第61讲 变压器 电能的输送（复习讲义）（北京专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第61讲 变压器 电能的输送 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 理想变压器的原理及应用 知识点1 理想变压器的构造和原理 知识点2 基本关系式 考向1 变压器基本物理量的分析与计算 重 考向2 原线圈接入用电器的变压器问题分析 考向3 含多个副线圈的变压器 考点二 理想变压器的动态分析 知识点1 理想变压器的动态分析问题 考向1 理想变压器匝数不变问题的分析和计算 重 考向2 理想变压器负载不变问题的分析与计算 考点三 远距离输电 知识点1 远距离输电问题 考向1 远距离输电问题的基本计算 重 考向2 远距离输电的动态分析 重 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 理想变压器的原理及应用 —— —— 北京，T5，3分 理想变压器的动态分析 北京，T7，3分 —— —— 远距离输电 —— —— —— 考情分析 题型与考向：题型多以选择题的形式出现，通常情况下难度中等，常以电力工程、生活用电作为试题背景，考查对理想变压器原理、电压/功率/电流基本关系的理解辨析，以及变压器动态分析、远距离输电功率损耗、电压损失的相关计算。 情境与立意： 1.生活实践类：变压器、远距离输电、无线充电。 2.学习探究类：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，探究负载增加对供电系统的影响。 复习目标 1.知道变压器的工作原理，掌握变压器的规律，会分析变压器的动态变化问题。 2.理解远距离输电的原理，会计算线路损失的电压、功率和输送的功率。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 理想变压器的原理及应用 知识点1 理想变压器的构造和原理 知●识●解●构 1.构造：如图所示，变压器是由_________和绕在铁芯上的_________组成的。 2.原理：电磁感应的_________现象。 知识点2 基本关系式 知●识●解●构 1.基本关系式 种类 单磁路一个副线圈 单磁路多个副线圈 原理 ΔΦ1=ΔΦ2 E1=n1 E2=n2 ΔΦ1=ΔΦ2=ΔΦ3 E1=n1 E2=n2 E3=n3 结构示意 关系 = I1n1=I2n2 P1=P2 == I1n1=I2n2+I3n3 P1=P2+P3 2.关于理想变压器的四点说明 （1）变压器不能改变直流电压。 （2）变压器不能改变交变电流的频率。 （3）理想变压器本身不消耗能量。 （4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。 3.理想变压器各量的制约关系 制约关系 电压 副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，U2＝ U1 功率 原线圈的输入功率P入由副线圈的输出功率P出决定，P入＝P出 电流 原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定，I1＝ I2 4.常见变压器 （1）自耦变压器 （2）互感器 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 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 将大电流变为小电流 利用的公式 = I1n1=I2n2 考●向●破●译 考向1 变压器基本物理量的分析与计算 【重】 例1 （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 【变式训练1·变情境】(2025·北京顺义区)如图所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源U，原、副线圈的匝数比为4∶1，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．原线圈输入电压的有效值为 B．副线圈中电流的有效值为0.5A C．原线圈中电流的有效值为2A D．原线圈的输入功率为12W 【变式训练2·变情境】（2026·北京丰台·二模）如图所示，某理想变压器的原线圈接在100V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为10V，副线圈与负载电阻R相连。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈匝数之比为1:10 B．当负载电阻R=10Ω时，电流表的示数为10A C．当负载电阻R的阻值增大时，副线圈的输出电压将减小 D．当负载电阻R的阻值减小时，原线圈的输入功率将增大 考向2 原线圈接入用电器的变压器问题分析 例2 （2025·北京海淀·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1和n2，原线圈接在正弦式交变电源上，副线圈接有一灯泡L。为了检测理想变压器的相关数据，变压器的铁芯上还接有一匝数为2匝的电压互感器，电压表为理想交流电压表。已知电路稳定时小灯泡恰好正常发光，电压互感器中电压表的示数为U0，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为 B．正弦式交变电源的电压有效值为 C．原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率 D．原、副线圈两端的电压之比 【变式训练1·变载体】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 【变式训练2·变载体】(2026·北京海淀教师进修附属实验学校)如图所示，矩形线圈abcd匝数匝、面积、电阻不计，处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“10V，10W”灯泡。