考点26 变压器 重点考点解读讲义 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

高中物理人教版选择性必修二重点考点解读 考点26 变压器 知识网络 考点解读 1.构造和原理 (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。 2.基本关系式 功率 关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入=P出，且输出功率P出决定输入功率P入 电压 关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，=，与副线圈的个数无关，且U1决定U2 电流 关系 ①只有一个副线圈时，=，且I2决定I1 ②有多个副线圈时，由P入=P出得U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn或I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn，输出决定输入 频率 关系 f1=f2，变压器不改变交变电流的频率 3　含有多个副线圈的变压器的三个关系 （1）电压关系：＝＝＝…＝。 （2）功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn。 （3）电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn。 能力素养提升 1 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）变压器只能改变交变电流的电压和电流，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。 2 含有二极管的变压器电路 　分析含有二极管的变压器电路问题时要注意：理想二极管具有单向导电性，正弦式交变电流通过二极管后会变成半波直流电流，对应的有效值会发生变化。 3. 两种等效法 （1）等效电阻法 当理想变压器的副线圈接纯电阻元件时，可以把理想变压器(含副线圈中的元件)等效成一个电阻来处理，设原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈输入电压为U1，电流为I1，副线圈输出电压为U2，电流为I2，副线圈负载电阻为R，则等效电阻R等效===()2=()2R。 （2）等效电源法 理想变压器的原线圈接纯电阻元件时，可把变压器的原线圈和电阻等效为一个电源来处理：U1=U-I1R0，==k，=， 则U2=U1=U-()2R0·I2 对比U2=E等效-I2r等效 得E等效=U=，r等效=()2R0=。 4 两类特殊变压器 （1）自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压（如图甲所示）也可以降压（如图乙所示），变压器的基本关系对自耦变压器同样适用。 （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 互感器 电压互感器 电流互感器 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 针对性训练 1. （2026高考物理湖北卷）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220V、额定功率为10W的灯泡甲，在另一个单匝副线圈上接额定电压为2V、额定功率为1W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100Hz C. 原线圈的输入功率为11W D. 流过原线圈的电流最大值为0.11 A 2. （2026高考物理河南卷第4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 3. （2026高考物理河北卷第4题）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 4 (2025·云南卷·8)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n1，输入电压U1=1.1 kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U2=U3=220 V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW，下列说法正确的是(　　) A.n1∶n2=5∶1 B.n1∶n3=1∶5 C.变压器的输入功率为10.5 kW D.两副线圈输出电压最大值均为220 V 5　(多选)(2025·天津卷·6)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A1的示数变小 B.电流表A2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 　 6 (2025·浙江温州市一模)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2，原线圈连接定值电阻R0=2 Ω，副线圈连接阻值足够大的滑动变阻器R，M、N端输入如图乙所示的正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从a端缓慢向下滑动，则(　　) A.M、N间交变电流的电压有效值为10 V B.R0消耗的功率先增大后减小 C.滑动变阻器R消耗的最大功率为12.5 W D.R两端电压减小 7　(2025·湖南长沙市模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶2，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，电压表和电流表均为理想交流电表，两个定值电阻阻值均为R0，在a、b两端加上电压有效值不变的正弦交流电，在调节滑动变阻器滑片的过程中，下列判断正确的是(　　) A.仅将滑动变阻器滑片向右移，原、副线圈电路中定值电阻消耗的功率之比变大 B.仅将滑动变阻器滑片向右移，a、b端输入功率和变压器的输出功率均变大 C.仅将R2变大，电压表和电流表的示数均变大 D.仅将R2变大，电压表示数的变化量大小ΔU与电流表示数变化量大小ΔI比值变大 8 .