2027届新高考物理热点冲刺复习变压器+远距离输电

2027届新高考物理热点冲刺复习变压器

远距离输电考点一

实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系考点二

理想变压器的原理及应用考点三

理想变压器的动态分析考点四

远距离输电实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系考点一

实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1.实验原理（1）实验电路图（如图所示）：

6.误差分析（1）由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差。（2）原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗（铜损），造成误差。（3）铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差。【视角1】实验的器材与操作例1某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。（1）下列实验器材必须要用的有

(选填字母代号)。

A.干电池组 B.学生电源C.多用电表 D.直流电压表E.滑动电阻器

F.条形磁铁G.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)BCG[解析]实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要；学生电源本身可以调节电压，无需滑动变阻器，需要用多用电表测量电压，C需要；本实验不需要条形磁铁，用可拆变压器来进行实验，G需要；综上所述，需要的实验器材为B、C、G。BC（2）下列说法正确的是

(选填字母代号)。

A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数C.测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈[解析]为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。（3）该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论_

___________________________________________________________________________。

实验次数n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92【视角2】实验的原理与分析例2

在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是

；

A.控制变量法B.等效替代法C.整体隔离法A[解析]本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法。（2）为了减少涡流的影响，铁芯应该选择

；

A.整块硅钢铁芯B.整块不锈钢铁芯C.绝缘的硅钢片叠成D.绝缘的铜片叠成C[解析]变压器铁芯的材料要选择磁性材料，为防止出现涡流，选择用绝缘的硅钢片叠成的铁芯，故C正确，A、B、D错误。（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的有哪些

；

BDA.

B.

C.

D.

[解析]实验中需要交流电源和交流电压表，不需要干电池和直流电压表。（4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为

。(填选项前字母)

A.1.5V B.3.0V C.6.0V D.7.0VD

【视角3】实验拓展创新例3功放内部的变压器一般为环状，简称环牛，如图甲所示。某同学利用环牛探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系(环牛效率极高，可看成理想变压器，其示意图如图乙所示)。（1）测量环牛的初级(原)、次级(副)线圈匝数n1、n2的方法是:先在闭合铁芯上紧密缠绕n=70匝漆包细铜线，并将理想交流电压表1接在细铜线两端；然后在初级线圈(左侧)上输入有效值为24.0V的低压交流电，再将理想交流电压表2连接在次级线圈(右侧)上，若理想交流电压表1的示数为3.0V，理想交流电压表2的示数为12.0V，则次级线圈的匝数n2=

；

280

110

大于[解析]由于变压器工作时有能量损失，导致副线圈电压实际值比理论值小，故实验中测得的原、副线圈的电压比大于原、副线圈的匝数比。AC[解析]变压器的铁芯漏磁，会造成副线圈电压实际值比理论值小，故A正确；原线圈所加电压小，不会造成副线圈电压实际值比理论值小，故B错误；变压器的铁芯产生涡流，会造成副线圈电压实际值比理论值小，故C正确。故选AC。（4）导致实验误差的原因可能是

。

A.变压器的铁芯漏磁B.原线圈所加电压小C.变压器的铁芯产生涡流考点二

理想变压器的原理及应用1.构造和原理（1）构造：如图所示，变压器是由__________和绕在铁芯上的__________组成的。闭合铁芯两个线圈（2）原理：电磁感应的互感现象。

电压功率电流

【视角1】变压器基本物理量的分析与计算例1

(2025·福建)某理想变压器如图甲，原副线圈匝数比4∶1，输入电压随时间的变化图像如图乙，R1的阻值为R2的2倍，则(

)A.交流电的周期为2.5sB.电压表示数为12VC.副线圈干路的电流为R1电流的2倍D.原副线圈功率之比为4∶1B

【视角2】发电机+变压器问题例2风力发电场的发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t=0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是(

)C

【视角3】原线圈接负载的变压器问题

B

【视角4】有多个副线圈的变压器问题例4

(多选)(2025·云南)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1，输入电压U1=1.1kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U2=U3=220V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0kW和3.5kW，下列说法正确的是(

)ACA.n1∶n2=5∶1B.n1∶n3=1∶5C.变压器的输入功率为10.5kWD.两副线圈输出电压最大值均为220V

【视角5】非理想变压器问题例5

(多选)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其他损耗，下列说法正确的是(

)ACA.接收线圈的输出电压约为8VB.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同

考点三

理想变压器的动态分析

不变

3.原线圈接负载时的动态分析根据等效电阻法可以把图甲等效画成图乙。

【视角1】匝数比变化

C

【视角2】副线圈电阻变化例2如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是(

)AA.L1先变暗后变亮，L2一直变亮B.L1先变亮后变暗，L2一直变亮C.L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗D.L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗

【视角3】原线圈电阻变化

B

考点四

远距离输电

横截面积电阻率小提高输电电压5.远距离输电三点归纳总结（1）理清输电电路图的三个回路（如图）

【视角1】远距离输电原理与分析例1

(多选)(2025·湖北)在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是(

)ACA.仅增加用户数，r消耗的功率增大B.仅增加用户数，用户端的电压增大C.仅适当增加n2，用户端的电压增大D.仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小[解析]整个电路物理量标注如图

【视角2】远距离输电+动态分析例2

(2024·湖南)根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是()A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4PB.输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为4PC.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8PD.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P[解析]如图为等效电路图，√

【视角3】远距离输电与