接在矩形线圈和原线圈间的熔断器的熔断电流的有效值、电阻忽略不计，现使线圈abcd绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度匀速转动，灯泡正常发光。求： (1)线圈abcd中电动势的最大值； (2)变压器原、副线圈匝数之比； (3)在副线圈中并联接入“10V，10W“的灯泡，要求所有灯泡均正常发光，副线圈中最多可以并联多少盏这样的灯泡？ 考向3 含多个副线圈的变压器 例3图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比，电阻阻值未知，电阻，灯泡的额定电压为10V，额定功率为5W。不计发电机线圈内阻及交流电表的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．时，通过发电机线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大 B．电流表A的示数为 C．电阻 D．发电机的输出功率为 【变式训练1·变情境】（2026·北京第一七一中学）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=30，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30Ω。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．灯泡中的电流为1A B．电动机中的电流为20A C．电动机的电功率为100W D．电动机的机械功率为85W 【变式训练2·变情境】（多选）一种供电储能方案如图所示，一理想变压器原线圈匝数为匝，2个副线圈匝数分别为匝和匝，匝数为的副线圈与可变电阻R的用电负载相连，匝数为的副线圈与储能柜相连，储能柜的储电功率由智能调度系统进行调节。已知变压器的输入电压有效值为，输入电流有效值恒为。下列说法正确的是（ ） A．匝数为和的副线圈输出的电压分别为和 B．流过负载的电流与流过储能柜的电流之比为 C．当可变电阻的阻值减小为时，储能柜的储电功率变为零 D．当可变电阻的阻值变为时，储能柜的输入电流为 考点二 理想变压器的动态分析 知识点1 理想变压器的动态分析问题 知●识●解●构 1.两类理想变压器的动态分析常见的两种情况 （1）匝数比不变的情况（如图所示） ①U1不变，输入电压U1决定输出电压U2，根据=可以得出不论负载电阻R如何变化，U2都不变。 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。 ③I2变化引起P2变化，根据P1=P2可以判断P1的变化。 （2）负载电阻不变的情况（如图所示） ①U1不变，发生变化，U2变化。 ②R不变，U2变化，I2发生变化。 ③根据P2=和P1=P2可以判断，P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。 2.分析变压器的动态变化问题的注意事项 （1）要明确变压器的各基本物理量之间的制约关系。 （2）要明确“不变量”和“变化量”，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况。 3.理想变压器动态变化问题的三点技巧 （1）分清不变量：①线圈匝数比；②负载电阻。 （2）弄清理想变压器中的制约关系：U1U2I2I1P1。 （3）负载回路中若存在二极管，则负载回路中通过的将不再是交变电流，而是脉冲电流。 考●向●破●译 考向1 理想变压器匝数不变问题的分析和计算 【重】 例1 (2026·北京朝阳区)图甲中理想变压器的原、副线圈的匝数比为10：1，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．变压器输入、输出功率之比为10：1 B．电压表的示数为311V C．变压器原线圈两端的电压u随时间t变化的规律为 D．若热敏电阻的温度升高，则电流表的示数变大 【变式训练1·变情境】（2026·北京房山·一模）如图所示，理想变压器原线圈接在电压的交流电源上，副线圈与定值电阻R、滑动变阻器相连，交流电压表和交流电流表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．交变电流的频率为100Hz B．变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 C．变阻器的滑片向a端滑动，电压表的示数减小 D．变阻器的滑片向b端滑动，电流表的示数减小 【变式训练2·变情境】（2025·北京三十五中·三模）如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻表示输电线的电阻，变阻器表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（相当于滑动变阻器滑片下移）（　　） A．示数变大 B．上的功率变小 C．示数变大 D．示数变小 考向2 理想变压器负载不变问题的分析与计算 例2如图所示，理想变压器原线圈为匝，副线圈接入电路的匝数可通过滑片调节，原线圈输入的正弦交变电压有效值恒为，定值电阻，调节滑片，使副线圈接入电路的匝数从匝缓慢增加到匝的过程中，定值电阻消耗的功率 A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【变式训练1·变角度】如图所示，一理想自耦变压器左端接在输出电压恒定的正弦交流电上，P为滑动触头，初始位置位于线圈中点G，A1和A2为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．将P向下滑动，A1的示数将变大 B．将P向下滑动，电阻R的功率变小 C．将P向上滑动，A2的示数将减小 D．将P向上滑动，原线圈功率增大 【变式训练2·变角度】如图所示，理想变压器副线圈匝数可调，原线圈和定值电阻串联在电压有效值恒定的正弦交流电源的两端，定值电阻的阻值与相同，初始时原、副线圈匝数之比为，现向上移动滑片P，则（ ） A．变压器的输出功率变小 B．两端电压的有效值上升 C．两端电压的有效值上升 D．