2026版创新设计高考一轮复习物理第2讲　变压器　电能的输送

第2讲变压器电能的输送第十二章交变电流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。学习目标目

录CONTENTS夯实必备知识01研透核心考点02提升素养能力03夯实必备知识1电源1.负载互感

低电压2.并联小电流串联

2.

1.思考判断×(1)变压器不仅能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。()(2)理想变压器能改变交变电压、交变电流，但不改变功率，即输入功率总等于输出功率。()(3)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈的输入电流随之增大。()(4)增大输电导线的横截面积不利于减少输电过程中的电能损耗。()(5)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。()(6)在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损耗越多。()√√×√√C2.(人教版选择性必修第二册P62T2改编)有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是(

) A.1081匝

B.1800匝

C.108匝

D.8010匝A

研透核心考点2考点二理想变压器的动态分析考点一理想变压器的原理及应用考点三电能的输送考点一理想变压器的原理及应用1.关于理想变压器的三点说明(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.理想变压器的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P1由副线圈的输出功率P2决定，P1＝P2。电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定，I1＝I2。

角度变压器基本规律的应用

例1

(2024·浙江1月选考，5)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＝5sin(100πt)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10kV，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(

)B

衔接教材

(人教版选择性必修第二册P68B组T2)图3－4甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图3－4乙所示的正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5

000

V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。(1)图中开关闭合时电压表的示数是多少?(2)变压器原、副线圈的匝数满足怎样的关系才能实现点火?衔接分析教材中第2题和浙江1月选考第5题考查情景相同，通过转换器将直流电压转换为交流电压，经变压器后副线圈两端的电压达到一定值引发电火花，实现点火，考查了变压器的电压与匝数的关系，以及有效值的计算，高考题素材来源于教材，体现新高考的考教衔接的思想。角度原线圈接入负载电阻的变压器问题

CDA.交变电流的频率为100HzB.原线圈的输入电压为80VC.电压表V的示数为30VD.R1消耗的功率与R2消耗的功率相等

角度两种特殊的变压器模型例3

(多选)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(

)BDA.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.若电压表示数为30V，则输电线两端的电压最大值为6000VD.若电流表示数为5A，则通过输电线的电流有效值为500A

1.(多选)(2024·海南卷，9)如图，电动汽车充电站的理想变压器输入电压为10kV，输出电压为220V，每台充电桩输入电流为16A，设原、副线圈匝数分别为n1、n2，输入正弦交流电的频率为50Hz，则下列说法正确的是(

)跟踪训练ADA.交流电的周期为0.02sB.原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶500C.输出的最大电压为220VD.若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW

ADA.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144Ω的电阻D.仅将灯泡串联一个阻值为144Ω的电阻

考点二理想变压器的动态分析常见的理想变压器两种动态分析匝数比不变的情况负载电阻不变的情况匝数比不变的情况负载电阻不变的情况(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(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变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化例4

(多选)(2024·全国甲卷，19)如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以(

)ACA.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动解析

保持T不动，则原、副线圈匝数比不变，又变压器的输入电压不变，根据变压器的变压规律可知，变压器的输出电压不变，滑动变阻器的滑片向f端滑动时，其接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知通过R1的电流增大，根据P＝I2R可

3.(多选)(2025·甘肃兰州一模)如图所示，面积为S、匝数为N、内阻不计的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始计时，绕水平轴OO'以角速度ω匀速转动，矩形线圈通过滑环连接理想变压器。理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可变电阻R，电表均为理想交流电表。下列判断正确的是(

)跟踪训练ACA.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωtB.其他条件不变，增大角速度ω时，R的功率减小C.其他条件不变，R阻值增大时，电流表示数减小D.其他条件不变，P位置向上移动时，电压表示数变小

1.理清三个回路(如图)考点三电能的输送

3.一个守恒:能量守恒关系式P1＝P线损＋P用户。例5

如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100kW，发电机的输出电压U1＝250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220V。已知输电线上损失的功率P线＝5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是(

)CA.发电机输出的电流I1＝40AB.输电线上的电流I线＝625AC.降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11D.用户得到的电流I4＝455A4.(2025·广东名校调研)我国是目前世界上唯一用特高压输电技术进行远距离输电的国家，也是全球特高压输电线最长、核心专利最多、技术最完备的国家。如图所示是交流特高压远距离输电的原理图，假定在远距离输电过程中，等效理想变压器T1的输入功率P0＝2.2×108W，输入电压U0＝11kV，输电线上的电流I1＝200A，输电线中损失的功率为输入功率P0的4%。U1为理想变压器T1副线圈两端的电压，U2为理想变压器T2原线圈两端的电压。则(

)跟踪训练DA.U1＝1100VB.R线＝1.0×103ΩC.U1与U2的差与输入功率无关D.变压器T1的原、副线圈匝数比为1∶100提升素养能力3A级基础对点练B对点练1

理想变压器的原理及应用1.(2025·八省联考山陕青宁卷，4)牙医所用的口腔X射线机，需利用变压器将电压从220V升到96kV，输出电流为1.0mA。若将此变压器视为理想变压器，则(

)A.该变压器的输入功率为96kWB.该变压器的原、副线圈匝数比为11∶4800C.该变压器的输入电流约为0.4mAD.该变压器功能主要利用自感现象实现

B2.(2024·北京卷，5)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(

)

B3.(2025·河南湘豫名校)如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶1，原线圈接入一理想电流表A，副线圈接入一内阻为r＝1Ω的电动机M。当原线圈接入电压为U1＝220V的交流电源时，电动机M的输出功率为P＝25W，其他电阻不计，则电流表A的读数为(

)

D

D对点练2

理想变压器的动态分析5.(2025·江西上饶模拟)电网输送的电能在进入居民家庭之前要经过变压器的降压处理，图甲为街头变压器，图乙为街头变压器通过降压给用户供电的示意图。现将该过程做一定理想化处理:变压器为理想变压器且输入电压的有效值大小恒定不变，图中电表均为理想电表。变压器到用户之间输电线的总电阻用R0表示，当用户用电器增加时，下列说法正确的是(

)A.电压表的示数不变

B.电压表的示数增大C.电流表的示数减小

D.电流表的示数增大

C6.(2024·陕西渭南模拟)心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电图仪与一理想变压器的原线圈相连接，扬声器(等效为一个定值电阻)与一滑动变阻器连接在副线圈两端。下列说法正确的是(

)A.保持电压U1不变，向左滑动滑片P，副线圈两端的电压减小B.保持电压U1不变，向左滑动滑片P，变压器的输入功率变小C.保持滑片P不动，当U1变大时，扬声器的功率变大D.保持滑片P不动，当U1变大时，扬声器两端的电压变小

D7.(2025·广东揭阳月考)如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头P调节，副线圈接有定值电阻R0和力敏电阻R，力敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于力敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是(

)A.只减小物块对R的压力，电流表的示数减小B.只增大物块对R的压力，R0两端的电压增大C.只将滑动触头P向左滑动，电流表的示数增大D.只将滑动触头P向右滑动，R0两端的电压增大解析

根据题图乙，压力减小，力敏电阻阻值减小，副线圈中电流增大，则原线圈中电流也增大，即电流表的示数增大，A错误;压力增大，力敏电阻阻值增大，副线圈中电流减小，则R0两端的电压减小，B错误;滑动触头P向左滑动，副线圈匝数减小，由于原线圈输入电压不变，因此副线圈输出电压减小，则副线圈中电流减小，原线圈中电流也减小，即电流表的示数减小，C错误;滑动触头P向右滑动，副线圈匝数增大，副线圈输出电压增大，电阻R0分得的电压增大，D正确。B对点练3

电能的输送8.(2025·山东潍坊模拟)如图为特高压输电示意图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，整流及逆变等过程不计能量损失且有效值不变。若直流输电线的总电阻R＝10Ω，T2匝数之比n3∶n4＝53∶25，结合图中信息，下列说法正确的是(

)A.图中“500kV”指交流电的峰值B.直流输电线损失的电压为40kVC.输电功率为4.24×109WD.当用户负载增加时，用户端增加的功率大于T1输出端增加的功率

9.(多选)(2025·广东湛江模拟)图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。降压变压器右侧部分为一火灾报警系统(报警器未画出)，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法正确的是(

)

CD10.(多选)(2025·安徽合肥高三期末)在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电压表、电流表均为理想电表，给电路输入端通以正弦交流电，a、b、c三个灯泡均正常发光。灯泡a上标有“9V

3W”字样，a、c两个灯泡完全相同，变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1，则(

)B级

综合提升练

BC11.(多选)(2025·广西来宾模拟)如图所示为某台式电脑的电源部分电路图，变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈匝数为n1，接电压U1＝220V的交流电源，副线圈有两个绕组，匝数分别为n2和n3，输出电压分