寒假预习：变压器（4知识点6考点）学生版-2025年高二物理寒假专项提升（人教版）

第07讲变压器（预习）

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模块一思维导图串知识1.知道变压器的结构，了解变压器的工作原理。

模块二基础知识全梳理（吃透教材）2.探究理想变压器的电压比和匝数比的关系，掌握对理想变

模块三教材习题学解题压器问题的分析能力及解决问题的能力。

模块四核心考点精准练（6大考点）3.感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的

模块五小试牛刀过关测应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。

模块一思维导图串知识------------------------

6模块二基础知识全梳理------------------------

知识点1：变压器的原理

【情境导入】

如图所示，生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。

变压器是如何改变电压的呢？

*0

1.变压器的构造

变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯.上的线圈构成的。其中闭合铁芯由表面涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成,

线圈用绝缘导线绕成，如图所示。

（1）原线圈:与交流电源连接的线圈，又叫初级线圈,其两端的电压叫输入电压。

（2）副线圈:与负载连接的线圈，又叫次级线圈,其两端的电压叫输出电压。

2.原理：

互感现象是变压器工作的基础.原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变

化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，下图是变压器的工作原理图。

交流

电源,

交变电流变化的磁交变电流

(电能)磁效应场(磁场能)感应(电能)

3.作用

变压益能改变交变电流的电压。

(1)变压器不改变交变电流的周期和频率.

(2)变压器只对交变电流起作用，对恒定电流不起作用.

(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的.

知识点2：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系

1.理想变压器

(1)理想变压器是一种理想化模型，是指原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失都忽略不计的变压器。

(2)特点:①不计原、副线圈的电阻，所以电流通过原、副线圈时没有电压损失，也不产生焦耳热。②原、副

线图产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，所以穿过原、副线圈的磁通量相等。③闭合铁芯的涡流忽略不计。

实际变压器能量损失的三种形式

(D“铜损”：绕制线圈的铜导线发热而损耗的能量。

(2)“铁损”：铁芯中由于电磁感应而产生涡流,使铁芯发热而扳耗的能量。

(3)“磁损”：原线圈铁芯中产生的交变磁通量有一部分通过副线圈以外的空间形成电磁波而损失能量。

2.实验探究

(1)实验思路

交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压.线圈叵数不同时输出

电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系.

<2)实验器材

多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干

（3）实验步骤

①按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的质数.

②接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中.

③保持题数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值.

④保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值.

（4）实验结论

实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即符=朱

（1）在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作.

（2）为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12V,通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱.

（3）为「保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选月适当的挡位进

行测量.

3「理论推导

知识点3：理想变压器的基本关系

1.电压关系

⑴只有一个副线圈时，77=5

当〃2>小时，85,变压器使电压升高，是升压变压器.

当〃2Vm时，S<S，变压器使电压降低，是降压变压器.

（2）有多个副线圈时，**=需…

2.功率关系

从能量守恒看•，理想变压器的输入功率等于输出功率，即。入=。出.

3.电流关系

⑴只有一个副线圈时，幼/|=（72/2或£=券

(2)当有多个副线圈时./,Ui=hr/2+hlh+•••=mh+mh+-

教材习题02解题方法

钳形电流表是一种测量交流电的仪器，其结构和外形如图所【详解】钳形电流表本质是升压变压器,

示，试说明其测量交流电流大小的原理。多用于大电流的估测。载流导线、铁芯、

线圈构成一个变压器，按下手柄时，钳形

电流表的铁芯可以被分开，把被测的载流

导线放入后，松开手柄，铁芯闭合。导线

中的交流在铁芯中产生交变磁场，套在铁

芯上的线圈中产生感应电动势，电流表与

套在铁芯上的线圈相连，可以间接得知导

线中的电流。根据变压器的变流比

可以得到交流电流的大小。

3模块四核心考点精准练------------------------

考点1：理想变压器的基本规律

【典例I】手机充电器中装有变压渊。用正弦交流电给手机充电时，原线圈两端电压为220V,副线圈两端

电压为5V,副线圈中电流为2A,若将该变压器视为理想变压器，则（）

A.原、副线圈的匝数比为1：44B.原线圈中的电流约为0.05A

C.副线圈两端电压的最大值为5VD.原、副线圈的功率之比为44：1

A.电流表的示数为4.4AB.原线圈的输入力率为96.8W

C.电压表的示数为226VD.副线圈输出交流电的周期为50s

考点2：含多个副线圈的变压器

变压器有多个副线圈时,电压比总等于匝数比，但电流不再与匝数成反比，要根据P入=P山，得〃港=⑹2

【典例2】（2324高二下.江苏徐州•阶段练习）理想变压器如图所示，原线圈匝数〃尸1000,两副线圈匝数

分别为〃2=600,“3=200,当原线圈两端接在220V的交流电源上时，原线圈上电流为2A,通过&的电流

C.3AD.IA

A.电流在Is时间内改变50次方向B.流经负载R的电流大小为0.75A

C.风力电厂输出电压的有效值为40VD.变压器输出功率为40W

（1）副线圈匝数〃2；

（2）若同时闭合开关斯和S2,原线圈中的电流美

0

勺

〃3

考点3：自耦变压器的分析

【典例3】（2324高二下•福建福州・期末）如图所示，为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头,

Q为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是（）

A.适当调节变压器上的滑动触头P,该自耦变压器既可升压也可降压

B.滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，电流表读数变大

D.滑动触头P不动，滑片Q谖慢向下滑动时，一直在减小

A.仅将尸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.仅将灯泡串联一个阻值为I96Q的电阻D.仅将灯泡并联一个阻值为I96Q的电阻

A.滑动变阻器&的触头向上滑动时，电压表的示数减小

B.保持&不变，当自耦变压器的可动端逆时针转动时，电流表的示数增大

C.电阻K的阻值为20c

考点4：变压器的动态分析

三个决定原则：输入电压U"夬定输定电压U2,输出电流12,决定输入电流L，输出功率P2,决定输入

功率Pl。

，典例4】（2024・湖北•模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入

最大阻值为〃的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。在变阻器滑片从。

端向〃端缓慢移动的过程中（）

A.电流表A示数增大B.电压表V示数减小

C.定值电阻A消耗的功率减小D.原线圈的输入功率先减小后增大

【变式41】（2324高二下•内蒙古通辽•期末）如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4：

1,电压表和电流表均为理想电表，R/为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，为定值电阻。若发电机向原

线圈愉入加图乙所示的正弦交流电v下列说法中正确的是（）

B.Z=O.OIs时，穿过线圈的磁通量最小

C.R/温度升高时，电流表示数变大、电压表示数变大

D.此温度升高时，变压器的输入功率变大

考点5：变压器与电磁感应的联系

【典例5】（多选）（2324高二下•福建泉州•期末）如图所示，-矩形线圈在磁感应强度为8的匀强磁场中，

绕垂直磁场方向的轴O。'以转速10r/s匀速转动，线圈的匝数为N,面积为S,电阻不计。线圈通过电刷与

一理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接有两只电阻均为2Q的相同灯泡L和L2,变压器原、副线

圈的匝数比为10：I,若开关S断开时L正常发光，此时电流表示数为0.1A,电表为理想电表，则（）

B.若增大原、副线圈匝数比，变压器输入功率减小

C.若开关b闭合，灯泡Li将变暗

D.若开关S闭合，电流表示数将变大

【变式51］（多选）（2425高二上•新疆乌鲁木齐•期中）图甲是一台小型发电机构造示意图。磁极N、S间

的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为《T,线圈共100匝，矩形线圈的面积为S。该发电机产生的感

10乃

应电动势图像如图乙所示，该交沆电通过自耦变压器对一定值电阻R供电，不计发电机内阻，则下列说法

正确的是（）

A.矩形线圈面积为0」2np

B.电阻中电流方向每秒钟改变10次

C.当变压器滑片尸向上滑动时，电阻R消耗的功率增大

D.线圈从厂0开始转过90。的过程中，电压表的读数先增大后减小

A.电风扇输出的机械功率是I6W

C.若电风扇所在支路发生断路故障，此时灯泡L仍发光，则灯泡L的功率变大

D.副线圈中的电流方向每秒钟改变200次

考点6:原副线圈的负载问题

【典例6】（2425高二下•全国•单元测试）如图（a）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11:1,副线圈与

理想电流表、理想电压表以及负载电阻R连接成闭合回路，原线圈接电压为仇的交流电源，K两端电压随

时间变化的规律如图（b）所示，负载电阻R=2（）C。下列说法中正确的是（）

C.原线圈输入交流电的频率是100HzD.变压器的输入功率是10W

A

0

A.流过灯泡的交变电流的频率为60HzB.灯泡两端的电压峰值为1I0V

C.流过电动机的电流为55AD.电动机的输出功率为336W

A.电压表示数为20VB.流过灯泡L的电流为40A

C.排气扇电动机的热功率为9WD.整个电路消耗的功率为43W

模块五小试牛刀过关测-----------------------------

一、单选题

1.（2324高二"河南信阳・期末）如图所示，理想变压器的A、8两端接入正弦交流电，用为热敏电阻（温

度升高时其电阻减小），则（）

C.凡处温度升高时，电流表A示数变小D.此处温度升高时，电压表V?的示数变小

2.（2324高二下.广东茂名•期末）如图所示某一火警报警系统原理图，理想变压器原线圈接有电压有效值

恒定的交流电源，已知图中电阻R的阻值恒定，热敏电阻凡的限值随温度升高而减小，电压表和电流表均

为理想电表，当凡处的温度升高时，下列说法正确的是（）

B.电流表的示数洛增大

C.电压表的示数将减小D.电路消耗的总功率不变

3.（2324高二下.广西河池.期末）实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12Q的电阻R。供电，电

路如图所示。交流发电机的线圈内阻为4C,导线电阻不计，当理想变压器原、副线圈匝数比为1：3时，

&消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为（）

：3D.1：4

A.风速变大时，流过灯泡的电流变大B.风速变大时，滑片P将向下移动

C.风速变小时，变压器的输入电压变大D.风速变小时，变压器的输出电压变大

D.原、副线圈交变电流的功率之比为4:1

A.副线圈交流电的频率为100HzB.副线圈中交流电压表的示数为2OV

二、多选题

B.理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1

C.开关闭合时，发电机的输乜功率变为原来的加倍

D,开关闭合时，电流表的示数是