通过的电流有效值增大 考点三 远距离输电 知识点1 远距离输电问题 知●识●解●构 1.输电损耗：如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P'，用户的电压为U'，输电线总电阻为R。 输电电流 电压损失 功率损失 I=== ΔU=U-U'=IR ΔP=P-P'=I2R=（）2R 2.减少输电线上电能损失的方法 （1）减小电阻法 由R＝ρ知，可加大导线的_________，采用_________的材料做导线。 ①采用电阻率ρ较小、密度较小(减轻重量)且材料丰富的铝做远距离输电的导线。 ②采用多股铝线绞在一起作为输电线，以增大导线的横截面积S。 （2）升压法：由ΔP＝I2R线＝()2R线知，在输电功率一定的情况下，可通过_________，减小输电电流，以减小输电损耗。 3.远距离输电问题的解题策略 （1）理清三个回路 （2）抓住两个联系 ①回路1和回路2的联系——升压变压器→基本关系：==，P1=P2。 ②回路2和回路3的联系——降压变压器→基本关系：==，P3=P4。 （3）明确三个重要关联式（联系两个变压器的纽带） ①功率关联式：P2=ΔP+P3 （其中ΔP=ΔUI线=R线=）。 ②电压关联式：U2=ΔU+U3。 ③电流关联式：I2=I线=I3。 考●向●破●译 考向1 远距离输电问题的基本计算 【重】 例1(2026·北京对外经济贸易大学附属中学)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向的纯电阻用电器供电。已知输电线的总电阻，的原、副线圈匝数比为，用电器两端的电压为，将、均视为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A．升压变压器的输入功率为 B．升压变压器中电流的频率为 C．输电线消耗的功率为 D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小 【变式训练1·变情境】（2026·北京延庆·一模）2025年12月30日，国家电网有限公司蒙西—京津冀±800千伏特高压直流输电工程正式开工建设。计划将输电站提供的直流电由内蒙古鄂尔多斯市输送至河北沧州，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V，频率为100Hz D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为500∶11 【变式训练2·变情境】(2026·北京第一七一中学)电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，则 (1)降压变压器副线圈的电流多大？ (2)输电线损失的功率多大？ (3)升压变压器的输入电压多大？ 考向2 远距离输电的动态分析 【重】 例2(2026·北京第五十五中学)如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动（的示数不变）。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化情况说法正确的是（　　） A．电流表的示数不变 B．电流表的示数变小 C．电压表的示数变大 D．电压表的示数变小 【变式训练1·变情境】(2026·北京东城区)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 【变式训练2·变情境】(2025·北京朝阳区)（多选）如图所示为远距离输电示意图，各变压器均视为理想变压器，若发电机的输出电压不变。在用电高峰时（可等效为用户的总电阻减小），电路中所标物理量变化正确的是（　　） A．降压变压器的输出电压增大 B．输电线上的电流，增大 C．输电线上损失的电压减少 D．升压变压器的输出电压不变 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·重庆·高考）重庆夜景闻名遐迩。吊脚楼在霓虹灯映衬下呈现出梦幻般的色彩。为启动霓虹灯，将变压器的原线圈接入有效值为220 V的家用交流电，副线圈接霓虹灯。当副线圈两端的电压有效值为15400 V时，流过霓虹灯的电流有效值为10 mA，若将该变压器视为理想变压器，则（ ） A．原、副线圈匝数比为 B．原线圈中电流有效值为0.7 A C．家用交流电的电压最大值为 D．副线圈的输出功率为2.2 W 2．（2026·浙江·高考）多彩的灯光为晚会营造快乐的气氛。某彩灯带由121个灯泡并联组成，每个灯泡的额定电压为4 V，额定电流为0.1 A。将其接在理想变压器的副线圈上，变压器原线圈输入电压为220V，该彩灯带正常发光。则变压器（ ） A．原、副线圈的匝数之比为1∶55 B．原、副线圈的电流之比为55∶1 C．原线圈的输入功率为0.4 W D．原线圈的电流为0.22 A 3．（2026·北京·高考）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在的交流电源上，副线圈接定值电阻和滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动（ ） A．电压表、的示数之比为2∶1 B．电流表示数不变 C．电流表示数增加 D．变压器输出功率减小 4．（2026·河南·高考）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 5．（2026·湖北·高考）（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 6．（2025·天津·高考）（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 7．（2025·江西·高考）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 8．（2025·湖南·高考）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 9．（2025·河北·高考）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． 10．（2025·云南·高考）（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 11．（2026·江苏·高考）直流特高压远距离输电时，若输送的电功率保持不变，输电电流减小一半。则输电线上的电阻造成的电 功率损失是原来的（ ） A． B． C． D． 12．（2025·湖北·高考）（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 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第61讲 变压器 电能的输送 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 理想变压器的原理及应用 知识点1 理想变压器的构造和原理 知识点2 基本关系式 考向1 变压器基本物理量的分析与计算 重 考向2 原线圈接入用电器的变压器问题分析 考向3 含多个副线圈的变压器 考点二 理想变压器的动态分析 知识点1 理想变压器的动态分析问题 考向1 理想变压器匝数不变问题的分析和计算 重 考向2 理想变压器负载不变问题的分析与计算 考点三 远距离输电 知识点1 远距离输电问题 考向1 远距离输电问题的基本计算 重 考向2 远距离输电的动态分析 重 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 理想变压器的原理及应用 —— —— 北京，T5，3分 理想变压器的动态分析 北京，T7，3分 —— —— 远距离输电 —— —— —— 考情分析 题型与考向：题型多以选择题的形式出现，通常情况下难度中等，常以电力工程、生活用电作为试题背景，考查对理想变压器原理、电压/功率/电流基本关系的理解辨析，以及变压器动态分析、远距离输电功率损耗、电压损失的相关计算。 情境与立意： 1.生活实践类：变压器、远距离输电、无线充电。 2.学习探究类：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，探究负载增加对供电系统的影响。 复习目标 1.知道变压器的工作原理，掌握变压器的规律，会分析变压器的动态变化问题。 2.理解远距离输电的原理，会计算线路损失的电压、功率和输送的功率。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 理想变压器的原理及应用 知识点1 理想变压器的构造和原理 知●识●解●构 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。 2.原理：电磁感应的互感现象。 知识点2 基本关系式 知●识●解●构 1.基本关系式 种类 单磁路一个副线圈 单磁路多个副线圈 原理 ΔΦ1=ΔΦ2 E1=n1 E2=n2 ΔΦ1=ΔΦ2=ΔΦ3 E1=n1 E2=n2 E3=n3 结构示意 关系 = I1n1=I2n2 P1=P2 == I1n1=I2n2+I3n3 P1=P2+P3 2.关于理想变压器的四点说明 （1）变压器不能改变直流电压。 （2）变压器不能改变交变电流的频率。 （3）理想变压器本身不消耗能量。 （4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。 3.理想变压器各量的制约关系 制约关系 电压 副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，U2＝ U1 功率 原线圈的输入功率P入由副线圈的输出功率P出决定，P入＝P出 电流 原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定，I1＝ I2 4.常见变压器 （1）自耦变压器 （2）互感器 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 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 将大电流变为小电流 利用的公式 = I1n1=I2n2 考●向●破●译 考向1 变压器基本物理量的分析与计算 【重】 例1 （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 【解析】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。 【变式训练1·变情境】(2025·北京顺义区)如图所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源U，原、副线圈的匝数比为4∶1，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．原线圈输入电压的有效值为 B．副线圈中电流的有效值为0.5A C．原线圈中电流的有效值为2A D．原线圈的输入功率为12W 【答案】B 【解析】A．根据题意，副线圈电压的有效值为6V，由理想变压器电压与匝数关系 可得原线圈输入电压的有效值U1=24V，故A错误； B．灯泡正常发光，由P=UI得，副线圈中电流有效值为，故B正确； C．由理想变压器电流与匝数关系 可知原线圈中电流的有效值I1=0.125A，故C错误； D．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P1=PL=3W，故D错误。故选B。 【变式训练2·变情境】（2026·北京丰台·二模）如图所示，某理想变压器的原线圈接在100V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为10V，副线圈与负载电阻R相连。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈匝数之比为1:10 B．当负载电阻R=10Ω时，电流表的示数为10A C．当负载电阻R的阻值增大时，副线圈的输出电压将减小 D．当负载电阻R的阻值减小时，原线圈的输入功率将增大 【答案】D 【解析】A．根据理想变压器的电压与匝数关系，可得 所以原、副线圈匝数之比为，故A错误； B．当时，副线圈电流 根据理想变压器电流与匝数关系 解得，即电流表示数为，故B错误； C．副线圈的输出电压，只由原线圈电压和匝数比决定，与负载电阻无关。所以即使增大，也不变，故C错误。 D．原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即 当减小时，不变，所以增大，对应也增大，故D正确。故选D。 考向2 原线圈接入用电器的变压器问题分析 例2 （2025·北京海淀·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1和n2，原线圈接在正弦式交变电源上，副线圈接有一灯泡L。为了检测理想变压器的相关数据，变压器的铁芯上还接有一匝数为2匝的电压互感器，电压表为理想交流电压表。已知电路稳定时小灯泡恰好正常发光，电压互感器中电压表的示数为U0，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的额定电压为 B．正弦式交变电源的电压有效值为 C．原线圈的输入功率大于副线圈的输出功率 D．原、副线圈两端的电压之比 【答案】A 【解析】A．根据变压器原理可知 得 故A正确； B．根据变压器原理可知 得 此为原线圈、也为正弦式交变电源的电压有效值，故B错误； CD．由于变压器是理想变压器，且电压表为理想交流电压表，无能量损失，则原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，又 得 故CD错误。故选A。 【变式训练1·变载体】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 【解析】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。 【变式训练2·变载体】(2026·北京海淀教师进修附属实验学校)如图所示，矩形线圈abcd匝数匝、面积、电阻不计，处于磁感应强度的匀强磁场中。线圈通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“10V，10W”灯泡。接在矩形线圈和原线圈间的熔断器的熔断电流的有效值、电阻忽略不计，现使线圈abcd绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度匀速转动，灯泡正常发光。求： (1)线圈abcd中电动势的最大值； (2)变压器原、副线圈匝数之比； (3)在副线圈中并联接入“10V，10W“的灯泡，要求所有灯泡均正常发光，副线圈中最多可以并联多少盏这样的灯泡？ 【答案】(1) (2) (3)7 【解析】（1）电动势最大值； （2）电动势有效值 原线圈输入电压 副线圈输出电压 原、副线圈匝数之比： （3）在熔断器未熔断情况下，原线圈最大输入功率 副线圈最大输出功率 每盏灯的额定功率 根据，解得灯最多盏数 考向3 含多个副线圈的变压器 例3图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比，电阻阻值未知，电阻，灯泡的额定电压为10V，额定功率为5W。不计发电机线圈内阻及交流电表的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　） A．时，通过发电机线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大 B．电流表A的示数为 C．电阻 D．发电机的输出功率为 【答案】C 【解析】A．由乙图可知，时，感应电动势为0，磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，故A错误； BC．原线圈回路满足 原副线圈满足， 其中，， 联立解得E=22V，，， 故错误，正确； D．发电机的输出功率为 故D错误。故选C。 【变式训练1·变情境】（2026·北京第一七一中学）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=30，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30Ω。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．灯泡中的电流为1A B．电动机中的电流为20A C．电动机的电功率为100W D．电动机的机械功率为85W 【答案】C 【解析】A．根据理想变压器电压与匝数的关系 代入数据可得电动机所在副线圈电压为 灯泡所在副线圈电压为 灯泡是纯电阻，由欧姆定律得灯泡电流，故A错误； B．多副线圈理想变压器满足功率守恒 可得 已知原线圈电流，代入数据解得 即电动机电流为，故B错误； C．电动机的总电功率为，故C正确； D．电动机的热功率为 机械功率为总功率减去热功率，故D错误。故选C。 【变式训练2·变情境】（多选）一种供电储能方案如图所示，一理想变压器原线圈匝数为匝，2个副线圈匝数分别为匝和匝，匝数为的副线圈与可变电阻R的用电负载相连，匝数为的副线圈与储能柜相连，储能柜的储电功率由智能调度系统进行调节。已知变压器的输入电压有效值为，输入电流有效值恒为。下列说法正确的是（ ） A．匝数为和的副线圈输出的电压分别为和 B．流过负载的电流与流过储能柜的电流之比为 C．当可变电阻的阻值减小为时，储能柜的储电功率变为零 D．当可变电阻的阻值变为时，储能柜的输入电流为 【答案】AD 【解析】A．理想变压器的电压与匝数关系满足 代入匝，匝，匝， 解得，，故A正确； B．变压器的输入功率等于输出功率，满足 联立 可得 因此、的比值随可变电阻R的变化而发生变化，故B错误； C．当储能柜的储电功率为零时，有 代入数据解得 由欧姆定律可知，可变电阻的阻值，故C错误； D．当可变电阻的阻值变为时，由欧姆定律可知 根据 解得，故D正确。故选AD。 考点二 理想变压器的动态分析 知识点1 理想变压器的动态分析问题 知●识●解●构 1.两类理想变压器的动态分析常见的两种情况 （1）匝数比不变的情况（如图所示） ①U1不变，输入电压U1决定输出电压U2，根据=可以得出不论负载电阻R如何变化，U2都不变。 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。 ③I2变化引起P2变化，根据P1=P2可以判断P1的变化。 （2）负载电阻不变的情况（如图所示） ①U1不变，发生变化，U2变化。 ②R不变，U2变化，I2发生变化。 ③根据P2=和P1=P2可以判断，P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。 2.分析变压器的动态变化问题的注意事项 （1）要明确变压器的各基本物理量之间的制约关系。 （2）要明确“不变量”和“变化量”，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况。 3.理想变压器动态变化问题的三点技巧 （1）分清不变量：①线圈匝数比；②负载电阻。 （2）弄清理想变压器中的制约关系：U1U2I2I1P1。 （3）负载回路中若存在二极管，则负载回路中通过的将不再是交变电流，而是脉冲电流。 考●向●破●译 考向1 理想变压器匝数不变问题的分析和计算 【重】 例1 (2026·北京朝阳区)图甲中理想变压器的原、副线圈的匝数比为10：1，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．变压器输入、输出功率之比为10：1 B．电压表的示数为311V C．变压器原线圈两端的电压u随时间t变化的规律为 D．若热敏电阻的温度升高，则电流表的示数变大 【答案】D 【解析】A．理想变压器的输入、输出功率相等，A错误； B．电压表的示数等于输入电压的有效值，则为，B错误； C．因，可得变压器原线圈两端的电压u随时间t变化的规律为，C错误； D．变压器次级电压不变，若热敏电阻的温度升高，则阻值减小，次级电阻减小，则次级电流变大，即电流表的示数变大，D正确。故选D。 【变式训练1·变情境】（2026·北京房山·一模）如图所示，理想变压器原线圈接在电压的交流电源上，副线圈与定值电阻R、滑动变阻器相连，交流电压表和交流电流表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．交变电流的频率为100Hz B．变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 C．变阻器的滑片向a端滑动，电压表的示数减小 D．变阻器的滑片向b端滑动，电流表的示数减小 【答案】B 【解析】A．该交流电的频率为，故A错误； C．变阻器的滑片向a端滑动，其接入电路的阻值变大，可知副线圈回路中电流I2减小，即电流表的示数减小，则定值电阻两端电压减小，所以变阻器两端电压增大，即电压表的示数变大，故C错误； B．根据可知，I2减小，U2不变，则变压器的输入功率减小，故B正确； D．变阻器的滑片向b端滑动，其接入电路的阻值变小，副线圈回路中电流变大，即电流表的示数变大，故D错误。故选B。 【变式训练2·变情境】（2025·北京三十五中·三模）如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻表示输电线的电阻，变阻器表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（相当于滑动变阻器滑片下移）（　　） A．示数变大 B．上的功率变小 C．示数变大 D．示数变小 【答案】C 【解析】AD．变压器输入的交流电压可视为不变，即电压表示数不变，根据电压匝数关系有 可知，变压器副线圈输出电压不变，接入电路的家用电器个数增加时，滑动变阻器接入电阻R减小，副线圈电流增大，即示数变大，定值电阻承担电压增大，则示数变小，故AD错误； C．根据电流匝数关系有 结合上述可知，副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，即示数变大，故C正确； B．结合上述可知，副线圈电流增大，根据 可知，上的功率变大，故B错误。故选C。 考向2 理想变压器负载不变问题的分析与计算 例2如图所示，理想变压器原线圈为匝，副线圈接入电路的匝数可通过滑片调节，原线圈输入的正弦交变电压有效值恒为，定值电阻，调节滑片，使副线圈接入电路的匝数从匝缓慢增加到匝的过程中，定值电阻消耗的功率 A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【答案】D 【解析】根据理想变压器的规律可知， 若将副线圈等效成一个电阻，则 故副线圈的匝数从变化到的过程中，等效电阻从变化到，根据闭合电路欧姆定律可知，等效电阻消耗的电功率为 所以当时，原线圈消耗的电功率最大，即定值电阻消耗的电功率最大，故副线圈接入电路的匝数从匝缓慢增加到匝的过程中，定值电阻消耗的电功率先增大后减小。故选D。 【变式训练1·变角度】如图所示，一理想自耦变压器左端接在输出电压恒定的正弦交流电上，P为滑动触头，初始位置位于线圈中点G，A1和A2为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．将P向下滑动，A1的示数将变大 B．将P向下滑动，电阻R的功率变小 C．将P向上滑动，A2的示数将减小 D．将P向上滑动，原线圈功率增大 【答案】AC 【解析】AB．滑片向下滑动，导致原线圈匝数降低，由 可知，副线圈的电压升高，又因为 可知副线圈的电流升高，结合， 可知，原线圈的电流升高，电阻的功率升高，故A正确，B错误； CD．滑片向上滑动，导致原线圈匝数升高，由 可知，副线圈的电压降低，又因为 所以副线圈的电流降低，结合， 可知，原线圈的电流降低、功率降低，故C正确，D错误。故选AC。 【变式训练2·变角度】如图所示，理想变压器副线圈匝数可调，原线圈和定值电阻串联在电压有效值恒定的正弦交流电源的两端，定值电阻的阻值与相同，初始时原、副线圈匝数之比为，现向上移动滑片P，则（ ） A．变压器的输出功率变小 B．两端电压的有效值上升 C．两端电压的有效值上升 D．通过的电流有效值增大 【答案】AB 【解析】A．对于理想变压器，副线圈接电阻，等效到原线圈侧的等效电阻为 已知，原线圈侧总电阻 滑片向上移动时，副线圈接入匝数增大，因此等效电阻减小，原线圈总电阻减小；电源电压恒定，因此原线圈电流增大。 变压器输出功率等于输入给变压器的功率，即 当时，即，最大 初始时，原、副线圈匝数之比为()，且 此时，初始的等效电阻 又，所以初始状态满足，即电路初始时正处于输出功率最大的状态。 当滑片向上移动，因此输出功率变小，故A正确； B．两端电压，增大，因此增大，故B正确； C．又 解得两端电压，增大时减小，故C错误； D．通过的电流，减小，因此减小，故D错误。故选AB。 考点三 远距离输电 知识点1 远距离输电问题 知●识●解●构 1.输电损耗：如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P'，用户的电压为U'，输电线总电阻为R。 输电电流 电压损失 功率损失 I=== ΔU=U-U'=IR ΔP=P-P'=I2R=（）2R 2.减少输电线上电能损失的方法 （1）减小电阻法 由R＝ρ知，可加大导线的横截面积，采用电阻率小的材料做导线。 ①采用电阻率ρ较小、密度较小(减轻重量)且材料丰富的铝做远距离输电的导线。 ②采用多股铝线绞在一起作为输电线，以增大导线的横截面积S。 （2）升压法：由ΔP＝I2R线＝()2R线知，在输电功率一定的情况下，可通过提高输电电压，减小输电电流，以减小输电损耗。 3.远距离输电问题的解题策略 （1）理清三个回路 （2）抓住两个联系 ①回路1和回路2的联系——升压变压器→基本关系：==，P1=P2。 ②回路2和回路3的联系——降压变压器→基本关系：==，P3=P4。 （3）明确三个重要关联式（联系两个变压器的纽带） ①功率关联式：P2=ΔP+P3 （其中ΔP=ΔUI线=R线=）。 ②电压关联式：U2=ΔU+U3。 ③电流关联式：I2=I线=I3。 考●向●破●译 考向1 远距离输电问题的基本计算 【重】 例1(2026·北京对外经济贸易大学附属中学)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向的纯电阻用电器供电。已知输电线的总电阻，的原、副线圈匝数比为，用电器两端的电压为，将、均视为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A．升压变压器的输入功率为 B．升压变压器中电流的频率为 C．输电线消耗的功率为 D．当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小 【答案】C 【解析】A．用电器两端的电压的有效值为 变压器T2的次级消耗的功率 升压变压器的输入功率等于导线上的功率损失与降压变压器消耗的功率之和，可知升压变压器的输入功率大于，A错误； B．变压器不改变交流电的频率，则升压变压器中电流的频率为，B错误； C．变压器T2的次级电流 则初级电流即输电线上的电流 输电线消耗的功率为，C正确； D．当用电器的电阻减小时，降压变压器的次级电流变大，初级电流也变大，输电线上的电流变大，则输电线消耗的功率变大，D错误。故选C。 【变式训练1·变情境】（2026·北京延庆·一模）2025年12月30日，国家电网有限公司蒙西—京津冀±800千伏特高压直流输电工程正式开工建设。计划将输电站提供的直流电由内蒙古鄂尔多斯市输送至河北沧州，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V，频率为100Hz D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为500∶11 【答案】B 【解析】A．直流输电功率满足 代入数据得导线电流，故A错误； B．输电损耗最大功率 损耗功率满足 代入得最大总电阻，即总阻值不超过，故B正确； C．由家用交流电瞬时值表达式得家用交流电的电压最大值为V，角速度，频率，故C错误； D．理想变压器原线圈电压有效值，副线圈电压有效值，电压比 电流比，故D错误。故选B。 【变式训练2·变情境】(2026·北京第一七一中学)电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，则 (1)降压变压器副线圈的电流多大？ (2)输电线损失的功率多大？ (3)升压变压器的输入电压多大？ 【答案】(1)24A (2)144W (3)226V 【解析】（1）降压变压器的输出功率为 降压变压器副线圈的电流 （2）降压变压器原线圈的电流 输电线损失的功率 （3）降压变压器原线圈电压为 输电线上损失的电压为 升压变压器的输出电压为 升压变压器的输入电压为 考向2 远距离输电的动态分析 【重】 例2(2026·北京第五十五中学)如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动（的示数不变）。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化情况说法正确的是（　　） A．电流表的示数不变 B．电流表的示数变小 C．电压表的示数变大 D．电压表的示数变小 【答案】D 【解析】C．当用户的用电器增加时，负载减小，原线圈两端的电压不变，由理想变压器两端电压之比等于匝数之比，可知副线圈两端的电压也不变，即电压表、示数不变，故C错误； ABD．在副线圈回路中，根据 可知副线圈中的电流增大，即电流表示数增大；根据 可知原线圈的电流增大，即电流表示数增大；根据 可知定值电阻两端的电压增大，根据 可知滑动变阻器两端的电压减小，即示数减小，故AB错误，D正确。故选D。 【变式训练1·变情境】(2026·北京东城区)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 【解析】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。 【变式训练2·变情境】(2025·北京朝阳区)（多选）如图所示为远距离输电示意图，各变压器均视为理想变压器，若发电机的输出电压不变。在用电高峰时（可等效为用户的总电阻减小），电路中所标物理量变化正确的是（　　） A．降压变压器的输出电压增大 B．输电线上的电流，增大 C．输电线上损失的电压减少 D．升压变压器的输出电压不变 【答案】BD 【解析】根据原副线圈电压与匝数的关系可知 若发电机的输出电压不变，则不变。 将降压变压器及用户部分等效为电阻，则有 又有 求得 和是串联，则，，， 在用电高峰时，减小，减小，减小，增大，增大。故选BD。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·重庆·高考）重庆夜景闻名遐迩。吊脚楼在霓虹灯映衬下呈现出梦幻般的色彩。为启动霓虹灯，将变压器的原线圈接入有效值为220 V的家用交流电，副线圈接霓虹灯。当副线圈两端的电压有效值为15400 V时，流过霓虹灯的电流有效值为10 mA，若将该变压器视为理想变压器，则（ ） A．原、副线圈匝数比为 B．原线圈中电流有效值为0.7 A C．家用交流电的电压最大值为 D．副线圈的输出功率为2.2 W 【答案】B 【解析】已知理想变压器原线圈电压有效值，副线圈电压有效值，副线圈电流，结合理想变压器规律逐一分析选项： A．理想变压器电压与匝数成正比，即，原、副线圈匝数比为，故A错误； B．理想变压器输入功率等于输出功率，副线圈输出功率，原线圈电流，故B正确； C．家用正弦交流电的最大值为有效值的倍，有效值为220V，因此最大值为，故C错误； D．由上述计算可知副线圈输出功率为，故D错误。故选B。 2．（2026·浙江·高考）多彩的灯光为晚会营造快乐的气氛。某彩灯带由121个灯泡并联组成，每个灯泡的额定电压为4 V，额定电流为0.1 A。将其接在理想变压器的副线圈上，变压器原线圈输入电压为220V，该彩灯带正常发光。则变压器（ ） A．原、副线圈的匝数之比为1∶55 B．原、副线圈的电流之比为55∶1 C．原线圈的输入功率为0.4 W D．原线圈的电流为0.22 A 【答案】D 【解析】彩灯带正常发光，故副线圈输出电压，副线圈总电流，已知原线圈输入电压，理想变压器满足电压与匝数成正比、电流与匝数成反比、输入功率等于输出功率的规律。 A．根据，原、副线圈匝数比为，故A错误； B．根据，原、副线圈电流比为，故B错误； C．输入功率等于输出功率，，故C错误； D．原线圈电流，故D正确。故选D。 3．（2026·北京·高考）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在的交流电源上，副线圈接定值电阻和滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动（ ） A．电压表、的示数之比为2∶1 B．电流表示数不变 C．电流表示数增加 D．变压器输出功率减小 【答案】C 【解析】A．理想变压器原副线圈的电压比等于匝数比，即原线圈两端电压（也就是V₁的示数）和副线圈两端总电压的比值为2:1。但V₂测量的是滑动变阻器R的分压，并非副线圈的总电压，因此V₁、V₂的示数之比不等于2:1，A错误； C． 滑片从a向b滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小。由于原线圈接的交流电源有效值恒定，根据变压规律 副线圈的总电压有效值保持不变， 副线圈回路总电阻为，总电阻减小，由欧姆定律可知副线圈总电流（即A₂的示数）增大，C正确； B．根据变流规律，副线圈电流增大时，原线圈电流（即A₁的示数）也会增大，B错误； D．变压器的输出功率 不变、增大，因此输出功率增大，D错误。故选C。 4．（2026·河南·高考）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 【答案】D 【解析】设电源电压为，两端的线圈匝数为，两端的线圈匝数为，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。 5．（2026·湖北·高考）（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 【解析】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。 6．（2025·天津·高考）（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 【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．（2025·江西·高考）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 【解析】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。 8．（2025·湖南·高考）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。 9．（2025·河北·高考）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 【解析】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。 10．（2025·云南·高考）（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 【解析】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。 11．（2026·江苏·高考）直流特高压远距离输电时，若输送的电功率保持不变，输电电流减小一半。则输电线上的电阻造成的电 功率损失是原来的（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】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。 12．（2025·湖北·高考）（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 【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。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $