第33讲 变压器 电能的输送（专项训练）（安徽专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第33讲 变压器 电能的输送（专项训练） 目 录 研判·考情前瞻 1 巩固·知识解构 2 知识点1理想变压器的工作原理和基本关系 2 知识点2理想变压器的动态分析 3 知识点3电能的输送 3 模拟·基础演练 4 题型01 理想变压器的工作原理和基本关系 4 题型02 理想变压器的动态分析 8 题型03 电能的输送 13 重难·创新演练 17 真题·实战演练 20 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 研判·考情前瞻 核心考点 2026年 2025年 2024年 变压器 重庆·T3、甘肃·T9、 河北·T8、浙江(6月)·T5、北京·T7、河南·T4、湖北·T8、 海南·T10、云南·T8、天津·T6、江西·T3、 湖南·T6、河北·T6、 安徽·T8、福建·T2、 广西·T2、 北京·T5、重庆·T9、 海南·T9、浙江(6月)·T7、全国甲卷·T6、吉林·T13、浙江(1月)·T5、 远距离输电 海南·T6、北京·T2、 贵州·T5、云南·T8、 广东·T2、重庆·T9、 湖北·T8、 湖南·T6、 考情分析 题型与考向： 高考对这部分考查以选择题为主，也可和交变电流、电磁感应结合出小综合。 核心考向：理想变压器基础：电压比、电流比、功率关系；动态变化问题：匝数不变，负载电阻改变，判断各物理量变化；多组副线圈、原线圈串联电阻的变式；远距离输电：输电线上功率损耗、电压损失计算，升压降压方案分析；结合图像、生活用电情境考查。 情境与立意： 1．常见情境：家用配电变压器、变电站输电模型、充电桩供电、简易升压装置、电网远距离输电简化模型。 2．立意：依托电磁感应互感现象，考查模型建构；突出能量守恒；联系电力输送工程实际，体现物理在能源传输中的价值，重视逻辑推导，不单纯套公式。 复习目标 1．知识：理解变压器工作原理(互感)，掌握理想变压器电压、电流、功率关系；知道匝数比对电压、电流的影响；明确远距离输电损耗来源，掌握输电功率、电压、损耗功率的计算逻辑。 2．能力：会处理变压器动态分析(负载变化类)；能画远距离输电示意图，分清升压、降压变压器，区分输电电压、损失电压、用户电压。 3．应试：区分“原线圈接交流/直流”、理想与实际变压器差异；规避输电问题里把输电电压当成导线分压的常见错误。 4．素养：建立能量守恒观念，理解电能传输中的能量分配，体会电力工程的物理应用。 巩固·知识解构 知识点1 理想变压器的工作原理和基本关系 1．构造：如图所示。变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。 (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．工作原理：电磁感应的互感现象。 3．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出。 (2)电压关系：＝。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。 ( ✨ 得分速记 ： 1 ． 理想变压器的工作过程分析 2 ． 多副线圈理想变压器 注：(1)根据 ＝ 得，套在同一铁芯上的线圈，有 ＝ ＝ ＝…。 (2)根据 P 入 ＝ P 出 得 U 1 I 1 ＝ U 2 I 2 ＋ U 3 I 3 ＋…，将电压关系代入可得 n 1 I 1 ＝ n 2 I 2 ＋ n 3 I 3 ＋…。 ) 知识点2 理想变压器的动态分析 理想变压器的动态分析基本类型有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 1．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。 2．负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U1不变，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。 3．分析动态问题的步骤 U1 U2I2P2P1I1。 知识点3 电能的输送 1．减少输电损耗的理论依据：P损＝I2r。 2．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的电阻：根据电阻定律r＝ρ，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。 3．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例) (1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3。 (2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线。 (3)输电电流：I线＝＝＝。 (4)输电线上损耗的电功率 P损＝I线ΔU＝IR线＝R线。 当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的。 模拟·基础演练 考查重点：理想变压器工作原理和基本关系；理想变压器动态分析；远距离输电 ⏳题型01 理想变压器的工作原理和基本关系 1．（26-27高三上·安徽六安·开学考试）图1是副线圈接有灯泡和电流表的理想变压器，图2是原线圈两端电压随时间变化的图像。已知变压器原、副线圈匝数比为2∶1，灯泡电阻恒为5Ω，电流表视为理想交流电表，则下列说法正确的是（      ） A．变压器副线圈电流的频率为25Hz B．变压器副线圈电流的频率为100Hz C．电流表的示数为1A D．电流表的示数为4A 【答案】C 【详解】AB．由题图2可知，交流电的周期为，则交流电的频率 变压器不改变交流电的频率，故副线圈电流的频率仍为，故AB错误； CD．原线圈两端电压的最大值为，则有效值为 已知变压器原、副线圈匝数比为，则有 解得 故电流表的示数为，故C正确，D错误。 故选C。 2．（26-27高三上·安徽蚌埠·开学考试）图甲为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端的电压按图乙所示的正弦规律变化，原、副线圈的匝数比为，定值电阻R的阻值为。稳定工作时交流电流表的示数为0.1 A，若等离子体可等效为定值电阻，则下列说法正确的是（      ） A．副线圈两端电压的最大值为22 V B．原线圈中电流的有效值为1 A C．副线圈两端电压的周期为 D．等离子体的等效电阻值为 【答案】D 【详解】A．由图可知原线圈电压的最大值为，根据理想变压器变压规律 可得副线圈电压最大值，故A错误； B．交流电流表测量的是副线圈电流的有效值，根据理想变压器变流规律 可得原线圈电流有效值，故B错误； C．从图乙可直接读出原线圈交流电的周期为，理想变压器不改变交流电的周期，因此副线圈两端电压的周期也为，故C错误； D． 原线圈输入电压的有效值 由变压规律得副线圈电压有效值 副线圈电路为定值电阻和等离子体等效电阻串联，根据欧姆定律 代入数据解得等离子体等效电阻，故D正确。 故选 D。 3．▶新情境◀（2026·安徽滁州·三模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，，，均为额定功率相同、内阻为的灯泡，为的定值电阻，和分别为理想线圈和电容器，其中 ，电压表为理想电表。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时，、、均正常发光。下列说法中正确的是（      ） A．电压表的读数为 B．灯泡的额定功率为2W C．若交流电的频率突然减小，则变暗、变亮 D．电容器所带电荷量的最大值为 【答案】B 【详解】AD．由题意可知，原线圈两端电压的最大值为 由于原、副线圈的匝数比，根据 解得 则有效值为 因为是交流电，电容器与灯泡串联，电容器两端电压的最大值肯定小于，所以电容器所带电荷量的最大值小于 而电压表的读数也小于12V，故AD错误； B．与电阻相串联，对支路分析得与分压为12V，则 的功率为，又因为、、 额定功率相同，故B正确； C．电感线圈感抗随交流电频率的减小而减小，电容器的容抗随交流电频率的减小而增大，交流电频率减小后，线圈感抗减小，则变亮，电容器容抗变大则变暗，故C错误。 故选B。 4．（26-27高三上·安徽·开学考试）在匀强磁场中有一矩形线圈，匝数匝，面积，电阻。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，通过电刷与一理想变压器原线圈相接，变压器原、副线圈匝数比为。副线圈接入定值电阻的阻值，若交流电压表的示数为。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻上消耗的功率为 B．匀强磁场的磁感应强度为 C．原线圈中电流的有效值为 D．原、副线圈中电流的频率之比为 【答案】C 【详解】C．副线圈中有效电流 原线圈中电流的有效值为，故C正确； A．定值电阻上消耗的功率为，故A错误； B．原线圈的有效电压 根据闭合电路欧姆定律得 又 联立解得，故B错误； D．变压器不改变交流电频率，则原、副线圈中电流的频率之比为，故D错误。 故选C。 ⏳题型02 理想变压器的动态分析 5．（25-26高二下·安徽马鞍山·期末）如图所示，固定线圈abcd面积S=0.01 m2，匝数N=100匝，线圈电阻不计，旋转磁极绕虚线轴以角速度ω=100 rad/s匀速转动，旋转磁极产生的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度大小。矩形线圈接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R，变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶3，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当旋转磁极处于图示位置时，电流表的示数为零 B．副线圈电流的频率为100 Hz C．电压表的示数为300 V D．将滑动变阻器R的滑片向下滑动，电流表的示数变大 【答案】C 【详解】A．当线圈处于图示位置（中性面），磁通量最大，感应电动势为0，但电流表测的是有效值，则电流表的示数不为零，故A错误； B．变压器不改变频率，则副线圈电流的频率为，故B错误； C．线圈转动产生感应电动势的峰值为 原线圈两端的电压为 根据原副线圈电压与线圈匝数的关系 则电压表的示数为，故C正确。 D．将滑动变阻器R的滑片向下滑动，变阻器接入电路的电阻增大，副线圈的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈中的电流减小，根据原副线圈电流与线圈匝数的关系可知原线圈中的电流变小，故电流表的示数变小，故D错误。 故选C。 6．（2026·安徽·模拟预测）一小型起重机夜间工作时的简化等效电路图如图所示。交流电源的电动势瞬时值表达式为，定值电阻，理想变压器原、副线圈匝数比为，照明灯的额定电压为、额定电流为，在该电路中以额定状态正常工作。此时电动机以的速度将重物匀速竖直向上吊起（不考虑电动机机械损耗），电动机内阻为，重力加速度大小取。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．重物的质量为 B．电动机的机械效率为 C．电源的输出功率为 D．若电动机突然卡住，则照明灯将变得更亮 【答案】A 【详解】A．设副线圈总电流为，原线圈电流，原线圈电压 原线圈回路满足，其中 解得，故 电动机支路电流 电动机输入功率，热功率 机械功率，匀速提升重物时 解得，故A正确； B．电动机机械效率，故B错误； C．电源输出功率为电阻消耗功率与变压器输入功率之和 ，故C错误； D．卡住时电动机支路变为纯电阻，副边总电阻减小，副边电流增大，原边电流增大，分压增大，原线圈电压和副线圈电压均降低，照明灯变暗，故D错误。 故选A。 7．（25-26高二下·安徽·期中）如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈均匀绕在一个圆环形的铁芯上，P1是可转动的触头，现在处于线圈A、B的正中间位置。原线圈A、B与R1=400 Ω的定值电阻串联后接电压的正弦式交流电，副线圈回路中接有滑动变阻器R2，R2的最大阻值也为400 Ω，电流表和电压表均为理想交流电表，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器滑片P2自下向上滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表和电流表的示数都变小 B．当R2=200 Ω时，电压表V的示数为 C．当R2=200 Ω时，R2消耗的功率最大 D．电压表与电流表的示数变化量ΔU、ΔI的比值 【答案】D 【详解】A．当滑动变阻器滑片自下向上滑动过程中，接入电路中的有效阻值减小，副线圈电流变大，电流表的示数变大，匝数比不变，则原线圈电流也变大，分担的电压增大，导致原线圈两端的输入电压变小、匝数比不变，则副线圈两端的电压变小，电压表的示数变小，故A错误； B．将原线圈电路公式进行变形，即 其中U0应是有效值，即 代入数据后，可得，故B错误； C．根据理想变压器的特点，变压器原线圈与副线圈的电压比为，流经的电流之比，可知， 理想变压器原线圈的回路中 电阻R2的电功率为 代入数据推导可得 由数学关系式可知，当时，功率最大，此时电阻是，故C错误； D．将原线圈电路公式进行变形得 由函数关系可知 ，故D正确。 故选D。 8．（25-26高二下·贵州遵义·期中）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，变阻器相当于用户用电器的总电阻。当用电器减少时，相当于变大，当用电进入低谷时，下列说法正确的是（      ） A．线路损耗功率不变 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、的读数均不变，电流表的读数减小，电流表的读数减小 D．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值增大 【答案】C 【详解】BC．设升压变压器的原、副线圈的匝数分别为和，降压变压器的原、副线圈的匝数分别为和，发电厂输出电压恒定，因此电压表读数不变；升压变压器匝数比不变，由得，电压表的读数不变；降压变压器原、副线圈的电压满足 降压变压器的输入功率与输出功率相等，满足 故有 降压变压器所接用户端电阻可等效为 当用电进入低谷时，变阻器阻值变大，等效电阻增大，电流表的读数满足 故电流表的读数减小；结合可知，电流表的读数减小；由理想变压器功率关系可知，电流表的读数减小，故B错误，C正确； A．线路损耗功率为 因电流表的读数减小，则线路损耗功率减小，故A错误； D．电压表、的读数之差满足 故有 电压表、的读数之差与电流表的读数的比值不变，故D错误。 故选C。 9．▶新考法◀（2026·安徽滁州·模拟预测）（多选）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，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。滑动变阻器滑片从最上端划到最下端的过程中，下列说法正确的是（      ） A． B．若电压表与电流表示数变化量分别为和，则 C．电源的输出功率先减小后增大 D．副线圈的输出功率先减小后增大 【答案】BC 【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 的滑片从最上端划到最下端的过程中，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正确； 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BC。 ⏳题型03 电能的输送 10．（2026·安徽芜湖·模拟预测）如图所示为某远距离输电系统的简化示意图，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，输电线路的总电阻为R。发电机输出电压稳定，家庭电路中接入若干并联用电器。下列说法正确的是（      ） A．T1的输入电流与输出电流的频率不相等 B．T1的输出功率大于T2的输入功率 C．若家庭电路接入的用电器数量增加，则输电线路电阻R上消耗的功率减小 D．若保持家庭电路的电压不变，T1的输入电压增大，则电阻R上消耗的功率减小 【答案】B 【详解】A．理想变压器不改变交流电的频率，因此升压变压器的输入电流与输出电流频率相等，故A错误； B．远距离输电中，输电线电阻会损耗功率，因此的输出功率 = 输电线损耗功率 + 的输入功率，因此的输出功率大于的输入功率，故B正确； C．用电器数量增加，家庭电路总电阻减小，总功率增大，降压变压器的输出电流增大，因此输电线上的电流也增大，由可知，输电线路电阻消耗的功率增大，故C错误； D．保持家庭电路电压不变，输入电压增大，由变压器变压规律，输出电压增大；输出电压不变，因此输入电压不变，输电线的电压损失 输电电流 消耗的功率 可知输电线的电压损失、输电电流均增大，则消耗的功率增大，故D错误。 故选 B。 11．（2026·安徽合肥·三模）“绿色发展”是目前各地举办大型赛事活动的理念之一，为此场馆建设大量采用了光伏发电技术。如图为某场馆配套的光伏发电模拟供电系统。光伏电池板产生的直流电经逆变器转化为正弦交流电，输入到理想升压变压器的原线圈。的副线圈通过总电阻为的输电线，连接到理想降压变压器的原线圈，的副线圈为场馆照明设备供电。已知逆变器输出的交流电压有效值恒为250 V，变压器的原、副线圈匝数比为1∶20，变压器的原、副线圈匝数比为20∶1，场馆照明设备可视为纯电阻，其额定功率为44 kW。若照明设备正常工作，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为10 A B．变压器副线圈两端的电压为5000 V C．输电线上损耗的电功率为600 W D．若场馆增加照明灯具，则输电线上损耗的功率将减小 【答案】A 【详解】A．已知逆变器输出电压，变压器匝数比 变压器匝数比 照明设备额定功率 输电线总电阻 由理想变压器电压比规律，得副线圈电压 由理想变压器功率守恒得 由理想变压器电流比规律 照明设备正常工作时 结合输电回路电压关系 联立解得， 输电线上的电流，故A正确； B．由上述计算得变压器副线圈两端的电压，并非，故B错误； C．由焦耳定律得输电线上损耗的电功率 并非，故C错误； D．若场馆增加照明灯具，负载总功率增大，副线圈电流增大，由可知输电线上电流增大，再由可知输电线上损耗的功率将增大，故D错误。 故选A。 12．▶新考法◀（2026·河南·三模）（多选）如图所示为某同学设计的模拟远距离输电示意图，均为理想变压器，原线圈输入正弦式交流电，电压匝数比匝数比用户1消耗的功率为，用户2获得的电压为220V、消耗的功率。输电线电阻r=20Ω，其它电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．原线圈中的电流大小为50A B．输电线上损耗的功率为2.0kW C．原线圈输入的功率为61.5kW D．匝数比 【答案】ACD 【详解】A．理想变压器电压比 得 理想变压器原副线圈功率相等 原线圈电流 ，故A 正确； B．用户1 并联在 副线圈两端，故 副线圈电压 又 原线圈电压 用户1 电流 原线圈电流 总电流 又 输电线电流 输电线损失功率 ，故B错误； C．T₁  原线圈输入功率 ，故C 正确； D．由 故匝数比 ，故D正确。 故选ACD。 13．（2026·安徽合肥·模拟预测）（多选）一般巨型发电机组采用“旋转磁极式”发电，其原理如图1所示，设线圈面积为、匝数为，磁极以角速度匀速转动且提供的磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。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，其输电示意图如图2所示，“升压整流模块”电路将发电站输出的电压整流成的直流电输送。直流输电线的总电阻等效为，整流及逆变电路模块的能量损失不计，且逆变过程电压不变，变压器为理想变压器。当发电站的输出功率时，换流站接入的电压恰好为。下列判断中正确的是（      ） A．图1所示时刻，导线中的电流方向为由到 B．由图1所示时刻开始计时，线圈中所产生的电动势可表示为 C．在图2所示电路中，变压器原线圈与副线圈的匝数之比为 D．在图2所示电路中，变压器原线圈与副线圈的匝数之比为 【答案】AD 【详解】A．导线相对磁感线向上运动，而磁感线向右，由右手定则可知感应电流方向由到，故A正确； B．图1所示时刻，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，所以线圈中所产生的电动势与时间的关系为，故B错误； CD．直流输电线上损失的电压为 所以变压器的输入电压为 变压器的输出电压即“换流站接入电压”为，所以理想变压器的原、副线圈的匝数之比为，故C错误，D正确。 故选AD。 重难·创新演练 设题创新:理想变压器含有多个副线圈的计算（T1）、原线圈段含有负载的相关运算（T2）、理想变压器的动态分析（T3） 1．▶新情境◀（25-26高三下·山西太原·阶段检测）某实验室使用的低压供电装置原理如图所示，其核心部分是一个理想变压器。原线圈输入电压有效值的正弦交流电。该变压器有两组独立的副线圈，副线圈1的匝数。已知接在副线圈1、2两端的电阻，消耗的电功率为20 W，测得此时流过副线圈2的电流。以下说法正确的是（　　） A．原线圈的匝数为50 B．副线圈2的匝数为20 C．此时流过原线圈的电流为3.4 A D．副线圈2两端的电压为20 V 【答案】C 【详解】A．因消耗的电功率为20 W，即 解得 又 解得原线圈的匝数为，故A错误； BD．对由欧姆定律 又 解得副线圈2的匝数为，故BD错误； C．由输入功率等于输出功率 解得，故C正确。 故选C。 2．（2026·安徽·模拟预测）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想交流电表，、为定值电阻，为滑动变阻器，在a、b两端输入正弦交流电压，将滑动变阻器的滑片从最下端移到最上端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表A示数变大 B．电压表V1示数变小 C．电压表V2示数变大 D．变压器的输出功率变大 【答案】A 【详解】A．将副线圈总负载等效到原线圈，等效电阻 电路中的上半部分与下半部分并联，并联后的电阻先增大后减小，使先增大后 减小，​先增大后减小。原线圈总电阻​先增大后减小，输入总电压不变，因此原线圈总电流先减小后增大。 根据变压器原理有，故副线圈总电流先减小后增大。 当的滑动触头由下端点向上滑动到中点的过程中，的上半部分与下半部分并联，由于增大，使的电压增大，流过电流表的电流，由于减小，增大。 当的滑动触头由中点向上滑动到上端点的过程中，的上半部分与下半部分并联，减小，的电压减小，副线圈的电流增大，流过电流表的电流 又知，增大。 联立解得，流过电流表的电流增大。 综上所述，当的滑动触头由下端点向上滑动到上端点的过程中，流过电流表的电流增大，故A正确； BC．根据A选项分析可知，原线圈总电流先减小后增大，电压表​测​的电压， 可知，​先减小后增大，则原线圈电压 先增大后减小；由理想变压器变压比 得副线圈电压​（​的示数）先增大后减小，故BC错误； D．变压器输出功率 可知，当时，输出功率最大，根据题意，无法确定与的大小关系，则无法确定变压器输出功率的变化，故D错误。 故选A。 3．（25-26高三下·安徽合肥·阶段检测）（多选）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率可能先增大后减小 【答案】BD 【详解】AB．设原线圈中的电流为，则副线圈中的电流为2I 则副线圈两端的电压为 故输入端电压的有效值为 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，接入电路的电阻减小，I增大，和都增大，故减小，消耗的功率增大，故A错误，B正确； CD．设原副线圈的匝数比为，则变压器和负载的等效电阻为，同时将等效为电源内阻，易知当 时，消耗的功率最大，故随着向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率先增大后减小，故C错误，D正确。 故选BD。 真题·实战演练 高频考点：理想变压器的基本关系、动态分析；电能的损耗 1．（2024·北京·高考真题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（      ） A．原线圈两端电压的有效值为 B．副线圈中电流的有效值为0.5A C．原、副线圈匝数之比为1∶4 D．原线圈的输入功率为12W 【答案】B 【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为，则原线圈两端电压的有效值为 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．由理想变压器电压与匝数关系可知 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。 2．（2026·重庆·高考真题）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 【详解】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。 3．（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。 4．（2026·海南·高考真题）2025年12月，海南自贸港重大项目——海南500千伏主网架工程全面投产。海南电网主网架首次实现电压等级从到的历史性跨越。若保持输送电功率和输电线电阻都不变，采用500 kV输电与采用220 kV输电在输电线上损失的电功率之比为（      ） A．25∶11 B．11∶25 C．625∶121 D．121∶625 【答案】D 【详解】输电过程中，输送功率、输电电压、输电电流满足，因此输电电流；输电线上损失的功率为电流的热功率，即，联立得 两种输电方式损失功率之比为 故选D。 5．（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。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第33讲 变压器 电能的输送（专项训练） 模拟·基础演练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B C C A D C BC B 题号 11 12 13 答案 A ACD AD 重难·创新演练 题号 1 2 3 答案 C A BD 真题·实战演练 题号 1 2 3 4 5 答案 B B B D B 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第33讲 变压器 电能的输送（专项训练） 目 录 研判·考情前瞻 1 巩固·知识解构 2 知识点1理想变压器的工作原理和基本关系 2 知识点2理想变压器的动态分析 3 知识点3电能的输送 3 模拟·基础演练 4 题型01 理想变压器的工作原理和基本关系 4 题型02 理想变压器的动态分析 6 题型03 电能的输送 8 重难·创新演练 10 真题·实战演练 11 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 研判·考情前瞻 核心考点 2026年 2025年 2024年 变压器 重庆·T3、甘肃·T9、 河北·T8、浙江(6月)·T5、北京·T7、河南·T4、湖北·T8、 海南·T10、云南·T8、天津·T6、江西·T3、 湖南·T6、河北·T6、 安徽·T8、福建·T2、 广西·T2、 北京·T5、重庆·T9、 海南·T9、浙江(6月)·T7、全国甲卷·T6、吉林·T13、浙江(1月)·T5、 远距离输电 海南·T6、北京·T2、 贵州·T5、云南·T8、 广东·T2、重庆·T9、 湖北·T8、 湖南·T6、 考情分析 题型与考向： 高考对这部分考查以选择题为主，也可和交变电流、电磁感应结合出小综合。 核心考向：理想变压器基础：电压比、电流比、功率关系；动态变化问题：匝数不变，负载电阻改变，判断各物理量变化；多组副线圈、原线圈串联电阻的变式；远距离输电：输电线上功率损耗、电压损失计算，升压降压方案分析；结合图像、生活用电情境考查。 情境与立意： 1．常见情境：家用配电变压器、变电站输电模型、充电桩供电、简易升压装置、电网远距离输电简化模型。 2．立意：依托电磁感应互感现象，考查模型建构；突出能量守恒；联系电力输送工程实际，体现物理在能源传输中的价值，重视逻辑推导，不单纯套公式。 复习目标 1．知识：理解变压器工作原理(互感)，掌握理想变压器电压、电流、功率关系；知道匝数比对电压、电流的影响；明确远距离输电损耗来源，掌握输电功率、电压、损耗功率的计算逻辑。 2．能力：会处理变压器动态分析(负载变化类)；能画远距离输电示意图，分清升压、降压变压器，区分输电电压、损失电压、用户电压。 3．应试：区分“原线圈接交流/直流”、理想与实际变压器差异；规避输电问题里把输电电压当成导线分压的常见错误。 4．素养：建立能量守恒观念，理解电能传输中的能量分配，体会电力工程的物理应用。 巩固·知识解构 知识点1 理想变压器的工作原理和基本关系 1．构造：如图所示。变压器由____________和________________________组成。 (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫____________。 (2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫____________。 2．工作原理：电磁感应的________现象。 3．理想变压器的基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出。 (2)电压关系：＝。若n1>n2，为________变压器；若n1<n2，为________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。 ( ✨ 得分速记 ： 1 ． 理想变压器的工作过程分析 2 ． 多副线圈理想变压器 注：(1)根据 ＝ 得，套在同一铁芯上的线圈，有 ＝ ＝ ＝…。 (2)根据 P 入 ＝ P 出 得 U 1 I 1 ＝ U 2 I 2 ＋ U 3 I 3 ＋…，将电压关系代入可得 n 1 I 1 ＝ n 2 I 2 ＋ n 3 I 3 ＋…。 ) 知识点2 理想变压器的动态分析 理想变压器的动态分析基本类型有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 1．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。 2．负载电阻不变的情况(如图所示) (1)U1不变，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。 3．分析动态问题的步骤 U1 U2I2P2P1I1。 知识点3 电能的输送 1．减少输电损耗的理论依据：P损＝I2r。 2．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的电阻：根据电阻定律r＝ρ，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____________、增大导线的____________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 ____________。 3．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例) (1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3。 (2)电压、电流关系：＝＝，＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线。 (3)输电电流：I线＝＝＝。 (4)输电线上损耗的电功率 P损＝I线ΔU＝IR线＝R线。 当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的。 模拟·基础演练 考查重点：理想变压器工作原理和基本关系；理想变压器动态分析；远距离输电 ⏳题型01 理想变压器的工作原理和基本关系 1．（26-27高三上·安徽六安·开学考试）图1是副线圈接有灯泡和电流表的理想变压器，图2是原线圈两端电压随时间变化的图像。已知变压器原、副线圈匝数比为2∶1，灯泡电阻恒为5Ω，电流表视为理想交流电表，则下列说法正确的是（      ） A．变压器副线圈电流的频率为25Hz B．变压器副线圈电流的频率为100Hz C．电流表的示数为1A D．电流表的示数为4A 2．（26-27高三上·安徽蚌埠·开学考试）图甲为一种等离子体工作电路，理想变压器原线圈两端的电压按图乙所示的正弦规律变化，原、副线圈的匝数比为，定值电阻R的阻值为。稳定工作时交流电流表的示数为0.1 A，若等离子体可等效为定值电阻，则下列说法正确的是（      ） A．副线圈两端电压的最大值为22 V B．原线圈中电流的有效值为1 A C．副线圈两端电压的周期为 D．等离子体的等效电阻值为 3．▶新情境◀（2026·安徽滁州·三模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，，，均为额定功率相同、内阻为的灯泡，为的定值电阻，和分别为理想线圈和电容器，其中 ，电压表为理想电表。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时，、、均正常发光。下列说法中正确的是（      ） A．电压表的读数为 B．灯泡的额定功率为2W C．若交流电的频率突然减小，则变暗、变亮 D．电容器所带电荷量的最大值为 4．（26-27高三上·安徽·开学考试）在匀强磁场中有一矩形线圈，匝数匝，面积，电阻。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，通过电刷与一理想变压器原线圈相接，变压器原、副线圈匝数比为。副线圈接入定值电阻的阻值，若交流电压表的示数为。下列说法正确的是（　　） A．定值电阻上消耗的功率为 B．匀强磁场的磁感应强度为 C．原线圈中电流的有效值为 D．原、副线圈中电流的频率之比为 ⏳题型02 理想变压器的动态分析 5．（25-26高二下·安徽马鞍山·期末）如图所示，固定线圈abcd面积S=0.01 m2，匝数N=100匝，线圈电阻不计，旋转磁极绕虚线轴以角速度ω=100 rad/s匀速转动，旋转磁极产生的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度大小。矩形线圈接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R，变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶3，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．当旋转磁极处于图示位置时，电流表的示数为零 B．副线圈电流的频率为100 Hz C．电压表的示数为300 V D．将滑动变阻器R的滑片向下滑动，电流表的示数变大 6．（2026·安徽·模拟预测）一小型起重机夜间工作时的简化等效电路图如图所示。交流电源的电动势瞬时值表达式为，定值电阻，理想变压器原、副线圈匝数比为，照明灯的额定电压为、额定电流为，在该电路中以额定状态正常工作。此时电动机以的速度将重物匀速竖直向上吊起（不考虑电动机机械损耗），电动机内阻为，重力加速度大小取。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．重物的质量为 B．电动机的机械效率为 C．电源的输出功率为 D．若电动机突然卡住，则照明灯将变得更亮 7．（25-26高二下·安徽·期中）如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈均匀绕在一个圆环形的铁芯上，P1是可转动的触头，现在处于线圈A、B的正中间位置。原线圈A、B与R1=400 Ω的定值电阻串联后接电压的正弦式交流电，副线圈回路中接有滑动变阻器R2，R2的最大阻值也为400 Ω，电流表和电压表均为理想交流电表，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器滑片P2自下向上滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表和电流表的示数都变小 B．当R2=200 Ω时，电压表V的示数为 C．当R2=200 Ω时，R2消耗的功率最大 D．电压表与电流表的示数变化量ΔU、ΔI的比值 8．（25-26高二下·贵州遵义·期中）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，变阻器相当于用户用电器的总电阻。当用电器减少时，相当于变大，当用电进入低谷时，下列说法正确的是（      ） A．线路损耗功率不变 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、的读数均不变，电流表的读数减小，电流表的读数减小 D．电压表、的读数之差与电流表的读数的比值增大 9．▶新考法◀（2026·安徽滁州·模拟预测）（多选）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，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。滑动变阻器滑片从最上端划到最下端的过程中，下列说法正确的是（      ） A． B．若电压表与电流表示数变化量分别为和，则 C．电源的输出功率先减小后增大 D．副线圈的输出功率先减小后增大 ⏳题型03 电能的输送 10．（2026·安徽芜湖·模拟预测）如图所示为某远距离输电系统的简化示意图，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器，输电线路的总电阻为R。发电机输出电压稳定，家庭电路中接入若干并联用电器。下列说法正确的是（      ） A．T1的输入电流与输出电流的频率不相等 B．T1的输出功率大于T2的输入功率 C．若家庭电路接入的用电器数量增加，则输电线路电阻R上消耗的功率减小 D．若保持家庭电路的电压不变，T1的输入电压增大，则电阻R上消耗的功率减小 11．（2026·安徽合肥·三模）“绿色发展”是目前各地举办大型赛事活动的理念之一，为此场馆建设大量采用了光伏发电技术。如图为某场馆配套的光伏发电模拟供电系统。光伏电池板产生的直流电经逆变器转化为正弦交流电，输入到理想升压变压器的原线圈。的副线圈通过总电阻为的输电线，连接到理想降压变压器的原线圈，的副线圈为场馆照明设备供电。已知逆变器输出的交流电压有效值恒为250 V，变压器的原、副线圈匝数比为1∶20，变压器的原、副线圈匝数比为20∶1，场馆照明设备可视为纯电阻，其额定功率为44 kW。若照明设备正常工作，下列说法正确的是（　　） A．输电线上的电流为10 A B．变压器副线圈两端的电压为5000 V C．输电线上损耗的电功率为600 W D．若场馆增加照明灯具，则输电线上损耗的功率将减小 12．▶新考法◀（2026·河南·三模）（多选）如图所示为某同学设计的模拟远距离输电示意图，均为理想变压器，原线圈输入正弦式交流电，电压匝数比匝数比用户1消耗的功率为，用户2获得的电压为220V、消耗的功率。输电线电阻r=20Ω，其它电阻不计，下列说法正确的是（　　） A．原线圈中的电流大小为50A B．输电线上损耗的功率为2.0kW C．原线圈输入的功率为61.5kW D．匝数比 13．（2026·安徽合肥·模拟预测）（多选）一般巨型发电机组采用“旋转磁极式”发电，其原理如图1所示，设线圈面积为、匝数为，磁极以角速度匀速转动且提供的磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。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，其输电示意图如图2所示，“升压整流模块”电路将发电站输出的电压整流成的直流电输送。直流输电线的总电阻等效为，整流及逆变电路模块的能量损失不计，且逆变过程电压不变，变压器为理想变压器。当发电站的输出功率时，换流站接入的电压恰好为。下列判断中正确的是（      ） A．图1所示时刻，导线中的电流方向为由到 B．由图1所示时刻开始计时，线圈中所产生的电动势可表示为 C．在图2所示电路中，变压器原线圈与副线圈的匝数之比为 D．在图2所示电路中，变压器原线圈与副线圈的匝数之比为 重难·创新演练 设题创新:理想变压器含有多个副线圈的计算（T1）、原线圈段含有负载的相关运算（T2）、理想变压器的动态分析（T3） 1．▶新情境◀（25-26高三下·山西太原·阶段检测）某实验室使用的低压供电装置原理如图所示，其核心部分是一个理想变压器。原线圈输入电压有效值的正弦交流电。该变压器有两组独立的副线圈，副线圈1的匝数。已知接在副线圈1、2两端的电阻，消耗的电功率为20 W，测得此时流过副线圈2的电流。以下说法正确的是（　　） A．原线圈的匝数为50 B．副线圈2的匝数为20 C．此时流过原线圈的电流为3.4 A D．副线圈2两端的电压为20 V 2．（2026·安徽·模拟预测）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想交流电表，、为定值电阻，为滑动变阻器，在a、b两端输入正弦交流电压，将滑动变阻器的滑片从最下端移到最上端的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表A示数变大 B．电压表V1示数变小 C．电压表V2示数变大 D．变压器的输出功率变大 3．（25-26高三下·安徽合肥·阶段检测）（多选）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率可能先增大后减小 真题·实战演练 高频考点：理想变压器的基本关系、动态分析；电能的损耗 1．（2024·北京·高考真题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（      ） A．原线圈两端电压的有效值为 B．副线圈中电流的有效值为0.5A C．原、副线圈匝数之比为1∶4 D．原线圈的输入功率为12W 2．（2026·重庆·高考真题）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 3．（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 4．（2026·海南·高考真题）2025年12月，海南自贸港重大项目——海南500千伏主网架工程全面投产。海南电网主网架首次实现电压等级从到的历史性跨越。若保持输送电功率和输电线电阻都不变，采用500 kV输电与采用220 kV输电在输电线上损失的电功率之比为（     ） A．25∶11 B．11∶25 C．625∶121 D．121∶625 5．（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． 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $