2023屆高考物理一輪復習知識點精講與2022高考題模考題訓練94理想變壓器(含詳解)

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(gòu)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(xiàn)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(chǎn)入=產(chǎn)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(lián)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(lián)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?qū)щ娦?，正弦?/p>

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(fā)生變化。

6.自耦變壓器問題

自耦變壓器（又稱調(diào)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(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)

為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)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(fā)射線圈中電流之比約為22:1

C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同

D.穿過發(fā)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(yè)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(chǎn)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)為100V

C.電流表的示數(shù)為1.0AD.變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W

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(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)生的磁場呈周期性變

化

B.受電線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場恒定不變

C.送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)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(shù)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(shù)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(shù)為1（）0V

C.電流表的示數(shù)為1.0A

D.變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W

10.（2020?山東等級考）圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)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(diào)節(jié)為（）

C.6QD.8Q

11.（2018?天潭高考）教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。

利用該發(fā)電機（內(nèi)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(shù)分別為/、U,R消耗的功率為P。

若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼腡，貝4（）

A.R消耗的功率變?yōu)間P

B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)?U

C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?/

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(shù)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(shù)

為人、〃1、“2的線圈，線圈匝數(shù)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(shù)為14.4V

C.電壓表Y和V?示數(shù)比為4:5

D.電流表人|和人2示數(shù)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(fā)光。下列說法正確的是（）

甲乙

電流表的示數(shù)為1.5AB.交變電壓的最大值Um=28V

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3：ID.電壓表的示數(shù)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(shù)為/；當開關S閉合時，電流表的示數(shù)為4/。該變壓

器原、副線圈匝數(shù)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(shù)之比為1：2,下列說法正確的是（）

A.電壓表V1、V?示數(shù)之比為2：1

B.電壓表V>V?示數(shù)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(lián)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(guī)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(nèi)，感應線圈中的電流方向自6流向a

B.t2~%時間內(nèi)，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(lián)考）如圖所示，高鐵的供電流程是將高壓220kV或UOkV

經(jīng)過牽引變電所進行變壓，降至27.5kV,通過接觸網(wǎng)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(wǎng)

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(wǎng)k

k*

K,

K

K

統(tǒng)引

Til

蔓

竹

網(wǎng)《

器

的變壓

變電所

V,則

220k

壓為

的電

電網(wǎng)

A.若

=8:1

々：％

數(shù)比

圈匝

副線

原、

4

=1：

勺：4

數(shù)比

圈匝

副線

原、

壓器

的變

電所

則變

0kV,

為11

電壓

網(wǎng)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

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

D.如

、&

1,4

為2:

之比

匝數(shù)

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(guī)律

正弦

所示

圖乙

“按

電壓