(2025·江西卷·3)某变压器的原线圈匝数未知，将9 V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 9 .(2025·福建卷·2)在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电阻R1的阻值是R2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2.25 s B.电压表示数为12 V 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 10.(2025·重庆市一模)变压器被誉为“电魔术师”，在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇，到大街上的路灯、广告牌，都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入e=220sin 100πt(V)的交变电流，交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是(　　) A.R的滑片不动，滑片P位于线圈中点时，电流表A1与A2示数之比为2∶1 B.R的滑片不动，滑片P上移时灯泡变亮，两电流表示数均变大 C.滑片P不动，R的滑片右移时，电流表A1示数不变，电流表A2示数变小 D.滑片P不动，R的滑片右移时，灯泡变暗，灯泡消耗的电功率变大 11.(2024·浙江6月选考·7)理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若(　　) A.电容C增大，L1灯泡变亮 B.频率f增大，L2灯泡变亮 C.RG上光照增强，L3灯泡变暗 D.S接到b时，三个灯泡均变暗 12.(2025·安徽卷·8)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1∶n2=1∶3，A为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压u=12sin(100πt) V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6 Ω。要使电流表的示数变为2.0 A，下列操作正确的是(　　) A.电阻箱R的阻值调为18 Ω 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u=12sin(50πt) V D.输入端电压调为u=6sin(100πt) V 13 （2024·浙江1月选考5题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u＝5sin100πt V的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10 kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（　　） A.＜ B.＜ C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V D.副线圈输出交流电压的频率是100 Hz 14（2025·山东潍坊月考）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1＝R2＝55 Ω，D1、D2为理想二极管，A为理想电流表。原线圈接u＝220sin 100πt（V）的交流电，则（　　） A.副线圈中交流电频率为100 Hz B.电流表示数为2 A C.理想变压器输入功率为440 W D.二极管的反向耐压值应大于110 V 15 （2024·浙江温州市模拟）如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2，当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A.通过电阻R2的电流为 B.电阻R2两端的电压为 C.n0与n1的比值为 D.发电机的功率为 16 如图所示，L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器（可视为理想变压器），其中的线圈匝数关系为n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A.甲是电流互感器，乙是电压互感器 B.甲是电压互感器，乙是电流互感器 C.若V表示数为30 V，则输电线两端的电压最大值为6 000 V D.若A表示数为5 A，则通过输电线的电流有效值为500 A 17 （2025·福建三明模拟）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，输出功率为8.8 kW，原线圈的输入电压u＝220sin 100πt（V）。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（　　） A.20 A，50 Hz B.20 A，50 Hz C.20 A，100 Hz D.20 A，100 Hz 18.（2025·广东揭阳模拟）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12 V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8 V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5 V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（　　） A.仅增加原线圈匝数 B.仅增加副线圈匝数 C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D.将两个3.8 V小灯泡并联起来接入副线圈 19.〔多选〕（2024·海南高考9题）如图，电动汽车充电站的理想变压器输入电压为10 kV，输出电压为220 V，每台充电桩输入电流为16 A，设原、副线圈匝数分别为n1、n2，输入正弦交流电的频率为50 Hz，则下列说法正确的是（　　） A.交流电的周期为0.02 s B.原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶500 C.输出的最大电压为220 V D.若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2 kW 20 （2025·山东济宁期末）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220 V交流电源上，交流电压表示数为20 V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8 A，放电时间约为10－2 s，已知电容器电容为2.0×10－5 F。下列说法正确的是（　　） A.自耦变压器的原副线圈匝数之比为10∶1 B.充电完毕后电容器两端的电压为2 800 V C.升压变压器原副线圈的匝数比约为1∶50 D.若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作 21.(多选)如图4所示是一种调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，A、B端加上u＝220sin(100πt)V的交流电压，通过移动滑动触头P来调节C、D端输出电压。当P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，现想将一个“38 V　19 W”的灯泡接到输出端C、D，下列操作可使灯泡正常发光的是(　　) 图4 A.仅将P顺时针旋转到合适位置 B.仅将P逆时针旋转到合适位置 C.仅将灯泡并联一个阻值为144 Ω的电阻 D.仅将灯泡串联一个阻值为144 Ω的电阻 22. 如图所示，理想变压器输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系u＝ 220sin(100πt ) V，灯泡上标有“24 V　36 W”的字样。定值电阻R1＝10 Ω，R2＝15 Ω。闭合开关S后，灯泡正常发光，则理想变压器原、副线圈的匝数比为(　　) A. B. C. D. 23 .(2024·山东潍坊模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝k，电阻R1＝R2＝R。当A、B两接线柱接正弦交变电源时，流过R2的电流为I，则正弦交变电源AB端的输出功率为(　　) 图3 A.k2I2R B.I2R C.kI2R D.I2R 24 (2024·广东河源高三校联考)电动汽车无线充电示意图如图11所示，若发射线圈的输入电压为u＝220sinV、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为2 200匝。若发射线圈输出功率为13.2 kW，变压器为理想变压器，下列说法正确的是(　　) 图11 A.采用直流电源也能为电动汽车充电 B.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相等，均为100 Hz C.接收线圈输出电流的有效值为30 A D.接收线圈输出电压的峰值为440 V 25.如图所示，一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成，匝数比n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，a、b端接正弦交变电流，电路中电阻R1＝R2＝R3，其余电阻均不计。若R3消耗的功率为P，则R1消耗的功率为(　　) A.9P B.P C.P D.P 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版选择性必修二重点考点解读 考点26 变压器 知识网络 考点解读 1.构造和原理 (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。 2.基本关系式 功率 关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，P入=P出，且输出功率P出决定输入功率P入 电压 关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，=，与副线圈的个数无关，且U1决定U2 电流 关系 ①只有一个副线圈时，=，且I2决定I1 ②有多个副线圈时，由P入=P出得U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn或I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn，输出决定输入 频率 关系 f1=f2，变压器不改变交变电流的频率 3　含有多个副线圈的变压器的三个关系 （1）电压关系：＝＝＝…＝。 （2）功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn。 （3）电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn。 能力素养提升 1 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）变压器只能改变交变电流的电压和电流，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。 2 含有二极管的变压器电路 　分析含有二极管的变压器电路问题时要注意：理想二极管具有单向导电性，正弦式交变电流通过二极管后会变成半波直流电流，对应的有效值会发生变化。 3. 两种等效法 （1）等效电阻法 当理想变压器的副线圈接纯电阻元件时，可以把理想变压器(含副线圈中的元件)等效成一个电阻来处理，设原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原线圈输入电压为U1，电流为I1，副线圈输出电压为U2，电流为I2，副线圈负载电阻为R，则等效电阻R等效===()2=()2R。 （2）等效电源法 理想变压器的原线圈接纯电阻元件时，可把变压器的原线圈和电阻等效为一个电源来处理：U1=U-I1R0，==k，=， 则U2=U1=U-()2R0·I2 对比U2=E等效-I2r等效 得E等效=U=，r等效=()2R0=。 4 两类特殊变压器 （1）自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压（如图甲所示）也可以降压（如图乙所示），变压器的基本关系对自耦变压器同样适用。 （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 互感器 电压互感器 电流互感器 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 针对性训练 1. （2026高考物理湖北卷）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220V、额定功率为10W的灯泡甲，在另一个单匝副线圈上接额定电压为2V、额定功率为1W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100Hz C. 原线圈的输入功率为11W D. 流过原线圈的电流最大值为0.11 A 答案 AC 解析 原线圈输入电压有效值为=100V，由理想变压器变压公式，=，解得=50匝，A正确。 由原线圈输入电压为可知，ω=100π，则原线圈输入电压的频率为f==50Hz，B错误。 理想变压器原线圈输入功率等于两副线圈输出功率之和，=+=11W，C正确。 原线圈电流有效值==0.11A，流过原线圈的电流最大值为0.11 A，D错误。 2. （2026高考物理河南卷第4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 答案 D 解析 设原线圈ab接入一正弦交流电源电压为，原线圈a、b两端线圈的匝数为，副线圈c、d两端线圈的匝数为，e、f两端线圈的匝数为=10，根据变压公式可得，=，=，联立解得=100匝，D正确。 3. （2026高考物理河北卷第4题）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 解析 根据理想变压器变压公式，=，解得副线圈电压为 =，A正确； 根据理想变压器变流公式，=，解得原线圈中电流为=，B错误； 根据题述，副线圈电压周期为T，变压器不改变交流电的周期，所以电源电压周期为T，C错误； 等离子体两端电压有效值为 =，等效电阻为 等离子体的等效电阻为==，D正确。 4 (2025·云南卷·8)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n1，输入电压U1=1.1 kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U2=U3=220 V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW，下列说法正确的是(　　) A.n1∶n2=5∶1 B.n1∶n3=1∶5 C.变压器的输入功率为10.5 kW D.两副线圈输出电压最大值均为220 V 答案　AC 解析　根据理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可得n1∶n2=U1∶U2=5∶1，n1∶n3=U1∶U3=5∶1，故A正确，B错误；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P输入=P输出=7.0 kW+3.5 kW=10.5 kW，故C正确；输出电压为交流电的有效值，根据正弦式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Um=220 V，故D错误。 5　(多选)(2025·天津卷·6)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A1的示数变小 B.电流表A2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　理想变压器的输出电压由输入电压和电压比决定，输入电压和电压比不变，所以输出电压不变。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I=可知副线圈回路中电流变大，即电流表A2的示数变大，根据=可知原线圈回路中电流变大，即电流表A1的示数变大，故A、B错误；电压表V测定值电阻R0两端的电压，因通过定值电阻R0的电流变大，可知电压表V的示数变大，故C正确；根据P=U原I原可知原线圈回路的功率变大，可知变压器的输入功率变大，故D正确。 　6 (2025·浙江温州市一模)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2，原线圈连接定值电阻R0=2 Ω，副线圈连接阻值足够大的滑动变阻器R，M、N端输入如图乙所示的正弦式交变电流。将滑动变阻器的滑片从a端缓慢向下滑动，则(　　) A.M、N间交变电流的电压有效值为10 V B.R0消耗的功率先增大后减小 C.滑动变阻器R消耗的最大功率为12.5 W D.R两端电压减小 答案　C 解析　由题图乙可知M、N间交变电流的电压最大值为10 V，则有效值为U==10 V，故A错误；将理想变压器与滑动变阻器整体等效为一个电阻，有R等=R，则R等=R=()2R=，滑动变阻器滑片缓慢向b端滑动，R增大，等效电阻阻值增大，故电流I1=减小，根据P0=R0可知，R0消耗的功率减小；由闭合电路欧姆定律，可知U1=U-I1R0，则原线圈电压增大，根据=可知，副线圈电压即R两端电压增大；根据P=()2R等=，可知当R等=R0时，等效电阻消耗的功率最大，则滑动变阻器消耗的功率最大，解得Pmax=12.5 W，故B、D错误，C正确。 7　(2025·湖南长沙市模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶2，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，电压表和电流表均为理想交流电表，两个定值电阻阻值均为R0，在a、b两端加上电压有效值不变的正弦交流电，在调节滑动变阻器滑片的过程中，下列判断正确的是(　　) A.仅将滑动变阻器滑片向右移，原、副线圈电路中定值电阻消耗的功率之比变大 B.仅将滑动变阻器滑片向右移，a、b端输入功率和变压器的输出功率均变大 C.仅将R2变大，电压表和电流表的示数均变大 D.仅将R2变大，电压表示数的变化量大小ΔU与电流表示数变化量大小ΔI比值变大 答案　B 解析　设原线圈中的电流为I，根据电流比可知，副线圈中电流为I，因此原线圈和副线圈中的定值电阻消耗的功率之比始终为4∶1，故A错误；将变压器与副线圈所接负载整体看成阻值为()2(R0+R2)的等效电阻，由U=I(R0+R1)+()2I(R0+R2)可知，仅将滑动变阻器滑片向右移动，R1变小，I变大，a、b端输入功率IU变大，副线圈中电流变大，变压器输出功率变大，故B正确；仅将R2变大，I变小，副线圈中电流也变小，因此电流表示数变小，原线圈电路中两电阻两端的电压变小，因此变压器原线圈输入电压变大，输出电压变大，电压表示数变大，故C错误；设电压表的示数为U2，电流表的示数为I2，a、b端输入电压为U，则U=2I2(R0+R1)+U2，由此可知，U2与I2成线性关系，因此仅将R2变大，电压表的变化量大小ΔU与电流表变化量大小ΔI比值不变，故D错误。 8 .(2025·江西卷·3)某变压器的原线圈匝数未知，将9 V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n1，根据=，可得n1=U1，由题图可知当n=80时，U=3.4 V，代入可得n1=×9≈212，故选C。 9 .(2025·福建卷·2)在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电阻R1的阻值是R2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2.25 s B.电压表示数为12 V 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 解析　由题图(b)可知，交流电周期T=2×10-2 s，故选项A错误；设理想变压器原、副线圈电压分别为U1、U2，由题图(b)可知，U1=48 V，由理想变压器规律==，可得U2=12 V，因此电压表示数为12 V，故选项B正确；设流经理想变压器副线圈的电流为I2，流经R1、R2的电流分别为IR1、IR2，由串、并联电路特点可得I2=IR1+IR2，==，可得I2=3IR1，故选项C错误；理想变压器的输入、输出功率之比为1∶1，故选项D错误。 10.(2025·重庆市一模)变压器被誉为“电魔术师”，在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇，到大街上的路灯、广告牌，都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的一种家用台灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入e=220sin 100πt(V)的交变电流，交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是(　　) A.R的滑片不动，滑片P位于线圈中点时，电流表A1与A2示数之比为2∶1 B.R的滑片不动，滑片P上移时灯泡变亮，两电流表示数均变大 C.滑片P不动，R的滑片右移时，电流表A1示数不变，电流表A2示数变小 D.滑片P不动，R的滑片右移时，灯泡变暗，灯泡消耗的电功率变大 答案　B 解析　根据题意，R的滑片不动，滑片P位于线圈中点时，原、副线圈匝数比为=，根据理想变压器的电流比与匝数比关系有==，可知电流表A1与A2示数之比为1∶2，故A错误；R的滑片不动，滑片P上移时，副线圈两端电压变大，副线圈的总电阻不变，则电流表A2示数变大，灯泡变亮，总功率增大，输入电压不变，则电流表A1示数变大，故B正确；滑片P不动，R的滑片右移时，接入电路的电阻变大，副线圈两端电压不变，电流表A2示数变小，电流表A1示数变小，灯泡变暗，灯泡消耗的电功率变小，故C、D错误。 11.(2024·浙江6月选考·7)理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若(　　) A.电容C增大，L1灯泡变亮 B.频率f增大，L2灯泡变亮 C.RG上光照增强，L3灯泡变暗 D.S接到b时，三个灯泡均变暗 答案　A 解析　电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则L1灯泡变亮，故A正确；频率f增大，则电感的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，故B错误；光照增强，光敏电阻阻值减小，由于各支路两端电压不变，则通过L3灯泡的电流增大，变亮，故C错误；S接到b时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个灯泡均变亮，故D错误。 12.(2025·安徽卷·8)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1∶n2=1∶3，A为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压u=12sin(100πt) V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6 Ω。要使电流表的示数变为2.0 A，下列操作正确的是(　　) A.电阻箱R的阻值调为18 Ω 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u=12sin(50πt) V D.输入端电压调为u=6sin(100πt) V 答案　B 解析　输入电压峰值为Um=12 V，则输入电压有效值为U1==12 V，滑动触头在正中间，根据变压比可知，输出电压U2=U1=18 V，若将电阻箱阻值调为18 Ω，则电流为1.0 A，故A错误；若将副线圈匝数调为总匝数的，根据变压比可知，输出电压U2'=U1=12 V，则副线圈电流变为I2'==2.0 A，故B正确；输入端电压调为u=12sin(50πt) V时，其电压有效值不变，不会导致电流的变化，仍然为I==3.0 A，故C错误；将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为U1″==6 V，输出电压U2″==9 V，副线圈电流变为I2″==1.5 A，故D错误。 13 （2024·浙江1月选考5题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u＝5sin100πt V的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10 kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（　　） A.＜ B.＜ C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V D.副线圈输出交流电压的频率是100 Hz 答案：B 解析：原线圈两端电压的有效值U1＝ V＝ V，根据电压与匝数关系有＝，变压器副线圈电压的峰值U2max＝U2，根据题意有U2max＞10×103 V，解得＞2 000，＜，故A错误，B正确；用电压表测原线圈两端电压，电压表测的是有效值，则示数为U1＝ V＝ V，故C错误；根据ω＝＝2πf＝100π rad/s，解得f＝50 Hz，变压器不改变频率，则副线圈输出交流电压的频率是50 Hz，故D错误。 14（2025·山东潍坊月考）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1＝R2＝55 Ω，D1、D2为理想二极管，A为理想电流表。原线圈接u＝220sin 100πt（V）的交流电，则（　　） A.副线圈中交流电频率为100 Hz B.电流表示数为2 A C.理想变压器输入功率为440 W D.二极管的反向耐压值应大于110 V 答案：B 解析：根据题意可知发电机线圈转动的角速度ω＝100π rad/s，则原线圈中交流电的频率为f＝＝50 Hz，变压器可以改变电压和电流的值，但不能改变频率，因此副线圈中交流电频率仍为50 Hz，故A错误；原线圈两端电压的最大值U1m＝220 V，根据＝，副线圈两端电压的最大值U2m＝110 V，当最大电压为110 V时，二极管仍然正常工作，说明二极管的反向耐压值大于110 V，故D错误；由于二极管的作用，副线圈两个电阻交替工作，与没有二极管时一个电阻R始终工作完全相同，副线圈两端电压的有效值U2＝＝110 V，因此电流表的示数I2＝＝2 A，理想变压器输入功率等于电阻消耗的功率P＝U2I2＝110×2 W＝220 W，故B正确，C错误。 15 （2024·浙江温州市模拟）如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2，当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A.通过电阻R2的电流为 B.电阻R2两端的电压为 C.n0与n1的比值为 D.发电机的功率为 答案：BC　 解析：由题意知理想电流表读数为I，则根据部分电路欧姆定律有U1＝IR1，根据变压器电压与匝数的关系有＝，＝，代入有U0＝IR1，U2＝IR1，由部分电路欧姆定律，有U2＝I2R2，可知I2＝I，A错误，B正确；由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则有Emax＝NB2L2ω，U0＝＝NBL2ω，由上述分析可知U0＝IR1，则＝，C正确；由于变压器为理想变压器，则有P0＝P1＋P2＝U1I＋U2I2＝I2R1＋U2I2，代入上述有关公式有P0＝·，由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则发电机的功率为P0，D错误。 16 如图所示，L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器（可视为理想变压器），其中的线圈匝数关系为n1∶n2＝200∶1，n3∶n4＝1∶100，电流表和电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A.甲是电流互感器，乙是电压互感器 B.甲是电压互感器，乙是电流互感器 C.若V表示数为30 V，则输电线两端的电压最大值为6 000 V D.若A表示数为5 A，则通过输电线的电流有效值为500 A 答案：BD 解析：甲的原线圈两端并联接在高压线路中，所以是电压互感器，乙的原线圈串联接在输电线路中，所以是电流互感器，故A错误，B正确；电压表测量电压的有效值，若V表示数为30 V，已知n1∶n2＝200∶1，则输电线两端的电压有效值为U1＝U2＝×30 V＝6 000 V，故C错误；电流表测量电流的有效值，若A表示数为5 A，则通过输电线的电流的有效值为I3＝I4＝×5 A＝500 A，故D正确。 17 （2025·福建三明模拟）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，输出功率为8.8 kW，原线圈的输入电压u＝220sin 100πt（V）。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（　　） A.20 A，50 Hz B.20 A，50 Hz C.20 A，100 Hz D.20 A，100 Hz 答案 A 解析：　原线圈输入电压的有效值为U1＝ V＝220 V，原线圈电流为I1＝＝40 A，副线圈输出电流的有效值为I2＝ I1＝20 A，变压器无法改变电流的频率，故频率f＝＝ Hz＝50 Hz，故选A。 18.（2025·广东揭阳模拟）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12 V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8 V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5 V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（　　） A.仅增加原线圈匝数 B.仅增加副线圈匝数 C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D.将两个3.8 V小灯泡并联起来接入副线圈 答案 B 解析：　由＝知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压U2减小，不能使小灯泡正常发光，故A错误；仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U2增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确；将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误；将两个3.8 V小灯泡并联，由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故D错误。 19.〔多选〕（2024·海南高考9题）如图，电动汽车充电站的理想变压器输入电压为10 kV，输出电压为220 V，每台充电桩输入电流为16 A，设原、副线圈匝数分别为n1、n2，输入正弦交流电的频率为50 Hz，则下列说法正确的是（　　） A.交流电的周期为0.02 s B.原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶500 C.输出的最大电压为220 V D.若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2 kW 答案 AD 解析：　根据周期与频率的关系可知，该交流电的周期T＝＝0.02 s，A正确；根据理想变压器的变压规律可得＝＝＝，B错误；根据正弦交流电最大值与有效值的关系可知，输出的最大电压U2m＝U2＝220 V，C错误；每台充电桩工作时输入的功率P＝U2I0＝3 520 W，则10台充电桩工作时输入的功率P10＝10P＝35.2 kW，D正确。 20 （2025·山东济宁期末）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220 V交流电源上，交流电压表示数为20 V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8 A，放电时间约为10－2 s，已知电容器电容为2.0×10－5 F。下列说法正确的是（　　） A.自耦变压器的原副线圈匝数之比为10∶1 B.充电完毕后电容器两端的电压为2 800 V C.升压变压器原副线圈的匝数比约为1∶50 D.若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作 答案 C 解析：　自耦变压器的原副线圈匝数之比为＝＝＝，故A错误；充电完毕后电容器储存的电荷量为Q＝It＝2.8×10－2 C，则充电完毕后电容器两端的电压为U＝＝ V＝1 400 V，则升压变压器副线圈电压的最大值为1 400 V，升压变压器原线圈电压的最大值为U3＝U2＝20 V，则升压变压器原副线圈的匝数比为＝＝≈，故B错误，C正确；若去掉二极管，电容器两端接交流电，电容器一直进行充放电，则该除颤仪不能正常工作，故D错误。 21.(多选)如图4所示是一种调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，A、B端加上u＝220sin(100πt)V的交流电压，通过移动滑动触头P来调节C、D端输出电压。当P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，现想将一个“38 V　19 W”的灯泡接到输出端C、D，下列操作可使灯泡正常发光的是(　　) 图4 A.仅将P顺时针旋转到合适位置 B.仅将P逆时针旋转到合适位置 C.仅将灯泡并联一个阻值为144 Ω的电阻 D.仅将灯泡串联一个阻值为144 Ω的电阻 答案　AD 解析　输入电压的有效值为U1＝＝220 V，根据变压器两端的电压与线圈匝数的关系可知U2＝U1＝110 V，想将一个“38 V　19 W”的灯泡接到输出端C、D正常发光，仅将P顺时针旋转到合适位置，以减小副线圈的匝数n2使U2可减小至38 V，故A正确；仅将P逆时针旋转时，n2增大，U2增大，灯泡烧毁，B错误；仅将灯泡并联一个电阻，副线圈两端的电压不变，仍为110 V，可将灯泡烧毁，C错误；给灯泡串联一个144 Ω的电阻，因RL＝＝76 Ω，根据RL∶R＝UL∶UR，UL＋UR＝110 V，联立解得UL＝38 V，故D正确。 22. 如图所示，理想变压器输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系u＝ 220sin(100πt ) V，灯泡上标有“24 V　36 W”的字样。定值电阻R1＝10 Ω，R2＝15 Ω。闭合开关S后，灯泡正常发光，则理想变压器原、副线圈的匝数比为(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　原线圈电压U1＝ V＝220 V，灯泡正常发光，流过灯泡的电流I＝ A＝1.5 A，R＝＝6 Ω，U并＝IR＝9 V，副线圈电压U2＝U并＋UL＝33 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为＝＝，故A正确。 23 .(2024·山东潍坊模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝k，电阻R1＝R2＝R。当A、B两接线柱接正弦交变电源时，流过R2的电流为I，则正弦交变电源AB端的输出功率为(　　) 图3 A.k2I2R B.I2R C.kI2R D.I2R 答案　D 解析　通过R2的电流为I时，根据理想变压器规律有＝＝，解得原线圈中的电流I1＝I，正弦交变电源AB端的输出电功率P＝IR＋I2R＝I2R，故D正确。 24 (2024·广东河源高三校联考)电动汽车无线充电示意图如图11所示，若发射线圈的输入电压为u＝220sinV、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为2 200匝。若发射线圈输出功率为13.2 kW，变压器为理想变压器，下列说法正确的是(　　) 图11 A.采用直流电源也能为电动汽车充电 B.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相等，均为100 Hz C.接收线圈输出电流的有效值为30 A D.接收线圈输出电压的峰值为440 V 答案　CD 解析　交流电源在发射端线圈中产生交变电流，交变电流产生变化的磁场，才能产生感应电流，为电动汽车充电，而直流电源不能为电动汽车充电，A错误；变压器不改变交变电流的频率，频率均为f＝＝ Hz＝50 Hz，B错误；根据正弦式交流电中有效值和峰值的关系可知，原线圈的电压有效值U1＝＝ V＝220 V，根据变压器的工作原理有＝＝，解得接收线圈两端电压的有效值U2＝440 V，峰值为440 V，因为理想变压器原、副线圈的功率相等，则I2＝＝ A＝30 A，C、D正确。 25.如图所示，一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成，匝数比n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，a、b端接正弦交变电流，电路中电阻R1＝R2＝R3，其余电阻均不计。若R3消耗的功率为P，则R1消耗的功率为(　　) A.9P B.P C.P D.P 答案　B 解析　设原线圈两端电压为U1，由＝，＝得，R2两端电压U2＝U1＝，R3两端电压U3＝U1＝，设R3中的电流为I，则R2中的电流为2I，由功率关系得I·＋2I·＝I1U1，解得I1＝I，所以R1消耗的功率P1＝IR＝I2R＝P，故B正确。 1 学科网（北京）股份有限公司 $