 可升压、可降压，匝数比决定电压 实验调压、交流稳压 ▶模型特训 类型1 理想变压器两端电压与匝数的关系模型 【典例1】（2026·河南·高考真题）为确定一变压器副线圈cd的匝数，某同学在变压器铁芯上缠绕10匝线圈ef，如图所示。原线圈ab接入一正弦交流电源，c、d两端电压为10 V；若将d、e两端连接，ab接入的电源不变，c、f两端电压为11 V，变压器视为理想变压器，则副线圈cd的匝数为（     ） A．200 B．190 C．110 D．100 【变式1-1】（2026·湖北·高考真题）（多选）如图所示，有一理想变压器，其原线圈输入电压为，在一个副线圈上接额定电压为、额定功率为的灯泡甲，在另一个单匝副线圈上接额定电压为、额定功率为的灯泡乙，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（     ） A．原线圈的匝数为50 B．输入电压的频率为 C．原线圈的输入功率为 D．流过原线圈的电流最大值为0.11 A 【变式1-2】（2026·河北·高考真题）（多选）图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为的正弦交流电源，原、副线圈的匝数分别为、，为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为，若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示，为电压峰值，为周期，则下列说法正确的是（     ） A．副线圈电压为 B．原线圈中电流为 C．电源电压周期为 D．等离子体的等效电阻为 【变式1-3】（2025·河北·高考真题）2024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n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为（　　） A． B． C． D． 【变式1-4】（2025·江西·高考真题）某变压器的原线圈匝数未知，将的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近（　　） A．110 B．160 C．210 D．310 【变式1-5】（2026·山东潍坊·二模）如图甲所示，边长、匝数匝的正方形线圈与理想变压器相连，变压器副线圈连接的定值电阻。在正方形线圈内部有与纸面垂直、半径的圆形磁场，其磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。已知图乙中的曲线部分按照正弦规律变化，另一部分为倾斜直线，变压器原副线圈匝数比，不计正方形线圈及导线的电阻，取，则电阻R在1min内产生的热量为（　　） A．150J B．300J C．586J D．1172J 【变式1-6】（2026·山西晋城·一模）如图1所示的交变电路中，变压器为理想变压器，两交流电压表为理想电表，当间接入图2所示的电压时，电压表、的读数分别为、，两定值电阻的电阻之比为。下列说法正确的是（　　） A．流过定值电阻的电流每秒改变方向50次 B．变压器原、副线圈的匝数比为 C．图2中 D．电源输出的电功率等于定值电阻消耗的电功率 【变式1-7】 （2025·湖南·模拟预测）（多选）如图所示是磁吸基座无线充电器，当送电线圈通入u=220sin100πt（V）的交流电源后，手机上的受电线圈产生感应电流。手机即进入“无线超充模式”。“超充模式”下手机的充电电压为20V，充电电流为5A，充电基座送电线圈接有理想电流表，受电线圈接有电阻R，送电线圈与受电线圈的匝数比为10∶1，若充电过程中不计漏磁和电磁辐射等引起的能量损失，下列说法正确的是（　　） A．“超充模式”下电流表读数为0.5A B．若此手机的电池容量为5000mAh，则超充模式下的充电时间为75分钟 C．若不计两个线圈的电阻，则要保证“超充模式”正常运作，R的大小应为0.4Ω D．若两个线圈的电阻大小均为r=0.1Ω，则要保证“超充模式”正常运作，R的大小应为0.299Ω 【变式1-8】 （2026·河北·一模）如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻，为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B．图乙所示电压的瞬时值表达式为 C．当滑片P向端滑动时，电压表示数变大 D．若升压变压器的输入功率为66kW，远距离输电线路损耗功率为9kW 【变式1-9】（2025·浙江宁波）如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，与副线圈连接的电阻，，D为理想二极管，下列说法正确的是（　　） A．时，圆形线圈中有逆时针方向的电流 B．时，原线圈中电势差为 C．内，流过的电荷量为 D．内原线圈输入的能量为 类型2 理想变压器两端功率的计算模型 【典例2】（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 【变式2-1】（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 【变式2-2】（2025·福建·高考真题）在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数比4：1，电阻的阻值是的2倍，电压表为理想电压表。若原线圈输入如图(b)所示的正弦交流电，则（　　） A．交流电周期为2.25s B．电压表示数为12V C．流经副线圈的电流是流经R1的2倍 D．变压器的输入、输出功率之比为4：1 【变式2-3】（2025·云南·高考真题）（多选）电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为，输入电压；两副线圈的匝数分别为和，输出电压。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为和，下列说法正确的是（　　） A． B． C．变压器的输入功率为 D．两副线圈输出电压最大值均为 【变式2-4】（2026·广东江门·二模）如图所示，理想变压器原线圈经阻值的定值电阻与交流电源相连，交流电源的电压为40 V，原、副线圈的匝数比，当电阻箱R阻值调至32 Ω时，副线圈的输出功率为（　　） A．100 W B．200 W C．400 W D．800 W 【变式2-5】（2026·北京海淀·一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3：1，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220V的正弦交流电源上。下列说法正确的是（    ） A．副线圈回路中电阻两端的电压为V B．原、副线圈中交变电流的频率之比为3：1 C．原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为3：1 D．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：9 【变式2-6】（2026·北京西城·二模）如图1所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压随时间变化的图像如图2所示，副线圈接规格为“，”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．原线圈中电流的有效值为 C．原、副线圈的匝数之比为 D．原线圈的输入功率为 【变式2-7】（2026·广东中山·一模）某理想变压器如图甲，原、副线圈匝数比4:1，输入电压随时间的变化图像如图乙，的阻值为的2倍，则（　　） A．交流电的周期为 B．电压表示数为 C．副线圈干路电流为电流的2倍 D．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为 【变式2-8】（2026·广东·二模）某款手机电池充电器可视为理想变压器，880匝的原线圈接在220 V交流电源两端，副线圈可在20匝普通充电和40匝快充两种模式之间切换，对同一电池充电时，快充的功率是普通充电功率的12倍，则快充与普通充电的电流之比为（　　） A． B． C． D． 【变式2-9】（2025·浙江·一模）如图所示为某发电系统和供电系统，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。匝数为N、面积为S的矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，线圈两端通过电刷E、F与理想变压器的原线圈相连，副线圈接有负载电阻。维持线圈ABCD以角速度ω匀速转动的外力做功的平均功率为P。图示位置时，线圈平面与磁场方向恰好垂直，线圈电阻不计，下列说法正确的是（    ） A．图示位置时，矩形线圈中的电流变化最慢 B．图示位置时，电压表的示数为 C．图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为NBS D．减小，P减小 类型3 变压器两端电路的动态分析模型 【典例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 【变式3-1】（2025·天津·高考真题）（多选）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 【变式3-2】（2025·海南·高考真题）（多选）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 【变式3-3】（2026·湖南长沙·二模）如图所示，理想变压器原线圈匝数为，两个副线圈匝数分别为、，。原线圈回路接有正弦交流电和定值电阻、。副线圈回路中接有可变电阻，副线圈回路中接有一只阻值不变的灯泡。初始时滑片P位于中间，下列说法正确的是（　　） A．若P向上滑动，灯泡将变暗 B．若P向上滑动，电阻消耗的功率将减小 C．当时，理想变压器的输入功率为100W D．当时，消耗的电功率最大，且 【变式3-4】（2025·湖南·一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为K，原线圈串联一个定值电阻接在正弦式交流电源上，电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻与滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器滑片自上而下滑动时，下列说法正确的是（　　） A． B．若电压表V与电流表A示数变化量分别为和，则 C．电源的输出功率先增大后减小 D．副线圈的输出功率先减小后增大 【变式3-5】（2026·广东深圳·一模）如图为采用双线并联模式进行远距离交流输电的示意图。发电机的输出电压稳定，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器。两变压器间每条输电线等效电阻均为r，负载看做定值电阻。若一条输电线因故障被切断时（　　） A．降压变压器的输出电压变小 B．降压变压器的输出功率变大 C．升压变压器原线圈电流变大 D．升压变压器的输出功率不变 【变式3-6】（2026·四川宜宾·二模）如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表与电流表均为理想电表，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电源接入如图乙所示的交流电。则（　　） A．交流电源电压有效值为 B．电阻R上的电流方向每秒钟改变50次 C．滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数增大 D．滑动变阻器的滑片向下移动，电流表的示数增大 【变式3-7】（2026·黑龙江辽宁·模拟预测）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，、为理想交流电流表，已知原线圈回路中电阻，副线圈接入热敏电阻（其阻值随温度的升高而降低），输入端接入的交流电。下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，电流表、的示数均减小 B．当温度升高时，热敏电阻两端的电压一定增大 C．当热敏电阻时，消耗的功率 D．当热敏电阻时，理想变压器原线圈的输入功率最大 【变式3-8】（2026·山东临沂·一模）如图所示的理想变压器，电源输出的交变电压的正弦式交流电，通过副线圈、分别向20只标称为“12V  1.0A”的灯泡和电动机供电，原线圈接一标称为“40V  2.0A”的灯泡L，原线圈的匝数为900匝，副线圈的匝数为120匝。电路接通后，各用电器都恰好正常工作。则下列说法中正确的是（　　） A．变压器的输出功率为440W B．电动机两端电压为36V C．流过电动机的电流为5.0A D．若切断电动机，灯泡L仍能正常工作 【变式3-9】（2026·天津河西·一模）如图所示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，为动力系统供电。若某次高铁进站过程，保持不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流减小到原来的一半。下列说法正确的是（　　） A．电流大于电流 B．电流的频率将减小到原来的一半 C．电压将增大 D．电阻的热功率将减小到原来的一半 【变式3-10】（2026·四川成都·二模）通过变压器给用户供电的原理图如图所示。理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈和副线圈输电线的电阻分别用和表示，且，a、b端输入电压不变，电压表均为理想电表。当并入电路的用电器逐渐增加时，下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数保持不变 B．电压表的读数逐渐变大 C．变压器的输出功率逐渐变大 D．电压表与的读数之比保持不变 【变式3-11】（2026·河北·一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比可通过滑动触头T调节，原线圈接有内阻不计、电压有效值恒定的交流电源和定值电阻，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和，以及理想电流表A。初始时，滑动触头T位于副线圈中点，滑片P位于滑动变阻器中点。现欲使电流表示数增大，下列操作一定可行的是（　　） A．仅将T向a端移动 B．仅将滑片P下移 C．将T向b端移动，同时滑片P上移 D．将T向a端移动，同时滑片P下移 【变式3-12】（2026·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，理想变压器接电压有效值恒定的交流电源，初始时滑片P处于滑动变阻器最下端，电流表和电压表均为理想交流电表，将P向上滑动，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1示数增大 B．电流表示数减小 C．电压表V2示数减小 D．定值电阻R2功率减小 【变式3-13】（2026·天津·一模）（多选）某活动小组在探究理想变压器时设计电路如图所示，原线圈接在有效值为220V频率为50Hz的电源上；副线圈连接两个相同的灯泡、和定值电阻。已知匝，匝，电流表、电压表均为理想交流电表，导线电阻不计，开关S初始是断开的。闭合开关S后（    ） A．灯泡变亮 B．定值电阻的电功率增大 C．电流表示数变大，但电流表、的示数之比保持不变 D．副线圈输出电压瞬时值表达式为 类型4 变压器的应用模型 【典例4】（2025·全国·模拟预测）如图，一理想的自耦调压变压器A、B之间的线圈总匝数为，在输入端间加上的交流电压，输出端C、B间串联一个“12V、6W”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则B、P间线圈的匝数为（　　） A． B． C． D． 【变式4-1】（2026·四川凉山·二模）我国电网已处于世界领先水平，在国家电网改造前，用电高峰期，用户电压会明显低于正常值，甚至家电不能工作。当地居民常常用调压器来调整电压，其原理如图所示。交变电压从端输入，从端输出连接到家用电器上，滑片P可以上下滑动。调压器视为理想变压器，匝数，下列说法正确的是（　　） A．该调压器只能升电压不能降电压 B．若输入电压为，且在的中点，则两端的电压为 C．若则滑片在的中点以下时，可以起到降压作用 D．此调压器端输入功率等于端输出功率，但输入端和输出端的频率不相等 【变式4-2】（2026·河北·三模）自耦变压器在高铁中被广泛应用。如图甲所示，理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入如图乙所示的正弦交流电压，当滑片P处于如图甲所示的位置时，原线圈与副线圈的匝数比为10∶1，电动机正常工作时电流表的示数为1 A。已知电动机线圈的电阻为0.2 Ω，不计其他损耗，则电动机正常工作时输出的机械功率为（     ） A．220 W B．200 W C．100 W D．22 W 【变式4-3】（2026·广东茂名·二模）某霓虹灯输入电压需达到激发电压才发光，其核心升压装置是理想自耦变压器。它的简化结构如图甲所示，其输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示。若该霓虹灯激发电压为6.6万伏，下列说法正确的是（　　） A．该理想自耦变压器的工作原理是自感现象 B．原、副线圈匝数比为11∶3300时，霓虹灯刚好发光 C．霓虹灯正常发光时，副线圈的电流大于原线圈的电流 D．若霓虹灯出现断路故障，副线圈的输出电压仍存在 【变式4-4】（2026·甘肃酒泉·一模）为实时监测高压输电线的电压和电流，需要测量出输电线上的电压和电流的大小．因高压输电线的电压和电流都很大，可采用互感器进行测量．如图所示，电压互感器和电流互感器的原线圈分别连接在高压线上，根据两个互感器的原、副线圈的匝数比和两个电表的读数就可以算出高压输电线的电压和电流，则关于电压互感器和电流互感器说法正确的是（    ） A．和都是降压变压器 B．是降压变压器，是升压变压器 C．是升压变压器，是降压变压器 D．和都是升压变压器 【变式4-5】（2026·四川南充·二模）（多选）如图为模拟远距离高压输电示意图。在输电线路的起始端接入互感器，该互感器原、副线圈的匝数比为，互感器和电表均为理想，升压变压器接发电机。则下列说法正确的是（　　） A．该互感器为电压互感器，起降压作用 B．若电压表的示数为200V，输电电流为10A，则线路输送电功率为400kW C．若发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率增大 D．若发电机输出电压不变，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片上移 【变式4-6】（2026·甘肃白银·模拟预测）电压互感器与电流互感器可组合起来测量线路的功率。如图所示，和是输电线，甲是电压互感器，初级线圈与次级线圈的匝数的比值为k；乙是电流互感器，初级线圈与次级线圈的匝数的比值为n。若理想交流电压表的示数为U，理想交流电流表的示数为I，则输电线输送的电功率为（　　） A． B． C． D． 【变式4-7】（2026·河北沧州·一模）如图所示为钳形电流表（又叫钳表）的简化示意图，可在不断开电路的情况下测量线路中电流大小，手柄可控制铁芯断开与闭合。钳表有1、2两个挡位，表盘上有对应的两行刻度线。扳动手柄把通有待测电流的导线放进钳口内（相当于绕在铁芯上的一匝线圈），量程开关旋至挡位1或2，与铁芯底边上线圈相连的表头的指针会发生偏转。钳表可视为理想变压器，下列说法中正确的是（　　） A．表头中电流比待测电流大 B．表头表盘上挡位1、2对应的刻度线中，挡位1的量程较小 C．表头表盘上挡位1、2对应的刻度线量程相同 D．扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会使测量结果偏大 【变式4-8】（2026·云南昆明·一模）（多选）如甲图，电流互感器可测量导线a中交变电流的通电情况。让a穿过闭合铁芯，铁芯上绕有多匝线圈，线圈和分析器组成闭合回路，忽略线圈内电流变化对a中电流的影响。分析器可显示流过分析器的电流随时间变化的波形。某次测量时，分析器显示的结果如乙图中的正弦波形，则（　　） A．分析器中电流的有效值为 B．分析器中电流的最大值为 C．a中电流的频率为100Hz D．时a内电流达到极大值 ✡模型二 远距离输电模型 ▶模型剖析 1.计算输电线路损耗模型 （1） 输电电路结构 发电站→升压变压器→高压输电线（有电阻）→降压变压器→用户负载 （2） 核心物理量公式 物理量 计算公式 说明 输电电流I P为输电总功率，U为输电电压 线路电压损耗ΔU R为输电线总电阻 线路功率损耗ΔP 损耗功率与输电电压平方成反比 （3）高压输电原理 在输送功率一定时，提高输电电压U，可大幅减小输电电流I，显著降低线路功率损耗和电压损耗，这是远距离高压输电的核心依据。 2.用户端功率改变判断输电线路中物理量变化模型 解题逻辑：从用户端逆向推导，逐级分析降压变、输电线、升压变物理量变化 （1）典型场景：用户负载增多（总电阻减小、总功率增大） 用户总功率P↑ → 降压变压器输出功率↑ → 降压变副线圈电流↑ → 降压变原线圈电流↑ → 输电线路电流I↑ 输电电流增大 → 线路电压损耗ΔU↑、功率损耗ΔP↑ → 降压变输入电压↓ → 用户端电压略微降低 （2）物理量动态变化 用户负载变化 输电电流 线路损耗功率 线路损耗电压 用户端电压 发电站输出功率 负载功率增大 增大 增大 增大 减小 增大 负载功率减小 减小 减小 减小 增大 减小 （3）易错点 ①输电电压U是升压变压器副线圈电压，不是输电线两端电压； ②功率损耗必须用计算，禁止用； ③ 负载变化会连锁改变整个输电线路的电流、损耗、输出功率，唯独变压器匝数比固定不变。 ▶模型特训 类型1 计算输电线路损耗模型 【典例1】（2026·云南·高考真题）（多选）云南至广东高压输电工程在调试阶段采用高压输电，输送功率为，关于该输电线路，下列说法正确的是（     ） A．输电电流为 B．输电电流为 C．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会增加 D．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会减小 【变式1-1】（2026·江苏·高考真题）使用高压输电，若发电站的输出功率不变，输电线的总电阻不变，将输电线中的电流降为原来的一半，则输电线上损耗的功率变为原来的（   ） A．2倍 B． C．不变 D．4倍 【变式1-2】（2026·贵州·高考真题）如图，某发电站输出电压的交流电，经两个变压器先后将电压升至和，再并入电网。输电线电阻，。设所用变压器均为理想变压器，若发电站输出功率，则和上损失的总功率为（     ） A． B． C． D． 【变式1-3】（2025·湖北·高考真题）（多选）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 【变式1-4】（2025·重庆·高考真题）（多选）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 【变式1-5】（2026·河北邯郸·一模）2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．减小，可以提高远距离输电的输电效率 B．图乙中的线圈转过90°时，线圈产生的电流最小 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 【变式1-6】（2026·广东惠州·二模）（多选）如图所示为交流充电桩给新能源汽车充电的设施，为输电线的总电阻。配电设备的输出电压为，理想升压变压器原、副线圈的匝数比为，理想降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩输出电压，功率为，电压表为理想交流电压表，说法中正确的是（　　） A．交变电流的方向每秒改变100次 B．输电线的总电阻 C．输电线损失的功率为 D．当时，电压表的示数是0 【变式1-7】（2026·山东东营·二模）（多选）如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器和远距离输电给用户供电，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．用电高峰期相当于滑片向下移动，则电压表的示数变大 B．t=0.015s时穿过线圈的磁通量为零 C．将输电电压提高到原来的10倍，输电线路上损失的功率变为原来的 D．若风速增大时，转速增加，输电线上损失的功率增大 【变式1-8】（2026·河南南阳·一模）如图所示，某小电站发电机的输出功率为100kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电。为了减少电能损耗，使用10kV高压输电，最后用户得到“220V  98kW”的电能，变压器均视为理想变压器。则（    ） A．输电线路导线电阻为 B．输电线路中的电流为2A C．升压变压器原、副线圈匝数比为 D．降压变压器原、副线圈匝数比为 【变式1-9】（2025·福建龙岩·二模）（多选）如图所示的电路中，交流电源的电动势为、内阻可忽略不计，定值电阻 ，小灯泡、的规格均为“6V  6W”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为和。分别接通电路I和电路II，两电路都稳定工作时，则（    ） A．比更亮 B．与一样亮 C． R2的电功率比R1的小 D． R2的电功率与R1相等 【变式1-10】（2026·北京东城·二模）如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器的输入电压如图乙所示，远距离输电线的电阻不可忽略。降压变压器右侧电路中可连接多个用户，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100 Hz B．图乙所示电压的瞬时值表达式 C．当用户增多时（即降压变压器输出电流I增大），电压表示数变大 D．当用户增多时（即降压变压器输出电流I增大），远距离输电线路损耗功率变大 【变式1-11】（2026·河南焦作·模拟预测）如图所示为远距离输电原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，降压变压器的副线圈匝数可调，为输电线上的电阻，为负载电阻。开始时开关断开，在升压变压器原线圈两端输入最大电压一定的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．仅将开关闭合，消耗的功率变小 B．仅将开关闭合，消耗的功率变小 C．仅将滑片P下移，输电线损耗的功率增大 D．仅将滑片P下移，降压变压器的输出功率变大 【变式1-12】（2026·陕西延安·二模）2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．减小，可以降低远距离输电的输电效率 B．图乙中的线圈转过时，线圈产生的电流最小 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会增大 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 【变式1-13】（2026·陕西商洛·二模）（多选）国家电网是将各个电站以各种发电方式获得的电能高效分配的超级工程。如图所示为一小型交流发电机向远处用户供电的示意图，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的电阻率为，输电距离（单程）为，所用导线横截面积。变压器均为理想变压器，升压、降压变压器原、副线圈的匝数比分别为，若用户区标有“220V，”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略。下列说法正确的是（　　） A．交流发电机产生的电动势的峰值 B．输电线上损失的电功率为 C．发电机的总功率为 D．交流发电机线圈电阻上的热功率与输电线上损耗的电功率之比 【变式1-14】（2026·山东滨州·一模）如图所示为某一商业充电桩对新能源汽车电池快速充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=220V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶100，输电线总电阻r=10Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4=5∶1。充电桩正常充电时的额定电压U4=380V，该新能源汽车电池组的容量为W=22kWh，变压器均视为理想变压器。则（　　） A．只有一个充电桩正常工作时，充电桩充电时的额定功率为760W B．只有一个充电桩正常工作时，该新能源汽车正常充电充满大约需要0.9h C．只有一个充电桩正常工作时，供电电路正常供电的效率为95% D．当充电桩使用个数增多时，供电电路的效率增大 类型2 用户端功率改变判断输电线路中物理量变化模型 【典例2】（2026·湖南邵阳·二模）如图是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压恒定，输电线总电阻为，变阻器R相当于用户用电器的总电阻。当用电器减少时，相当于R变大，当用电进入低谷时，下列说法正确的是（　　） A．电压表、的读数均不变，电流表的读数减小，电流表的读数减小 B．电压表、的读数均减小，电流表的读数增大，电流表的读数增大 C．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值减小 D．线路损耗功率增大 【变式2-1】（2026·湖南·二模）（多选）如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电压，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，其两端电压为220V，总功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，下列说法正确的是（   ） A．图示位置线框的磁通量变化率为0 B．电动机的电阻为 C．升压变压器原、副线圈的匝数比为 D．若电动机突然卡住不能转动，输电线上的损耗功率将增大 【变式2-2】（2026·山东·一模）如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户端用电器增加导致总电阻变小时，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输出电压减小 B．降压变压器输出电流的频率变大 C．输电线上损失的功率增大 D．升压变压器原线圈中的电流不变 【变式2-3】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）我国发布的“双碳战略”计划到2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。风力发电绿色环保，是实现碳中和的重要途径之一。风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，发电机输出的交变电压如图乙所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（    ） A．线框转动的角速度为 B．时穿过线圈的磁通量为零 C．时串联在升压变压器原线圈中的交流电流表示数为0 D．用电高峰时，输电线上的功率损失增大 【变式2-4】（2026·甘肃·模拟预测）（多选）2025年10月3日至9日，内蒙古绿电“出塞”首次到海南。来自内蒙古的风、光资源，跨越3000公里“电力天路”，转化为海南岛的万家灯火，标志着内蒙古实现了清洁能源有史以来最远距离的跨省输送。如图所示为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为、。输电线总电阻为。在升压变压器的原线圈两端接入一电压为的交流电。不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．充电桩上交流电的周期为0.01s B．升压变压器副线圈两端的电压为4400V C．当充电桩使用个数增多时，降压变压器的输出电压减小 D．当升压变压器的输入功率为88kW时，输电线上损失的电功率为1.6kW 【变式2-5】（2026·湖南常德·一模）直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，其输电原理如图所示。若变压器、均为理想变压器，的匝数之比，直流输电线的总电阻等效为，整流及逆变过程的能量损失不计，交流电的有效值不变。下列说法正确的是（　　） A．图中“”指交流电的最大值 B．直流输电电流大小为 C．当用户负载增加时，输电线上损失的电压会减小 D．当用户负载增加时，会增大 【变式2-6】（2026·辽宁·模拟预测）如图所示为某水电站远距离输电的原理图。已知升压变压器的原、副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，发电机输出的电压恒为U。现由于用户端负载变化，使发电机输出功率增加了，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损失的电压增加了 B．电压表的示数与电流表的示数之比不变 C．电压表的示数与电流表的示数之比增大 D．输电线上损失的功率增加了 【变式2-7】（2026·辽宁大连·模拟预测）如图为双线并联模式进行远距离输电的示意图。发电机的输出电压稳定，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，两变压器线圈匝数固定不变，且两变压器间每条输电线等效电阻均为。则（　　） A．若负载电阻变大，升压变压器的输出电压变大 B．若负载电阻变大，输电线损失的电能变大 C．若负载电阻不变，一条输电线被切断，负载两端电压变大 D．若负载电阻不变，一条输电线被切断，升压变压器的输出功率变小 【变式2-8】（2026·辽宁朝阳·模拟预测）（多选）某电厂对用户进行供电的原理图如图所示。发电机的输出电压为、输出功率为，输电线的总电阻等效为。变压器视为理想变压器，其中升压变压器原、副线圈的匝数比为，用户获得的电压为。假设用户（负载）是阻值为的纯电阻。下列说法正确的是（　　） A．若输送的总电功率恒为，则输电线上的电流为 B．若增大、减小、和变压器的匝数比不变，则高压输电线的输电电流一定增大 C．若用户端消耗的功率增大，在发电机的输出电压不变的情况下，用户端获得的电压减小 D．若将输送电压由升级为的高压，输送电功率变为原来的1.5倍，不考虑其他因素的影响，输电线损失的功率变为原来的 【变式2-9】（2025·广东湛江·模拟预测）图甲是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图乙所示。如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，r表示输电线总电阻，下列说法正确的是（　　） A．若，则用户获得的电压U4＝U1 B．若用户开启的用电器减少，则升压变压器输出的电压U2减小 C．若用户开启的用电器减少，则降压变压器输入的电压U3减小 D．若用户开启的用电器减少，则输电线消耗的功率减小 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20讲 交变电流模型（二） —————————————⏩目录⏪————————————— 模型一 变压器模型 类型1 理想变压器两端电压与匝数的关系模型 类型2 理想变压器两端功率的计算模型 类型3 变压器两端电路的动态分析模型 类型4 变压器的应用模型 模型二 远距离输电模型 类型1 计算输电线路损耗模型 类型2 用户端功率改变判断输电线路中物理量变化模型 ———————————⏩模型建构⏪———————————— ✡模型一 变压器模型 ▶模型剖析 1.理想变压器两端电压与匝数的关系模型 （1）适用条件 理想变压器：无漏磁、无铁芯损耗、无导线电阻，输入功率等于输出功率，只改变交流电压、电流，不改变交流电频率。 （2）核心公式 电路情况 电压匝数关系公式 单副线圈 多副线圈 （单匝电压相等） （3） 核心规律 原线圈电压由外接交流电源决定，副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定；匝数比不变、原线圈电压不变时，副线圈电压恒定。 2.理想变压器两端功率的计算模型 （1） 核心规律 理想变压器 输入功率=输出功率（），功率守恒是解题核心。 （2）功率计算公式 电路情况 功率计算公式 单副线圈 多副线圈 空载状态（副线圈开路） 输出功率为0，输入功率为0，原线圈电流为0 （3） 电流匝数关系 仅单副线圈适用：；多副线圈不可用此比例，只能用功率守恒计算电流。 3.变压器两端电路的动态分析模型 高考高频压轴小题模型，核心解题思路：由不变量推变量，从副线圈到原线圈逆向分析。 （1）前提 原线圈接恒定交流电源，U不变，变压器匝数比不变→副线圈U恒定。 （2）动态变化 副线圈负载电阻R变化 → 副线圈电流I变化 → 输出功率P变化 → 输入功率P同步变化 → 原线圈电流I变化 （3）常见变化规律 负载变化 U I P I P 负载电阻增大 不变 减小 减小 减小 减小 负载电阻减小 不变 增大 增大 增大 增大 4.变压器的应用模型 应用类型 结构特点 工作规律 用途 电压互感器 并联在被测电路，原线圈匝数多，副线圈匝数少 降压变压器 测量高压电路电压 电流互感器 串联在被测电路，原线圈匝数少，副线圈匝数多 升流变压器 测量高压电路电流 自耦变压器 只有一个线圈，抽头改变匝数比 可升压、可降压，匝数比决定电压 实验调压、交流稳压 ▶模型特训 类型1 理想变压器两端电压与匝数的关系模型 【典例1】（2026·河南·高考真题）为确定一变压器副线圈cd的匝数，某同学在变压器铁芯上缠绕10匝线圈ef，如图所示。原线圈ab接入一正弦交流电源，c、d两端电压为10 V；若将d、e两端连接，ab接入的电源不变，c、f两端电压为11 V，变压器视为理想变压器，则副线圈cd的匝数为（     ） A．200 B．190 C．110 D．100 【推理演示】设电源电压为，a、b两端的线圈匝数为，c、d两端的线圈匝数为，e、f两端的线圈匝数为，根据变压器电压和匝数关系可得， 联立，解得 故选D。 【变式1-1】（2026·湖北·高考真题）（多选）如图所示，有一理想变压器，其原线圈输入电压为，在一个副线圈上接额定电压为、额定功率为的灯泡甲，在另一个单匝副线圈上接额定电压为、额定功率为的灯泡乙，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（     ） A．原线圈的匝数为50 B．输入电压的频率为 C．原线圈的输入功率为 D．流过原线圈的电流最大值为0.11 A 【答案】AC 【详解】A．原线圈输入电压有效值为 设原线圈匝数为，由理想变压器匝数与电压关系有 又有 解得，故A正确； B．由原线圈输入电压表达式可知，则原线圈输入电压的频率为，故B错误； C．理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈输出功率之和为，故C正确； D．原线圈电流的有效值为 则流过原线圈的电流最大值为，故D错误。 故选AC。 【变式1-2】（2026·河北·高考真题）（多选）图1为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端接电压为的正弦交流电源，原、副线圈的匝数分别为、，为保护电阻。稳定工作时交流电流表的读数为，若等离子体可等效为定值电阻，其两端的正弦交流电压波形如图2所示，为电压峰值，为周期，则下列说法正确的是（     ） A．副线圈电压为 B．原线圈中电流为 C．电源电压周期为 D．等离子体的等效电阻为 【答案】AD 【详解】A．根据理想变压器原副线圈的电压比等匝数比有 可得副线圈电压为，故A正确； B．根据理想变压器原副线圈的电流比等匝数反比有 可得原线圈中电流为，故B错误； C．由题意可知，副线圈中电压周期为，变压器不改变交流电的周期，即电源电压周期为，故C错误； D．等离子体两端电压的有效值为 等离子体的等效电阻为，故D正确。 故选AD。 【变式1-3】（2025·河北·高考真题）2024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n，分接头间和间的线圈匝数，开关S接3时输出电压的瞬时值，则S接2时的图像为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据理想变压器电压比与匝数比关系可知， 由于输入电压不变，可知 即 解得； 可知此时输出的交流电的周期为。 故选D。 【变式1-4】（2025·江西·高考真题）某变压器的原线圈匝数未知，将的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近（　　） A．110 B．160 C．210 D．310 【答案】C 【详解】设原线圈的匝数为，根据，可得 由题图可知当时，，代入可得 故选C。 【变式1-5】（2026·山东潍坊·二模）如图甲所示，边长、匝数匝的正方形线圈与理想变压器相连，变压器副线圈连接的定值电阻。在正方形线圈内部有与纸面垂直、半径的圆形磁场，其磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。已知图乙中的曲线部分按照正弦规律变化，另一部分为倾斜直线，变压器原副线圈匝数比，不计正方形线圈及导线的电阻，取，则电阻R在1min内产生的热量为（　　） A．150J B．300J C．586J D．1172J 【答案】B 【详解】正弦段B的最大值 ，周期 ，角速度 感应电动势最大值 正弦交流电的有效值 变压器原副线圈匝数比，根据电压匝数关系 可得副线圈电压 均匀变化段B均匀变化，产生的感应电动势恒定，因此原线圈电压恒定，原线圈产生的磁通量恒定，副线圈磁通量变化率为0，因此副线圈电压为0，R不产生热量。 ，总共有 个周期，每个周期内只有前 发热，总热量 故选B。 【变式1-6】（2026·山西晋城·一模）如图1所示的交变电路中，变压器为理想变压器，两交流电压表为理想电表，当间接入图2所示的电压时，电压表、的读数分别为、，两定值电阻的电阻之比为。下列说法正确的是（　　） A．流过定值电阻的电流每秒改变方向50次 B．变压器原、副线圈的匝数比为 C．图2中 D．电源输出的电功率等于定值电阻消耗的电功率 【答案】B 【详解】A．由图2可知，交流电的周期为，则交流电的频率为变压器不改变交流电的频率，则流过定值电阻的电流每秒改变方向次，故A错误； B．原线圈的电流为 副线圈的电流为 又 由变压器的工作原理得 解得，故B正确； C．又由 得原线圈两端的电压为，则电源电压的有效值为 则有，故C错误； D．根据能量关系，电源功率应该是、的总功率，故D错误。 故选B。 【变式1-7】 （2025·湖南·模拟预测）（多选）如图所示是磁吸基座无线充电器，当送电线圈通入u=220sin100πt（V）的交流电源后，手机上的受电线圈产生感应电流。手机即进入“无线超充模式”。“超充模式”下手机的充电电压为20V，充电电流为5A，充电基座送电线圈接有理想电流表，受电线圈接有电阻R，送电线圈与受电线圈的匝数比为10∶1，若充电过程中不计漏磁和电磁辐射等引起的能量损失，下列说法正确的是（　　） A．“超充模式”下电流表读数为0.5A B．若此手机的电池容量为5000mAh，则超充模式下的充电时间为75分钟 C．若不计两个线圈的电阻，则要保证“超充模式”正常运作，R的大小应为0.4Ω D．若两个线圈的电阻大小均为r=0.1Ω，则要保证“超充模式”正常运作，R的大小应为0.299Ω 【答案】ACD 【详解】A．根据变压器电流与匝数关系 代入数据，解得，故A正确； B．由容量单位可知，手机充电时间为电池容量与充电电流的比值，即，故B错误； C．根据变压器电压与匝数关系 其中， 代入数据，解得，故C正确； D．由理想变压器的等效电阻，结合C选项分析可知 解得，故D正确。 故选ACD。 【变式1-8】 （2026·河北·一模）如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻，为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B．图乙所示电压的瞬时值表达式为 C．当滑片P向端滑动时，电压表示数变大 D．若升压变压器的输入功率为66kW，远距离输电线路损耗功率为9kW 【答案】D 【详解】A．由图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为，故A错误； B．图乙所示电压的瞬时值表达式为，故B错误； C．将降压变压器及副线圈电路等效为一个电阻，则 有 当滑片P向端滑动时，连入电路的阻值变小，升压变压器副线圈两端电压不变，则输电线上的电流变大，输电线上的电压变大，变小，变小，由 可知增大，电阻两端的电压变大，两端的电压变小，电压表示数变小，故C错误； D．由图乙知，升压变压器输入端电压有效值为 若升压变压器的输入功率为66kW，则 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系有 所以 所以远距离输电线路损耗功率为，故D正确。 故选D。 【变式1-9】（2025·浙江宁波）如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图像如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，与副线圈连接的电阻，，D为理想二极管，下列说法正确的是（　　） A．时，圆形线圈中有逆时针方向的电流 B．时，原线圈中电势差为 C．内，流过的电荷量为 D．内原线圈输入的能量为 【答案】C 【详解】A．在 t = 0.01 s 时，磁感应强度 B = 0，但磁通量的变化率最大。根据B-t图像，此时图像的斜率为负，表示穿过线圈向里（正方向）的磁通量在减小。根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向应为向里，以阻碍磁通量的减小。再根据安培定则，可知感应电流方向为顺时针，A错误； B．在 t = 0.005 s 时，磁感应强度B达到最大值，B-t 图像的切线斜率为零，此时线圈中产生的感应电动势为零，原线圈两端的电势差为零，B错误； C．在 0 ~ 0.005 s 时间内，根据法拉第电磁感应定律，原线圈中的平均感应电动势为 副线圈的平均电动势为 流过 R₁ 的平均电流为 流过 R₁ 的电荷量为 ，C正确； D．原线圈中电动势的最大值为 有效值为 副线圈两端电压的有效值为 电阻 R₁ 消耗的功率为 由于理想二极管 D 的单向导电性，电阻 R₂ 只在半个周期内有电流通过，其消耗的功率是正常工作时的一半，即 副线圈的总输出功率为 输入功率 在 1 s 内原线圈输入的能量为 ，D错误。 故选C。 类型2 理想变压器两端功率的计算模型 【典例2】（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 【推理演示】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。 【变式2-1】（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 【详解】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。 【变式2-2】（2025·福建·高考真题）在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数比4：1，电阻的阻值是的2倍，电压表为理想电压表。若原线圈输入如图(b)所示的正弦交流电，则（　　） A．交流电周期为2.25s B．电压表示数为12V C．流经副线圈的电流是流经R1的2倍 D．变压器的输入、输出功率之比为4：1 【答案】B 【详解】A．由图可知，交流电的周期，故A错误； B．根据图乙可知，输入电压最大值，则输入电压有效值为，根据变压比可知，副线圈电压即电压表示数为，故B正确； C．R1的阻值为R2的2倍，根据并联规律可知，两电阻的电压相同，根据欧姆定律可知，流经R1和R2的电流之比为，副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和，则副线圈干路的电流为R1电流的3倍，故C错误； D．根据变压器的原理可知，原副线圈功率相同，故D错误。 故选 B。 【变式2-3】（2025·云南·高考真题）（多选）电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为，输入电压；两副线圈的匝数分别为和，输出电压。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为和，下列说法正确的是（　　） A． B． C．变压器的输入功率为 D．两副线圈输出电压最大值均为 【答案】AC 【详解】AB．根据理想变压器的电压比等于匝数比可得， 故A正确，B错误； C．根据能量守恒可知变压器的输入功率等于总的输出功率，故 故C正确； D．输出电压为交流电的有效值，根据正弦交流电的最大值与有效值的关系可知，两副线圈输出电压最大值均为 故D错误。 故选AC。 【变式2-4】（2026·广东江门·二模）如图所示，理想变压器原线圈经阻值的定值电阻与交流电源相连，交流电源的电压为40 V，原、副线圈的匝数比，当电阻箱R阻值调至32 Ω时，副线圈的输出功率为（　　） A．100 W B．200 W C．400 W D．800 W 【答案】B 【详解】设原线圈中的电流为 ，副线圈中的电流为 ，原线圈两端电压为 ，副线圈两端电压为 。 根据理想变压器电流与匝数的关系可知： 即 。 副线圈两端电压由欧姆定律可得： 根据理想变压器电压与匝数的关系可知： 即 。 对原线圈回路，根据闭合电路电压关系（电源电压等于在电阻 上的电压与原线圈电压之和）： 代入数据得： ；解得原线圈电流： 则副线圈电流： 副线圈的输出功率： 故选B。 【变式2-5】（2026·北京海淀·一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3：1，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220V的正弦交流电源上。下列说法正确的是（    ） A．副线圈回路中电阻两端的电压为V B．原、副线圈中交变电流的频率之比为3：1 C．原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为3：1 D．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：9 【答案】D 【详解】B．变压器不改变交变电流的频率，原、副线圈中交变电流的频率之比为，故B错误； CD．设原线圈电流为，副线圈电流为，根据理想变压器电流与匝数成反比可知 即 原线圈回路中电阻两端电压 副线圈回路中电阻两端电压 则两电阻两端电压之比为，根据 原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比，故C错误D正确； A．设原线圈两端电压为，副线圈两端电压为，则 根据电压与匝数成正比 得 对原线圈回路，由闭合电路欧姆定律得 解得 副线圈回路中电阻两端的电压，故A错误。 故选D。 【变式2-6】（2026·北京西城·二模）如图1所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压随时间变化的图像如图2所示，副线圈接规格为“，”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．原线圈中电流的有效值为 C．原、副线圈的匝数之比为 D．原线圈的输入功率为 【答案】B 【详解】A．原线圈两端电压的有效值为，故A错误； C．根据题意可知副线圈两端电压的有效值为，根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得，故C错误； B．根据题意可得副线圈中电流的有效值为 根据原副线圈的电流比等于匝数反比可得 可得原线圈中电流的有效值为，故B正确； D．变压器原副线圈的功率相等，所以原线圈的输入功率为，故D错误。 故选B。 【变式2-7】（2026·广东中山·一模）某理想变压器如图甲，原、副线圈匝数比4:1，输入电压随时间的变化图像如图乙，的阻值为的2倍，则（　　） A．交流电的周期为 B．电压表示数为 C．副线圈干路电流为电流的2倍 D．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为 【答案】B 【详解】A．根据图乙可知，交流电的周期，故A错误； B．输入电压的有效值 根据电压与匝数的关系有 解得 即电压表示数为，故B正确； C．电阻、并联，的阻值为的2倍，根据欧姆定律可知，通过的电流为通过的电流的2倍，则副线圈干路电流为电流的3倍，故C错误； D．理想变压器不消耗功率，可知，原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为，故D错误。 故选B。 【变式2-8】（2026·广东·二模）某款手机电池充电器可视为理想变压器，880匝的原线圈接在220 V交流电源两端，副线圈可在20匝普通充电和40匝快充两种模式之间切换，对同一电池充电时，快充的功率是普通充电功率的12倍，则快充与普通充电的电流之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】理想变压器原副线圈电压满足 因此副线圈电压与匝数成正比 即 充电功率，且 代入得 整理得 即快充与普通充电的电流之比为 故选B。 【变式2-9】（2025·浙江·一模）如图所示为某发电系统和供电系统，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。匝数为N、面积为S的矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，线圈两端通过电刷E、F与理想变压器的原线圈相连，副线圈接有负载电阻。维持线圈ABCD以角速度ω匀速转动的外力做功的平均功率为P。图示位置时，线圈平面与磁场方向恰好垂直，线圈电阻不计，下列说法正确的是（    ） A．图示位置时，矩形线圈中的电流变化最慢 B．图示位置时，电压表的示数为 C．图示位置时，穿过矩形线圈的磁通量为NBS D．减小，P减小 【答案】B 【详解】A．图示位置为中性面，线圈中的电流变化最快，故A错误； B．电压表示数为有效值，即，B正确； C．图示位置时穿过线圈的磁通量为，故C错误； D．根据可知，减小，P增加，故D错误。 故选B。 类型3 变压器两端电路的动态分析模型 【典例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 【推理演示】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。 【变式3-1】（2025·天津·高考真题）（多选）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 【详解】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。 【变式3-2】（2025·海南·高考真题）（多选）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 【详解】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。 【变式3-3】（2026·湖南长沙·二模）如图所示，理想变压器原线圈匝数为，两个副线圈匝数分别为、，。原线圈回路接有正弦交流电和定值电阻、。副线圈回路中接有可变电阻，副线圈回路中接有一只阻值不变的灯泡。初始时滑片P位于中间，下列说法正确的是（　　） A．若P向上滑动，灯泡将变暗 B．若P向上滑动，电阻消耗的功率将减小 C．当时，理想变压器的输入功率为100W D．当时，消耗的电功率最大，且 【答案】D 【详解】AB．将理想变压器及两副线圈回路视为等效电阻，由， 有 令， 作出等效电路图如图所示 P上滑，变大、变大，根据串反并同，灯泡将变亮，消耗的功率将增大，故AB错误； C．将交流电源、、作等效电源1处理，则， 时，， 则 输入功率为，故C错误； D．将等效电源1、作等效电源2处理，则有， 时，，消耗的电功率最大，，故D正确。 故选D 。 【变式3-4】（2025·湖南·一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为K，原线圈串联一个定值电阻接在正弦式交流电源上，电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻与滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器滑片自上而下滑动时，下列说法正确的是（　　） A． B．若电压表V与电流表A示数变化量分别为和，则 C．电源的输出功率先增大后减小 D．副线圈的输出功率先减小后增大 【答案】B 【详解】A．原线圈电流为，副线圈电流为，根据可知 又 即，故A错误。 B．当电压表的示数变化量为时，原线圈两端电压的变化量 定值电阻两端电压变化量的绝对值 可知，故B正确。 C．副线圈电路中总电阻为，滑动变阻器的上段、下段并联，将滑动变阻器的滑片从上端滑至下端的过程中，有 由数学知识可得电阻先增大后减小，所以副线圈总电阻先增大后减小。 根据电压关系，其中满足，满足 电流关系，联立可得 等效电阻为 可知先增大后减小。根据，则电源的输出功率先减小后增大，故C错误。 D．根据 副线圈的输出功率为 其中 整理得 理想变压器副线圈的输出功率与副线圈电路的总电阻有关，无法确定和的大小关系，所以理想变压器副线圈的输出功率的变化情况不确定，故D错误。 故选B。 【变式3-5】（2026·广东深圳·一模）如图为采用双线并联模式进行远距离交流输电的示意图。发电机的输出电压稳定，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器。两变压器间每条输电线等效电阻均为r，负载看做定值电阻。若一条输电线因故障被切断时（　　） A．降压变压器的输出电压变小 B．降压变压器的输出功率变大 C．升压变压器原线圈电流变大 D．升压变压器的输出功率不变 【答案】A 【详解】A．发电机输出电压稳定，升压变压器匝数比不变，因此副线圈的输出电压保持不变。设 副线圈电流为，副线圈电流为，则降压变压器输入电压 又因为, 且 联立解得 原来双线并联输电，总输电线电阻 一条输电线切断后，总输电线电阻 即输电线总电阻增大，则减小， 又因为 所以降压变压器的输出电压减小，故A正确； B．负载是定值电阻，降压变压器输出功率 减小，因此输出功率变小，故B错误； C．根据理想变压器变流比，原线圈电流与成正比，因此原线圈电流变小，故C错误； D．升压变压器输出功率 不变、减小，因此输出功率变小，故D错误。 故选A。 【变式3-6】（2026·四川宜宾·二模）如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表与电流表均为理想电表，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电源接入如图乙所示的交流电。则（　　） A．交流电源电压有效值为 B．电阻R上的电流方向每秒钟改变50次 C．滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数增大 D．滑动变阻器的滑片向下移动，电流表的示数增大 【答案】D 【详解】A．由乙图可知，交流电源电压的最大值为 故交流电源电压的有效值为，故A错误； B．由乙图可知，交流电源的周期，在一个周期内，电流方向改变2次，因此每秒电流方向改变的次数为次 变压器不会改变交流电的周期和频率，所以电阻R上的电流方向每秒钟也改变100次，故B错误； C．根据 因原线圈的电压一直保持不变，可知副线圈的电压也保持不变，与滑动变阻器的滑片向下移动无关，故C错误； D．滑动变阻器的滑片向下移动，的有效阻值减小，故并联电路的总电阻减小，根据 可知副线圈中的电流增大，即电流表的示数增大，故D正确。 故选D。 【变式3-7】（2026·黑龙江辽宁·模拟预测）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，、为理想交流电流表，已知原线圈回路中电阻，副线圈接入热敏电阻（其阻值随温度的升高而降低），输入端接入的交流电。下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，电流表、的示数均减小 B．当温度升高时，热敏电阻两端的电压一定增大 C．当热敏电阻时，消耗的功率 D．当热敏电阻时，理想变压器原线圈的输入功率最大 【答案】C 【详解】A．二次侧有 一次侧有 又， 联立得 温度升高，热敏电阻减小，、均增大，故A错误； B． 由于增大，、不变，则、均减小，故B错误； C．电压 热敏电阻 代入 解得 根据比例关系得 消耗的功率，故C正确； D．理想变压器原线圈的输入功率 根据二次函数的知识可得，最大时，一次侧电流 此时 代入 解得，故D错误。 故选C。 【变式3-8】（2026·山东临沂·一模）如图所示的理想变压器，电源输出的交变电压的正弦式交流电，通过副线圈、分别向20只标称为“12V  1.0A”的灯泡和电动机供电，原线圈接一标称为“40V  2.0A”的灯泡L，原线圈的匝数为900匝，副线圈的匝数为120匝。电路接通后，各用电器都恰好正常工作。则下列说法中正确的是（　　） A．变压器的输出功率为440W B．电动机两端电压为36V C．流过电动机的电流为5.0A D．若切断电动机，灯泡L仍能正常工作 【答案】C 【详解】A．变压器所接交变电压的有效值为，由于各用电器都恰好正常工作，灯泡的额定电压为，额定电流为，故主线圈上的电压有效值为，电流为，理想变压器的输出功率与输入功率相等，为，故A错误； B．原线圈的匝数为900匝，副线圈的匝数为120匝，可知电动机两端电压为，故B错误； C．因各用电器都恰好正常工作，变压器所在回路的总功率为 根据理想变压器的输出功率与输入功率相等，可知变压器所在回路的总功率为 流过电动机的电流，故C正确； D．设变压器所在回路的等效电阻为，满足 变压器所在回路的等效电阻为，满足 理想变压器原、副线圈的电压和匝数的关系为 主线圈的输入功率与副线圈的输出功率之和相等，满足 故电流和匝数的关系为 可知 因此可把主线圈及副线圈后的电路等效成和两电阻的并联，若切断电动机，可认为变为无穷大，则增大，主线圈电路电流减小，灯泡L不能正常工作，故D错误。 故选C。 【变式3-9】（2026·天津河西·一模）如图所示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，为动力系统供电。若某次高铁进站过程，保持不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流减小到原来的一半。下列说法正确的是（　　） A．电流大于电流 B．电流的频率将减小到原来的一半 C．电压将增大 D．电阻的热功率将减小到原来的一半 【答案】C 【详解】A．对于理想变压器输入和输出功率相等，即 理想变压器输入和输出电压关系为 由于牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压，故，，A错误； B．对于理想变压器，输入与输出电流频率不变，B错误； C．由于发电厂输出电压不变，因此牵引变电所输出电压不变 对于理想变压器输入和输出电流关系为 电流减小到原来的一半，则电流减小到原来的一半，电阻的分压降低，故电压将增大，C正确； D．对于理想变压器输入和输出电流关系为 电流减小到原来的一半，则电流减小到原来的一半 电阻的热功率为 电流减小到原来的一半，则热功率减小至原来的，D错误。 故选 C。 【变式3-10】（2026·四川成都·二模）通过变压器给用户供电的原理图如图所示。理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈和副线圈输电线的电阻分别用和表示，且，a、b端输入电压不变，电压表均为理想电表。当并入电路的用电器逐渐增加时，下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数保持不变 B．电压表的读数逐渐变大 C．变压器的输出功率逐渐变大 D．电压表与的读数之比保持不变 【答案】C 【详解】AB．根据等效电源法可得， 当并入电路的用电器逐渐增加时，减小，减小，增大，减小，则电压表的读数减小。 根据原、副线圈的电压、电流与匝数的关系可知，副线圈中电流增大，副线圈电压减小，两端电压增大，的示数减小，故A错误，B错误； C．由于，，所以 根据等效电源法及电源的输出功率随外电路电阻变化的关系可知，减小时，外电路电阻减小，由于外电路电阻始终大于等效电源内阻，所以电源的输出功率增大，即变压器的输出功率逐渐变大，故C正确； D．根据原、副线圈的电压与匝数的关系有，其中， 所以 由于增大，减小，则增大，减小，增大，故D错误。 故选C。 【变式3-11】（2026·河北·一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比可通过滑动触头T调节，原线圈接有内阻不计、电压有效值恒定的交流电源和定值电阻，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和，以及理想电流表A。初始时，滑动触头T位于副线圈中点，滑片P位于滑动变阻器中点。现欲使电流表示数增大，下列操作一定可行的是（　　） A．仅将T向a端移动 B．仅将滑片P下移 C．将T向b端移动，同时滑片P上移 D．将T向a端移动，同时滑片P下移 【答案】B 【详解】将图1中的变压器、定值电阻与原交流电源看成一个整体，等效为一个新的电源，则新电源的电动势为，新电源等效内阻为，作出等效电路图如图2所示。 A．仅将T向a端移动，副线圈匝数增大，设输出回路的总电阻为，根据欧姆定律通过电流表的电流，表达式中的分子、分母同时增大，所以电流表示数不一定增大，A错误； B．仅将滑片P下移，滑动变阻器接入电路的电阻值减小，则输出回路的总电阻减小，根据，不变，电流一定增大，B正确； C．将T向b端移动，减小，则减小，减小；同时滑片P上移，电阻增大。根据，电流变化不能确定，C错误； D．将T向a端移动，增大，则增大，增大；同时滑片P下移，电阻增大，根据，电流变化不能确定，D错误； 故选B。 【变式3-12】（2026·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，理想变压器接电压有效值恒定的交流电源，初始时滑片P处于滑动变阻器最下端，电流表和电压表均为理想交流电表，将P向上滑动，下列说法正确的是（　　） A．电压表V1示数增大 B．电流表示数减小 C．电压表V2示数减小 D．定值电阻R2功率减小 【答案】C 【详解】根据等效电阻法可得 将P向上滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，即R减小，I1增大，即电流表的示数增大，R1两端的电压增大，则变压器原线圈两端的电压减小，根据原副线圈电压、电流与匝数的关系可知，副线圈两端电压减小，副线圈回路中电流增大，V1的示数减小，R2两端电压增大，R2功率增大，则V2示数减小。 故选C。 【变式3-13】（2026·天津·一模）（多选）某活动小组在探究理想变压器时设计电路如图所示，原线圈接在有效值为220V频率为50Hz的电源上；副线圈连接两个相同的灯泡、和定值电阻。已知匝，匝，电流表、电压表均为理想交流电表，导线电阻不计，开关S初始是断开的。闭合开关S后（    ） A．灯泡变亮 B．定值电阻的电功率增大 C．电流表示数变大，但电流表、的示数之比保持不变 D．副线圈输出电压瞬时值表达式为 【答案】BC 【详解】A．闭合开关S后，副线圈电路中灯泡与并联，负载总电阻减小。由于原线圈电压和匝数比不变，副线圈输出电压保持不变。根据欧姆定律，副线圈干路电流增大。定值电阻两端电压增大，灯泡两端电压减小，灯泡变暗。故A错误； B．副线圈电流增大，根据 定值电阻的电功率增大。故B正确； C．副线圈电流增大，电流表示数变大。根据理想变压器电流与匝数关系 可知原线圈电流也增大，电流表示数变大。电流表、的示数之比等于，保持不变。故C正确； D．原线圈电压有效值，根据 解得副线圈电压有效值 角速度 副线圈输出电压最大值 瞬时值表达式应为。故D错误； 故选BC。 类型4 变压器的应用模型 【典例4】（2025·全国·模拟预测）如图，一理想的自耦调压变压器A、B之间的线圈总匝数为，在输入端间加上的交流电压，输出端C、B间串联一个“12V、6W”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则B、P间线圈的匝数为（　　） A． B． C． D． 【推理演示】灯泡正常发光，则 故则副线圈两端的电压 根据，解得 则 故选C。 【变式4-1】（2026·四川凉山·二模）我国电网已处于世界领先水平，在国家电网改造前，用电高峰期，用户电压会明显低于正常值，甚至家电不能工作。当地居民常常用调压器来调整电压，其原理如图所示。交变电压从端输入，从端输出连接到家用电器上，滑片P可以上下滑动。调压器视为理想变压器，匝数，下列说法正确的是（　　） A．该调压器只能升电压不能降电压 B．若输入电压为，且在的中点，则两端的电压为 C．若则滑片在的中点以下时，可以起到降压作用 D．此调压器端输入功率等于端输出功率，但输入端和输出端的频率不相等 【答案】C 【详解】A．滑片P到b端的匝数为，根据变压器电压与匝数的关系，左侧线圈与段构成自耦变压器关系，加在两端的电压等于段的电压，即 右侧线圈与构成变压器，输出电压 联立可得 已知，则 当滑片P向下滑动使得时，有 即起到降压作用，因此该调压器可以降低电压，故A错误； B．若P在的中点，则 代入公式得，故B错误； C．若，结合，可知 此时 当滑片P在的中点时， 此时 当滑片P在的中点以下时， 则 该调压器起到降压作用，故C正确； D．理想变压器输入功率等于输出功率，且不改变交流电频率，输入端和输出端频率相等，故D错误。 故选C。 【变式4-2】（2026·河北·三模）自耦变压器在高铁中被广泛应用。如图甲所示，理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入如图乙所示的正弦交流电压，当滑片P处于如图甲所示的位置时，原线圈与副线圈的匝数比为10∶1，电动机正常工作时电流表的示数为1 A。已知电动机线圈的电阻为0.2 Ω，不计其他损耗，则电动机正常工作时输出的机械功率为（     ） A．220 W B．200 W C．100 W D．22 W 【答案】B 【详解】由乙图可知，原线圈电压，根据理想变压器电压和匝数的关系以及电流和匝数的关系 有，，其中 得电动机两端电压，通过电动机的电流 根据电动机的功率关系 有，其中 得电动机正常工作时输出的机械功率，ACD错误，B正确。 故选B。 【变式4-3】（2026·广东茂名·二模）某霓虹灯输入电压需达到激发电压才发光，其核心升压装置是理想自耦变压器。它的简化结构如图甲所示，其输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示。若该霓虹灯激发电压为6.6万伏，下列说法正确的是（　　） A．该理想自耦变压器的工作原理是自感现象 B．原、副线圈匝数比为11∶3300时，霓虹灯刚好发光 C．霓虹灯正常发光时，副线圈的电流大于原线圈的电流 D．若霓虹灯出现断路故障，副线圈的输出电压仍存在 【答案】D 【详解】A．自耦变压器的工作原理是互感现象，故A错误； B．根据可得，当时，，此时已超过激发电压，不是刚好发光，故B错误； C．该自耦变压器为升压变压器，根据可得，副线圈的电流小于原线圈的电流，故C错误； D．副线圈的输出电压由原线圈输入电压、原副线圈匝数比决定，和副线圈是否接负载无关；霓虹灯断路后，副线圈仍会产生感应电动势，输出电压依然存在，故D正确。 故选D。 【变式4-4】（2026·甘肃酒泉·一模）为实时监测高压输电线的电压和电流，需要测量出输电线上的电压和电流的大小．因高压输电线的电压和电流都很大，可采用互感器进行测量．如图所示，电压互感器和电流互感器的原线圈分别连接在高压线上，根据两个互感器的原、副线圈的匝数比和两个电表的读数就可以算出高压输电线的电压和电流，则关于电压互感器和电流互感器说法正确的是（    ） A．和都是降压变压器 B．是降压变压器，是升压变压器 C．是升压变压器，是降压变压器 D．和都是升压变压器 【答案】B 【详解】由题意可知，电压互感器次级匝数小于初级匝数，是降压变压器，电流互感器次级匝数大于初级匝数，是升压变压器。 故选B。 【变式4-5】（2026·四川南充·二模）（多选）如图为模拟远距离高压输电示意图。在输电线路的起始端接入互感器，该互感器原、副线圈的匝数比为，互感器和电表均为理想，升压变压器接发电机。则下列说法正确的是（　　） A．该互感器为电压互感器，起降压作用 B．若电压表的示数为200V，输电电流为10A，则线路输送电功率为400kW C．若发电机输出电压和输送功率不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率增大 D．若发电机输出电压不变，增加用户数，为维持用户电压不变，可将滑片上移 【答案】AD 【详解】A．该互感器原线圈并联在高压输电线两端，属于电压互感器，且该互感器原、副线圈的匝数比为20∶1，故起降压作用，故A正确； B．若电压表的示数为200V，根据 解得 因为输电电流为，则线路输送电功率为，故B错误； C．若发电机输出电压和输送功率P不变，仅将滑片Q下移，则升压变压器副线圈匝数增多，可知增大，故减小，因此输电线损耗功率减小，故C错误； D．仅增加用户数，即负载总电阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压不变，则通过副线圈的电流增大，降压变压器原线圈中的电流也增大，输电线上的电压损失增大，原线圈两端电压减小，根据 可知当减小时，减小可以使不变，所以要将降压变压器的滑片P上移，故D正确。 故选AD。 【变式4-6】（2026·甘肃白银·模拟预测）电压互感器与电流互感器可组合起来测量线路的功率。如图所示，和是输电线，甲是电压互感器，初级线圈与次级线圈的匝数的比值为k；乙是电流互感器，初级线圈与次级线圈的匝数的比值为n。若理想交流电压表的示数为U，理想交流电流表的示数为I，则输电线输送的电功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设输电线电压为，根据电压互感器原理有 设输电线电流为，根据电流互感器原理有 输电线输送功率 联立解得输电线输送功率，故ABC错误、D正确。 故选D。 【变式4-7】（2026·河北沧州·一模）如图所示为钳形电流表（又叫钳表）的简化示意图，可在不断开电路的情况下测量线路中电流大小，手柄可控制铁芯断开与闭合。钳表有1、2两个挡位，表盘上有对应的两行刻度线。扳动手柄把通有待测电流的导线放进钳口内（相当于绕在铁芯上的一匝线圈），量程开关旋至挡位1或2，与铁芯底边上线圈相连的表头的指针会发生偏转。钳表可视为理想变压器，下列说法中正确的是（　　） A．表头中电流比待测电流大 B．表头表盘上挡位1、2对应的刻度线中，挡位1的量程较小 C．表头表盘上挡位1、2对应的刻度线量程相同 D．扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会使测量结果偏大 【答案】B 【详解】A．根据理想变压器电流与匝数的关系 其中原线圈匝数，副线圈匝数远大于1，所以 表头中电流远小于待测电流，故A错误； BC．钳形电流表的量程由副线圈匝数决定，满偏时 不同挡位对应副线圈不同的匝数，因此量程不同。由图可知，开关接1时接入电路的副线圈匝数较少，接2时接入匝数较多，所以挡位1对应的量程较小，挡位2对应的量程较大，故B正确，C错误； D．扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会导致磁路磁阻增大，漏磁增加，穿过副线圈的磁通量减小，感应电流减小，从而使测量结果偏小，故D错误。 故选B。 【变式4-8】（2026·云南昆明·一模）（多选）如甲图，电流互感器可测量导线a中交变电流的通电情况。让a穿过闭合铁芯，铁芯上绕有多匝线圈，线圈和分析器组成闭合回路，忽略线圈内电流变化对a中电流的影响。分析器可显示流过分析器的电流随时间变化的波形。某次测量时，分析器显示的结果如乙图中的正弦波形，则（　　） A．分析器中电流的有效值为 B．分析器中电流的最大值为 C．a中电流的频率为100Hz D．时a内电流达到极大值 【答案】AD 【详解】AB．由题图乙可知，分析器中电流的最大值为，则分析器中电流的有效值为，故A正确，B错误； C．a中电流的周期和分析器中电流的周期相同。由题图乙可知，分析器中电流的周期为，则a中电流的频率为，故C错误； D．时，分析器中电流为零，即线圈内的感应电流为零，则a中电流的变化率为0，所以此时a内电流达到极大值，故D正确。 故选AD。 ✡模型二 远距离输电模型 ▶模型剖析 1.计算输电线路损耗模型 （1） 输电电路结构 发电站→升压变压器→高压输电线（有电阻）→降压变压器→用户负载 （2） 核心物理量公式 物理量 计算公式 说明 输电电流I P为输电总功率，U为输电电压 线路电压损耗ΔU R为输电线总电阻 线路功率损耗ΔP 损耗功率与输电电压平方成反比 （3）高压输电原理 在输送功率一定时，提高输电电压U，可大幅减小输电电流I，显著降低线路功率损耗和电压损耗，这是远距离高压输电的核心依据。 2.用户端功率改变判断输电线路中物理量变化模型 解题逻辑：从用户端逆向推导，逐级分析降压变、输电线、升压变物理量变化 （1）典型场景：用户负载增多（总电阻减小、总功率增大） 用户总功率P↑ → 降压变压器输出功率↑ → 降压变副线圈电流↑ → 降压变原线圈电流↑ → 输电线路电流I↑ 输电电流增大 → 线路电压损耗ΔU↑、功率损耗ΔP↑ → 降压变输入电压↓ → 用户端电压略微降低 （2）物理量动态变化 用户负载变化 输电电流 线路损耗功率 线路损耗电压 用户端电压 发电站输出功率 负载功率增大 增大 增大 增大 减小 增大 负载功率减小 减小 减小 减小 增大 减小 （3）易错点 ①输电电压U是升压变压器副线圈电压，不是输电线两端电压； ②功率损耗必须用计算，禁止用； ③ 负载变化会连锁改变整个输电线路的电流、损耗、输出功率，唯独变压器匝数比固定不变。 ▶模型特训 类型1 计算输电线路损耗模型 【典例1】（2026·云南·高考真题）（多选）云南至广东高压输电工程在调试阶段采用高压输电，输送功率为，关于该输电线路，下列说法正确的是（     ） A．输电电流为 B．输电电流为 C．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会增加 D．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会减小 【推理演示】AB．根据输电功率公式，输电电流，故A错误，B正确； CD．输电损耗功率为，输送功率P不变时，提高输电电压U，由可知输电电流I减小，因此P损减小，故C错误，D正确。 故选BD。 【变式1-1】（2026·江苏·高考真题）使用高压输电，若发电站的输出功率不变，输电线的总电阻不变，将输电线中的电流降为原来的一半，则输电线上损耗的功率变为原来的（   ） A．2倍 B． C．不变 D．4倍 【答案】B 【详解】由题知输电电流降为原来的，即 设输电线总电阻为R，则有， 即损耗功率变为原来的。 故选B。 【变式1-2】（2026·贵州·高考真题）如图，某发电站输出电压的交流电，经两个变压器先后将电压升至和，再并入电网。输电线电阻，。设所用变压器均为理想变压器，若发电站输出功率，则和上损失的总功率为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】发电站输出总功率 因此所在回路电流： 的功率损失： 理想变压器无损耗，第一个变压器副线圈输出功率等于原线圈输入功率，即 结合，得所在回路电流： 的功率损失： 故选B。 【变式1-3】（2025·湖北·高考真题）（多选）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 【详解】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。 【变式1-4】（2025·重庆·高考真题）（多选）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 【详解】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。 【变式1-5】（2026·河北邯郸·一模）2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．减小，可以提高远距离输电的输电效率 B．图乙中的线圈转过90°时，线圈产生的电流最小 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 【答案】C 【详解】A. 输电效率 其中 减小，根据可知升压变压器副线圈电压减小，导致输电电流增大，输电线上损耗的功率增大，输电效率降低，故A错误。 B. 由图乙可知，线圈平面与磁感线垂直，处于中性面位置，此时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零。线圈转过时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故B错误。 C. 若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，根据可知增大。由可知输电电流减小。输电线中损耗的功率，因减小，所以减小，故C正确。 D. 当用户端接入的用电器增多时，用户端总电阻减小，降压变压器副线圈电流增大，原线圈电流（即输电线电流）增大，输电线上电压损失增大，降压变压器原线圈电压减小。用户电压随之减小。为维持用户电压稳定，应增大变压比，即适当增大，故D错误。 故选C。 【变式1-6】（2026·广东惠州·二模）（多选）如图所示为交流充电桩给新能源汽车充电的设施，为输电线的总电阻。配电设备的输出电压为，理想升压变压器原、副线圈的匝数比为，理想降压变压器原、副线圈的匝数比为，充电桩输出电压，功率为，电压表为理想交流电压表，说法中正确的是（　　） A．交变电流的方向每秒改变100次 B．输电线的总电阻 C．输电线损失的功率为 D．当时，电压表的示数是0 【答案】ABC 【详解】A．由知，角速度，频率，每秒方向改变次，故A正确； BC．充电桩电压有效值，功率，则降压变压器副线圈电流 由匝数比，得， 升压变压器副线圈电压 输电线损失电压 总电阻 输电线功率损失，故BC正确； D．电压表测有效值，时示数仍为，故D错误。 故选ABC。 【变式1-7】（2026·山东东营·二模）（多选）如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动输出如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器和远距离输电给用户供电，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．用电高峰期相当于滑片向下移动，则电压表的示数变大 B．t=0.015s时穿过线圈的磁通量为零 C．将输电电压提高到原来的10倍，输电线路上损失的功率变为原来的 D．若风速增大时，转速增加，输电线上损失的功率增大 【答案】BD 【详解】A．用电高峰期用户增加，并联总电阻减小，相当于滑片向下移动，升压变压器两端电压不变，降压变压器副线圈电流变大，则原线圈电流也增大，输电导线电阻两端电压增大，降压变压器原线圈两端电压减小，即电压表示数减小，故A错误； B．时，电压，为最大值，所以线圈平面与磁感线平行，穿过线框的磁通量为0，故B正确； C．将输电电压提高到原来的10倍，根据，可知输电线路上的电流变为原来的，根据输电线路上损失的功率，可知输电线路上损失的功率变为原来的，故C错误； D．若风速增大，则风轮带动线圈转动更快，发电机转速增大，感应电动势增大，输出电压增大。在变压器变比不变、用户负载不变的情况下，输电线中的电流增大。由于线路损耗功率为，所以输电线上的损失功率增大，故D正确。 故选BD。 【变式1-8】（2026·河南南阳·一模）如图所示，某小电站发电机的输出功率为100kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电。为了减少电能损耗，使用10kV高压输电，最后用户得到“220V  98kW”的电能，变压器均视为理想变压器。则（    ） A．输电线路导线电阻为 B．输电线路中的电流为2A C．升压变压器原、副线圈匝数比为 D．降压变压器原、副线圈匝数比为 【答案】A 【详解】AB．输电线路中的电流为 最后用户得到“220V  98kW”的电能，则输电线损耗电功率为 根据 解得输电线路导线电阻为，故A正确，B错误； C．根据变压器电压与线圈匝数关系可知，故C错误； D．根据串联电路规律可知 根据变压器电压与线圈匝数关系可知，故D错误； 故选A。 【变式1-9】（2025·福建龙岩·二模）（多选）如图所示的电路中，交流电源的电动势为、内阻可忽略不计，定值电阻 ，小灯泡、的规格均为“6V  6W”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为和。分别接通电路I和电路II，两电路都稳定工作时，则（    ） A．比更亮 B．与一样亮 C． R2的电功率比R1的小 D． R2的电功率与R1相等 【答案】AD 【详解】若开关接cd端，则若电源电压为U0，理想变压器、的匝数比为 用户电阻为，输电线电阻为，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压 降压变压器初级电压 降压变压器次级电压 降压变压器次级电流为 根据匝数比有 其中 可得输电功率为 输电线上损耗的电功率为 用户得到的电功率为 若开关接ab端，则负载得到的功率 输电线上损耗的电功率为 将和 及k=2带入可知可得 即L2比L1更亮；又有 故选AD。 【变式1-10】（2026·北京东城·二模）如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器的输入电压如图乙所示，远距离输电线的电阻不可忽略。降压变压器右侧电路中可连接多个用户，下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100 Hz B．图乙所示电压的瞬时值表达式 C．当用户增多时（即降压变压器输出电流I增大），电压表示数变大 D．当用户增多时（即降压变压器输出电流I增大），远距离输电线路损耗功率变大 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，交流电的周期 频率 理想变压器不改变交流电的频率，所以降压变压器副线圈输出的交流电频率为 ，故A错误； B．交流电的角速度 所以图乙所示电压的瞬时值表达式为 ，故B错误； C．当用户增多时，降压变压器副线圈负载总电阻减小，输出电流 增大。根据变压器电流关系 可知，输电线上的电流 增大。输电线上的电压损失 增大。升压变压器输出电压 由输入电压决定，保持不变，则降压变压器输入电压 减小。根据变压器电压关系 可知，降压变压器输出电压 减小，即电压表示数变小，故C错误； D．当用户增多时，输电线上的电流 增大，根据 可知，远距离输电线路损耗功率变大，故D正确。 故选D。 【变式1-11】（2026·河南焦作·模拟预测）如图所示为远距离输电原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，降压变压器的副线圈匝数可调，为输电线上的电阻，为负载电阻。开始时开关断开，在升压变压器原线圈两端输入最大电压一定的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　） A．仅将开关闭合，消耗的功率变小 B．仅将开关闭合，消耗的功率变小 C．仅将滑片P下移，输电线损耗的功率增大 D．仅将滑片P下移，降压变压器的输出功率变大 【答案】B 【详解】A．仅将开关K 闭合，负载电阻 与并联，降压变压器副线圈的总电阻减小。设降压变压器匝数比为；根据变压器原理，等效到原线圈的电阻减小，输电线上的总电压不变，则输电线的电流增大，由可知，消耗的功率变大，故A错误； B．仅将开关K闭合，输电线电流增大，输电线上的电压损失 增大。升压变压器副线圈电压 不变，则降压变压器原线圈电压减小。根据变压器电压与匝数的关系，降压变压器副线圈电压减小。 消耗的功率变小，故B正确； C．仅将滑片P下移，降压变压器副线圈匝数减小。等效电阻增大。回路总电阻增大，输电线电流减小。由 可知，输电线损耗的功率减小，故C错误； D．仅将滑片P下移，降压变压器副线圈匝数减小，变压比增大。等效电阻增大，输出功率 输电线的电阻与等效电阻大小未知，所以降压变压器的输出功率可能变小，故D错误。 故选B。 【变式1-12】（2026·陕西延安·二模）2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．减小，可以降低远距离输电的输电效率 B．图乙中的线圈转过时，线圈产生的电流最小 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会增大 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 【答案】A 【详解】A．升压变压器副线圈电压 减小​则降低。若输送功率一定，输电电流 ​减小则增大，输电线损耗功率 增大则增大，输电效率 增大则降低，因此减小可以降低输电效率，故A正确； B．由图乙可知，磁场竖直向上，图示初始位置线圈平面与磁场垂直，处于中性面位置，磁通量最大，但磁通量的变化率为0，感应电动势为0，电流最小。线圈转过后，线圈平面与磁场平行，磁通量为0，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，电流最大，因此转过时电流最大，故B错误； C．输送功率一定，升压变压器副线圈电压 发电机输出电压​增大则增大，输电电流 增大则减小，输电线损耗 减小则减小，故C错误； D．当用户端接入的用电器增多时，用户端总电阻减小，降压变压器副线圈电流增大，原线圈电流（即输电线电流）增大，输电线电压损耗 增大则增大，降压变压器原线圈电压 增大则减小。根据理想变压器电压比 得 要维持不变，且​减小则需要增大，减小​会让更小，无法维持稳定，故D错误。 故选A。 【变式1-13】（2026·陕西商洛·二模）（多选）国家电网是将各个电站以各种发电方式获得的电能高效分配的超级工程。如图所示为一小型交流发电机向远处用户供电的示意图，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的电阻率为，输电距离（单程）为，所用导线横截面积。变压器均为理想变压器，升压、降压变压器原、副线圈的匝数比分别为，若用户区标有“220V，”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略。下列说法正确的是（　　） A．交流发电机产生的电动势的峰值 B．输电线上损失的电功率为 C．发电机的总功率为 D．交流发电机线圈电阻上的热功率与输电线上损耗的电功率之比 【答案】AD 【详解】A．交流发电机产生的电动势的峰值，故A正确； B．降压变压器副线圈中的电流 根据 可得 输电线的电阻为 输电线上损失的电功率为，故B错误； C．根据， 得 发电机的总功率为,故C错误； D．交流发电机线圈电阻上的热功率与输电线上损耗的电功率之比，故D正确。 故选AD。 【变式1-14】（2026·山东滨州·一模）如图所示为某一商业充电桩对新能源汽车电池快速充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=220V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶100，输电线总电阻r=10Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4=5∶1。充电桩正常充电时的额定电压U4=380V，该新能源汽车电池组的容量为W=22kWh，变压器均视为理想变压器。则（　　） A．只有一个充电桩正常工作时，充电桩充电时的额定功率为760W B．只有一个充电桩正常工作时，该新能源汽车正常充电充满大约需要0.9h C．只有一个充电桩正常工作时，供电电路正常供电的效率为95% D．当充电桩使用个数增多时，供电电路的效率增大 【答案】C 【详解】ABC．升压变压器的次级电压 降压变压器的初级电压 可知输电电流为 则降压变压器的次级电流 可得只有一个充电桩正常工作时，充电桩充电时的额定功率为 该新能源汽车正常充电充满大约需要 供电电路正常供电的效率为，AB错误，C正确； D．当充电桩使用个数增多时，降压变压器次级输出功率变大，则输电线上的电流I3变大，输电线的功率损失变大，可知供电电路的效率减小，D错误。 故选C。 类型2 用户端功率改变判断输电线路中物理量变化模型 【典例2】（2026·湖南邵阳·二模）如图是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压恒定，输电线总电阻为，变阻器R相当于用户用电器的总电阻。当用电器减少时，相当于R变大，当用电进入低谷时，下列说法正确的是（　　） A．电压表、的读数均不变，电流表的读数减小，电流表的读数减小 B．电压表、的读数均减小，电流表的读数增大，电流表的读数增大 C．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值减小 D．线路损耗功率增大 【推理演示】A．电压表的读数均不变，因为输入电压和匝数比都不变，用电低谷期，输送功率减小，可知电流减小，根据电流与匝数成反比知电流都减小，故A正确； B．输电线上的电压损失减小，故电压表的读数均增大，电流表的读数减小，电流表的读数减小，故B错误； C．电压表的读数之差与电流表的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，C错误； D．根据，又输电线上的电流减小，电阻不变，所以输电线上的功率损失减小，D错误。 故选A。 【变式2-1】（2026·湖南·二模）（多选）如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电压，导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2A，输电线路总电阻为，理想降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，其两端电压为220V，总功率为1100W，导线框及其余导线电阻不计，下列说法正确的是（   ） A．图示位置线框的磁通量变化率为0 B．电动机的电阻为 C．升压变压器原、副线圈的匝数比为 D．若电动机突然卡住不能转动，输电线上的损耗功率将增大 【答案】CD 【详解】A．图示位置线圈和磁感线方向平行，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，故A错误； B．电动机并非纯电阻，题中信息无法计算其阻值，故B错误； C．降压变压器的输入功率等于输出功率 输电线上的电流2A既等于升压变压器的输出电流，也等于降压变压器的输入电流，所以降压变压器的输入电压为 则升压变压器的输出电压为 所以升压变压器原副线圈的匝数比为，故C正确； D．若电动机突然卡住，则电路将变成纯电阻电路，降压变压器的输出电流将变大，则输电线上的电流也将变大，根据输电线损失功率公式可知，输电线上损失的功率将增大，故D正确。 故选CD。 【变式2-2】（2026·山东·一模）如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户端用电器增加导致总电阻变小时，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器的输出电压减小 B．降压变压器输出电流的频率变大 C．输电线上损失的功率增大 D．升压变压器原线圈中的电流不变 【答案】C 【详解】A．升压变压器原线圈输入电压恒定，原副线圈匝数比不变，根据理想变压器电压比，可得输出电压恒定不变，故A错误； B．理想变压器不改变交流电的频率，因此降压变压器输出电流的频率不变，故B错误； C．用户端总电阻变小时，降压变压器输出电流增大；由理想变压器电流关系，可知输电线电流也增大。输电损失功率，为输电线电阻不变，因此输电线上损失的功率增大，故C正确； D．对升压变压器，由电流关系，增大，因此原线圈电流也增大，故D错误。 故选C。 【变式2-3】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）我国发布的“双碳战略”计划到2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。风力发电绿色环保，是实现碳中和的重要途径之一。风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，发电机输出的交变电压如图乙所示，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（    ） A．线框转动的角速度为 B．时穿过线圈的磁通量为零 C．时串联在升压变压器原线圈中的交流电流表示数为0 D．用电高峰时，输电线上的功率损失增大 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，交变电压的周期 ，根据角速度与周期的关系 ，得 ，故A错误； B． 时，感应电动势为0，说明线圈处于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，并非为零，故B错误； C．交流电流表测量的是交流电的有效值，有效值不为零，因此电流表示数不可能为0，故C错误； D．用电高峰时，用户端总负载增多，总电阻减小，降压变压器输出电流增大，导致输电线上的电流增大，根据输电线上功率损失 ，可知输电线上的功率损失增大，故D正确。 故选D。 【变式2-4】（2026·甘肃·模拟预测）（多选）2025年10月3日至9日，内蒙古绿电“出塞”首次到海南。来自内蒙古的风、光资源，跨越3000公里“电力天路”，转化为海南岛的万家灯火，标志着内蒙古实现了清洁能源有史以来最远距离的跨省输送。如图所示为通过远距离输电方式给新能源汽车充电桩供电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为、。输电线总电阻为。在升压变压器的原线圈两端接入一电压为的交流电。不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　） A．充电桩上交流电的周期为0.01s B．升压变压器副线圈两端的电压为4400V C．当充电桩使用个数增多时，降压变压器的输出电压减小 D．当升压变压器的输入功率为88kW时，输电线上损失的电功率为1.6kW 【答案】BCD 【详解】A．由，可知 则交流电的周期为，故A错误； B．升压变压器原线圈电压的有效值 根据，解得，故B正确； C．若充电桩消耗的总功率增大，则升压变压器输入功率变大，因为输入电压不变，由，可知升压变压器原线圈中的电流变大，升压变压器副线圈中的电流变大，则输电线上的损耗电压变大，降压变压器原线圈的电压变小，则降压变压器的输出电压减小，故C正确； D．升压变压器的输入功率为时，输入电流为 根据，解得 输电线上损失的电功率为，故D正确。 故选BCD。 【变式2-5】（2026·湖南常德·一模）直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，其输电原理如图所示。若变压器、均为理想变压器，的匝数之比，直流输电线的总电阻等效为，整流及逆变过程的能量损失不计，交流电的有效值不变。下列说法正确的是（　　） A．图中“”指交流电的最大值 B．直流输电电流大小为 C．当用户负载增加时，输电线上损失的电压会减小 D．当用户负载增加时，会增大 【答案】B 【详解】A．图中“”指交流电的有效值，故A错误； B．由 可得 则直流输电电流大小为,故B正确； CD．当用户负载增加时，副线圈电流增大，由 可得原线圈电流增大，从而输电电流会增大，由 可得输电线上损失的电压会增大，则减小，故而减小，故CD错误； 故选B。 【变式2-6】（2026·辽宁·模拟预测）如图所示为某水电站远距离输电的原理图。已知升压变压器的原、副线圈匝数比为k，输电线的总电阻为R，发电机输出的电压恒为U。现由于用户端负载变化，使发电机输出功率增加了，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，电表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．输电线上损失的电压增加了 B．电压表的示数与电流表的示数之比不变 C．电压表的示数与电流表的示数之比增大 D．输电线上损失的功率增加了 【答案】A 【详解】A．由于发电机输出电压恒为U，根据理想变压器的规律 故电压表的示数不变，发电厂输出功率增加了，则发电厂输出电流增加了 根据理想变压器的规律，对于升压变压器 根据欧姆定律，输电线上损失的电压增加了 故A正确； BC．由A选项可得，示数增加了 由于示数增加，示数也将增加，降压变压器的输入电压将减少 故示数也将减小，所以电压表的示数与电流表的示数之比减小，电压表的示数与电流表的示数之比减小，故BC错误； D．输电线上损失的功率增加了 由于未知，故无法计算，故D错误。 故选A。 【变式2-7】（2026·辽宁大连·模拟预测）如图为双线并联模式进行远距离输电的示意图。发电机的输出电压稳定，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，两变压器线圈匝数固定不变，且两变压器间每条输电线等效电阻均为。则（　　） A．若负载电阻变大，升压变压器的输出电压变大 B．若负载电阻变大，输电线损失的电能变大 C．若负载电阻不变，一条输电线被切断，负载两端电压变大 D．若负载电阻不变，一条输电线被切断，升压变压器的输出功率变小 【答案】D 【详解】设升压变压器原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，降压变压器原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，负载电阻为，其中，输电线的总电阻 A．升压变压器的输出电压由输入电压决定，由发电机的输出电压决定，发电机的输出电压稳定，故升压变压器的输出电压稳定，不随着负载电阻的变化而变化，A错误； B．根据欧姆定律 有 根据，， 得，负载电阻变大，减小，输电线损失的电能减小，B错误； C．根据，负载电阻不变，一条输电线被切断，则，即增大，知减小，则减小 由 可知减小，C错误； D．根据前面分析知减小，即减小，升压变压器的输出功率，不变，减小，D正确。 故选D。 【变式2-8】（2026·辽宁朝阳·模拟预测）（多选）某电厂对用户进行供电的原理图如图所示。发电机的输出电压为、输出功率为，输电线的总电阻等效为。变压器视为理想变压器，其中升压变压器原、副线圈的匝数比为，用户获得的电压为。假设用户（负载）是阻值为的纯电阻。下列说法正确的是（　　） A．若输送的总电功率恒为，则输电线上的电流为 B．若增大、减小、和变压器的匝数比不变，则高压输电线的输电电流一定增大 C．若用户端消耗的功率增大，在发电机的输出电压不变的情况下，用户端获得的电压减小 D．若将输送电压由升级为的高压，输送电功率变为原来的1.5倍，不考虑其他因素的影响，输电线损失的功率变为原来的 【答案】CD 【详解】A．升压变压器原线圈电流，根据变压器电流之比与匝数之比成反比，得，A项错误； B．对用户回路，有，对降压变压器，有， 又， 联立解得 若增大、减小、和变压器的匝数比不变，则高压输电线的输电电流可能增大，可能减小，可能不变，B项错误； C．若用户端消耗的功率增大，在发电机的输出电压不变的情况下，可知输送电流增大，输电线上损失的电压增大，降压变压器原线圈电压减小，则降压变压器副线圈电压减小，用户端获得的电压减小，C项正确； D．输电线路上损失的功率，当输送电压变为原来的3倍，功率变为原来的1.5倍，代入可得损失的功率变为原来的，D项正确。 故选CD。 【变式2-9】（2025·广东湛江·模拟预测）图甲是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图乙所示。如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，r表示输电线总电阻，下列说法正确的是（　　） A．若，则用户获得的电压U4＝U1 B．若用户开启的用电器减少，则升压变压器输出的电压U2减小 C．若用户开启的用电器减少，则降压变压器输入的电压U3减小 D．若用户开启的用电器减少，则输电线消耗的功率减小 【答案】D 【详解】A．根据变压器原理可得， 若，则有 由于输电线上电阻分压作用，则， 故A错误； B．升压变压器输入电压恒定，升压变压器的原、副线圈匝数比恒定，则升压变压器输出的电压不变，故B错误； CD．若用户开启的用电器减少，则用户总电阻增大，将降压变压器和用户看成一等效电阻，则有 则输电线上的电流为 可知输电线上的电流减小，则输电线上消耗的功率减小，输电线的损失电压减小，根据 可知降压变压器输入的电压增大，故C错误，D正确。 故选D。 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $