2023高考一輪知識點精講和最新高考題模擬題同步訓練

第十六章交變電流、傳感器和電磁波

專題94理想變壓器

第一部分知識點精講

1.理想變壓器構造

如圖所示，變壓器是由閉合翅和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的。

與交流電源連接的線圈,也叫初級線圈。

（2）副線圈：與負載連接的線圈，也叫次級線圈。

2.原理：電磁感應的互感現象。

【特別提醒】（1）對于大小隨時間變化（如圖所示）的直流電，變壓器仍然有變壓作用。

⑵對于恒定電流，變壓器沒有變壓作用。

3.基本關系式

（1）功率關系：尸入=心。

⑵電壓關系：段=2_.

⑶電流關系：只有一個副線圈時，幺

【特別提醒】當副線圈與用電器斷開（空載）時，無電流通過副線圈，但副線圈兩端仍存

在電壓。

4.理想變壓器及基本關系的理解

基功率關系能量守恒：原線圈的輸入功率等于副線圈的

本輸出功率，即產入=產出

關只有一個副線圈時：興=華

U2"2

系電壓關系

有多個副線圈時：9=華=華=?,,

n\fi2〃3

電流只有一個副線圈時：7=詈

hn\

關系

有多個副線圈時:3T----Minfin

頻率關系力=為（變壓器不改變交變電流的頻率）

5.分析變壓器電路的兩個難點

（1）分析原線圈有串聯負載的變壓器電路問題時要注意：變壓器的輸入電壓不等于電源

的電壓，而是等于電源電壓減去串聯負載的電壓，即1/1=t/源一。申。

（2）分析含有二極管的變壓器電路問題時要注意：理想二極管具有單向導電性，正弦式

交變電流通過二極管后會變成半波直流電流，對應的有效值會發生變化。

6.自耦變壓器問題

自耦變壓器（又稱調壓器），它只有一個線圈，原、副線圈共用其中的一部分作為另一個

線圈，當交流電源接不同的端點時，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關系對自耦變

壓器同樣適用，如圖所示。

2

Fh-EH第二部分最新高考題精選

1.（2022高考湖北物理）近年來，基于變壓器原理的無線充電技術得到了廣泛應用，其簡

化的充電原理圖如圖所示。發射線圈的輸入電壓為220V、匝數為1100匝，接收線圈的匝數

為50匝。若工作狀態下，穿過接收線圈的磁通量約為發射線圈的80%,忽略其它損耗，下

列說法正確的是（

A.接收線圈的輸出電壓約為8V

B.接收線圈與發射線圈中電流之比約為22:1

C.發射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同

D.穿過發射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同

2.（2022山東物理）如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V,可輸出12V、18V、30V電

壓，匝數為々的原線圈中電隨時間變化為〃=UmCOS（10（）m）.單匝線圈繞過鐵芯連接交流

電壓表，電壓表的示數為0.1V。將阻值為12c的電阻R接在兩端時，功率為12W。

下列說法正確的是（）

■oA

A.m為1100匝，Um為220V

aoC

V

B.BC間線圈匝數為120匝，流過/?的電流為1.4A

C.若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V,頻率為100Hz

D.若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A,周期為0.02s

3.（2021重慶高考）某電動牙刷的充電裝置含有變壓器，用正弦交流電給此電動牙刷充電

時，原線圈兩端的電壓為220V,副線圈兩端的電壓為4.4V,副線圈的電流為I.0A,若將該

變壓器視為理想變壓器，則

A.原、副線圈匝數之比為25：1B.原線圈的電流為0.02A

C.副線圈兩端的電壓最大值為5V

D.原、副線圈的功率之比為50：1

4.（2021年高考廣東學業水平選擇性測試）某同學設計了一個充電裝置,如圖5所示.假

設永磁鐵的往復運動在螺線管中產生近似正弦式交流電，周期為0.2s,電壓最大值為

0.05V.理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數比為1：60.T

列說法正確的是

永磁鐵戶口

\L—f—=|

螺線管----1

圖5A.交流電的頻率為10Hz

B,副線圈兩端電壓最大值為3V

C.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關

D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率

5.（2021重慶高考）某電動牙刷的充電裝置含有變壓器，用正弦交流電給此電動牙刷充電

時，原線圈兩端的電壓為220V,副線圈兩端的電壓為4.4V,副線圈的電流為1.0A,若將該

變壓器視為理想變壓器，則

A.原、副線圈匝數之比為25：1

B.原線圈的電流為0.02A

C.副線圈兩端的電壓最大值為5V

D.原、副線圈的功率之比為50:1

6.（2020高考全國理綜in卷）在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V,理

想變壓器原、副線圈的匝數比為10：1,凡、&、R3均為固定電阻，&=10Q,/?3=20Q,

各電表均為理想電表。已知電阻此中電流，,2隨時間/變化的正弦曲線如圖（b）所示。

下列說法正確的是

A.所用交流電的頻率為

50HzB.電壓表的示數為100V

C.電流表的示數為1.0AD.變壓器傳輸的電功率為15.0W

7.（2020高考天津卷）手機無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示，電磁感應式無線

充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產生

的磁場傳遞能量。當充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會在鄰近的受電線

圈中感應出電流，最終實現為手機電池充電。在充電過程中

受峻圈

A.送電線圈中電流產生的磁場呈周期性變

化

B.受電線圈中感應電流產生的磁場恒定不變

C.送電線圈和受電線圈通過互感現象實現能量傳遞

D.手機和基座無需導線連接，這樣傳遞能量沒有損失

8.（2019?江蘇高考）某理想變壓淵原、副線圈的匝數之比為1：10,當輸入電壓增加20V

時，輸出電壓（）

A.降低2VB.增力口2V

C.降低200VD.增加200V

9.（多選）（2020?全國卷III）在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V,理

想變壓器原、副線圈的匝數比為10：1,Ri、&、砥均為固定電阻，/?2=10Q,￡=20Q,

各電表均為理想電表。已知電阻&中電流打隨時間f變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說

法正確的是（）

B.電壓表的示數為1（）0V

C.電流表的示數為1.0A

D.變壓器傳輸的電功率為15.0W

10.（2020?山東等級考）圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數比"I：見=22：3,輸入端

a、6所接電壓“隨時間/的變化關系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15Q,額定電壓為

24V。定值電阻2=10。、R2=5Q,滑動變阻器R的最大阻值為10為使燈泡正常

工作，滑動變阻器接入電路的電阻應調節為（）

C.6QD.8Q

11.（2018?天潭高考）教學用發電機能夠產生正弦式交變電流。

利用該發電機（內阻可忽略）通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路

如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數分別為/、U,R消耗的功率為P。

若發電機線圈的轉速變為原來的T，貝4（）

A.R消耗的功率變為gP

B.電壓表V的讀數變為:U

C.電流表A的讀數變為2/

D.通過K的交變電流頻率不變

第三部分最新模擬題精選

1.（2022山東濟南5月模擬）如圖所示，理想變壓器三個線圈的匝數比為由：〃2：〃3=

4：1：1,電阻R=/?2=R3=R。當A、B兩接線柱接正弦交變電源時，R2的電流為/,則電

源的輸出功率為（）

C.3FRD.18/27?

2.（2022山東青島二模）如圖為“日”字形變壓器的示意圖，中間和兩臂上分別繞有匝數

為人、〃1、“2的線圈，線圈匝數比〃0：〃1：〃2=1°：4：5,兩臂電路中接有相同的電阻R。

將中間線圈接入電壓%=360sin100R（V）的交變電流，下列說法正確的是（）

RA-每匝線圈中磁通量的變化率都

相同

B.電壓表Y的示數為14.4V

C.電壓表Y和V?示數比為4:5

D.電流表人|和人2示數比為5:4

3.（2022天津南開二模）如圖甲所示電路中，L為標有“4V,2W”字樣的小燈泡，L2,L3

為兩只標有“8V,6W”字樣的相同燈泡，變壓器為理想變壓器，各電表為理想電表，當必

端接如圖乙所示的交變電壓時，三只燈泡均正常發光。下列說法正確的是（）

甲乙

電流表的示數為1.5AB.交變電壓的最大值Um=28V

C.變壓器原、副線圈的匝數之比為3：ID.電壓表的示數為24V

4.（2022廣東潮州二模）某同學的電動自行車充電器是一輸入電壓為220V,輸出電壓為48V

的變壓器，由于副線圈燒壞了，為修復該充電器，該同學拆下燒壞的副線圈，用絕緣導線在

鐵芯上繞了5匝線圈，如圖所示，將原線圈接到220V交流電源上，測得新繞線圈兩端電壓

A.該充電器原線圈有550匝B.該充電器原線圈有1100匝

C.被燒壞的副線圈有120匝D.被燒壞的副線圈有240匝

5.（2022山東棗莊二模）一含有理想變壓器電路如圖所示，圖中電阻飛、R2和尺3的阻

值分別為12OJO和4C,A為理想交流電流表，M為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值

恒定。當開關S斷開時，電流表的示數為/；當開關S閉合時，電流表的示數為4/。該變壓

器原、副線圈匝數比為（）

6.（2022河北唐山一模）“如圖所示含有理想變壓器的電路中，電阻與、的阻值分別為2C、

3C,電流表A2和電壓表VrV2均為理想交流電表，U為正弦交流電壓源，輸出電

壓的有效值恒定。此時，電流表A「A2的示數之比為1：2,下列說法正確的是（）

A.電壓表V1、V?示數之比為2：1

B.電壓表V>V?示數之比為7：3

C.電阻R「R2電功率之比1：3

D.電阻R「R2電功率之比為1：6

7.（2022河北普通高中第一次聯考）某同學設計了一種無線供電裝置，原理如圖中所示,

感應線圈處在垂直于感應線圈平面的磁場中，磁場的磁感應強度變化如圖乙所示，規定磁場

垂直感應線圈平面向上為正，下列說法正確的是

A.0?4時間內，感應線圈中的電流方向自6流向a

B.t2~%時間內，感應線圈中的電流方向自a流向b

C.保持磁場磁感應強度最大值不變，使其周期減半，則，而端感應電動勢將加倍

D.保持磁場磁感應強度最大值不變，使其周期加倍，則ab端感應電動勢將加倍

8.（2022河北普通高中第一次聯考）如圖所示，高鐵的供電流程是將高壓220kV或UOkV

經過牽引變電所進行變壓，降至27.5kV,通過接觸網上的電線與車頂上的受電器進行接觸

而完成受電，機車最終獲得25kV的電力使高鐵機車運行。以下說法正確的是

電網

伏

110千

伏或

牽220千

引

千伏

供27.5

饋線

所

變電

電

線

回流

系牽

觸網k

k*

K,

K

K

統引

Til

蔓

竹

網《

器

的變壓

變電所

V,則

220k

壓為

的電

電網

A.若

=8:1

々：％

數比

圈匝

副線

原、

4

=1：

勺：4

數比

圈匝

副線

原、

壓器

的變

電所

則變

0kV,

為11

電壓

網的

若電

B.

6.9C

約為

電阻

等效

間的

機車

所至

變電

牽引

則自

kw,

9000

率為

車功

鐵機

果高

C.如

7.6C

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電阻

等效

間的

機車

所至

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9000

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D.如

、&

1,4

為2:

之比

匝數

圈的

、副線

器原

變壓

，理想

所示

圖甲

汝口

沖刺

高中

涪陵

重慶

022

9.（2

正確的

列說法

。下

變化

規律

正弦

所示

圖乙

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電壓