2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练94理想变压器(含详解)

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十六章交变电流、传感器和电磁波

专题94理想变压器

第一部分知识点精讲

1.理想变压器构造

如图所示，变压器是由闭合翅和绕在铁芯上的两个线圈组成的。

与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。

（2）副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。

2.原理：电磁感应的互感现象。

【特别提醒】（1）对于大小随时间变化（如图所示）的直流电，变压器仍然有变压作用。

⑵对于恒定电流，变压器没有变压作用。

3.基本关系式

（1）功率关系：尸入=心。

⑵电压关系：段=2_.

⑶电流关系：只有一个副线圈时，幺

【特别提醒】当副线圈与用电器断开（空载）时，无电流通过副线圈，但副线圈两端仍存

在电压。

4.理想变压器及基本关系的理解

基功率关系能量守恒：原线圈的输入功率等于副线圈的

本输出功率，即产入=产出

关只有一个副线圈时：兴=华

U2"2

系电压关系

有多个副线圈时：9=华=华=•,,

n\fi2〃3

电流只有一个副线圈时：7=詈

hn\

关系

有多个副线圈时:3T----Minfin

频率关系力=为（变压器不改变交变电流的频率）

5.分析变压器电路的两个难点

（1）分析原线圈有串联负载的变压器电路问题时要注意：变压器的输入电压不等于电源

的电压，而是等于电源电压减去串联负载的电压，即1/1=t/源一。申。

（2）分析含有二极管的变压器电路问题时要注意：理想二极管具有单向导电性，正弦式

交变电流通过二极管后会变成半波直流电流，对应的有效值会发生变化。

6.自耦变压器问题

自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，原、副线圈共用其中的一部分作为另一个

线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变

压器同样适用，如图所示。

2

Fh-EH第二部分最新高考题精选

1.（2022高考湖北物理）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%,忽略其它损耗，下

列说法正确的是（

A.接收线圈的输出电压约为8V

B.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1

C.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

2.（2022山东物理）如图所示的变压器，输入电压为220V,可输出12V、18V、30V电

压，匝数为々的原线圈中电随时间变化为〃=UmCOS（10（）m）.单匝线圈绕过铁芯连接交流

电压表，电压表的示数为0.1V。将阻值为12c的电阻R接在两端时，功率为12W。

下列说法正确的是（）

■oA

A.m为1100匝，Um为220V

aoC

V

B.BC间线圈匝数为120匝，流过/?的电流为1.4A

C.若将R接在AB两端，R两端的电压为18V,频率为100Hz

D.若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A,周期为0.02s

3.（2021重庆高考）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电

时，原线圈两端的电压为220V,副线圈两端的电压为4.4V,副线圈的电流为I.0A,若将该

变压器视为理想变压器，则

A.原、副线圈匝数之比为25：1B.原线圈的电流为0.02A

C.副线圈两端的电压最大值为5V

D.原、副线圈的功率之比为50：1

4.（2021年高考广东学业水平选择性测试）某同学设计了一个充电装置,如图5所示.假

设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s,电压最大值为

0.05V.理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1：60.T

列说法正确的是

永磁铁户口

\L—f—=|

螺线管----1

图5A.交流电的频率为10Hz

B,副线圈两端电压最大值为3V

C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关

D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率

5.（2021重庆高考）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电

时，原线圈两端的电压为220V,副线圈两端的电压为4.4V,副线圈的电流为1.0A,若将该

变压器视为理想变压器，则

A.原、副线圈匝数之比为25：1

B.原线圈的电流为0.02A

C.副线圈两端的电压最大值为5V

D.原、副线圈的功率之比为50:1

6.（2020高考全国理综in卷）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V,理

想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,凡、&、R3均为固定电阻，&=10Q,/?3=20Q,

各电表均为理想电表。已知电阻此中电流，,2随时间/变化的正弦曲线如图（b）所示。

下列说法正确的是

A.所用交流电的频率为

50HzB.电压表的示数为100V

C.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W

7.（2020高考天津卷）手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线

充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生

的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线

圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中

受峻圈

A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变

化

B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变

C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递

D.手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失

8.（2019•江苏高考）某理想变压渊原、副线圈的匝数之比为1：10,当输入电压增加20V

时，输出电压（）

A.降低2VB.增力口2V

C.降低200VD.增加200V

9.（多选）（2020•全国卷III）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V,理

想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,Ri、&、砥均为固定电阻，/?2=10Q,£=20Q,

各电表均为理想电表。已知电阻&中电流打随时间f变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说

法正确的是（）

B.电压表的示数为1（）0V

C.电流表的示数为1.0A

D.变压器传输的电功率为15.0W

10.（2020•山东等级考）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比"I：见=22：3,输入端

a、6所接电压“随时间/的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15Q,额定电压为

24V。定值电阻2=10。、R2=5Q,滑动变阻器R的最大阻值为10为使灯泡正常

工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（）

C.6QD.8Q

11.（2018•天潭高考）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路

如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为/、U,R消耗的功率为P。

若发电机线圈的转速变为原来的T，贝4（）

A.R消耗的功率变为gP

B.电压表V的读数变为:U

C.电流表A的读数变为2/

D.通过K的交变电流频率不变

第三部分最新模拟题精选

1.（2022山东济南5月模拟）如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比为由：〃2：〃3=

4：1：1,电阻R=/?2=R3=R。当A、B两接线柱接正弦交变电源时，R2的电流为/,则电

源的输出功率为（）

C.3FRD.18/27?

2.（2022山东青岛二模）如图为“日”字形变压器的示意图，中间和两臂上分别绕有匝数

为人、〃1、“2的线圈，线圈匝数比〃0：〃1：〃2=1°：4：5,两臂电路中接有相同的电阻R。

将中间线圈接入电压%=360sin100R（V）的交变电流，下列说法正确的是（）

RA-每匝线圈中磁通量的变化率都

相同

B.电压表Y的示数为14.4V

C.电压表Y和V?示数比为4:5

D.电流表人|和人2示数比为5:4

3.（2022天津南开二模）如图甲所示电路中，L为标有“4V,2W”字样的小灯泡，L2,L3

为两只标有“8V,6W”字样的相同灯泡，变压器为理想变压器，各电表为理想电表，当必

端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）

甲乙

电流表的示数为1.5AB.交变电压的最大值Um=28V

C.变压器原、副线圈的匝数之比为3：ID.电压表的示数为24V

4.（2022广东潮州二模）某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220V,输出电压为48V

的变压器，由于副线圈烧坏了，为修复该充电器，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在

铁芯上绕了5匝线圈，如图所示，将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈两端电压

A.该充电器原线圈有550匝B.该充电器原线圈有1100匝

C.被烧坏的副线圈有120匝D.被烧坏的副线圈有240匝

5.（2022山东枣庄二模）一含有理想变压器电路如图所示，图中电阻飞、R2和尺3的阻

值分别为12OJO和4C,A为理想交流电流表，M为正弦交流电压源，输出电压的有效值

恒定。当开关S断开时，电流表的示数为/；当开关S闭合时，电流表的示数为4/。该变压

器原、副线圈匝数比为（）

6.（2022河北唐山一模）“如图所示含有理想变压器的电路中，电阻与、的阻值分别为2C、

3C,电流表A2和电压表VrV2均为理想交流电表，U为正弦交流电压源，输出电

压的有效值恒定。此时，电流表A「A2的示数之比为1：2,下列说法正确的是（）

A.电压表V1、V?示数之比为2：1

B.电压表V>V?示数之比为7：3

C.电阻R「R2电功率之比1：3

D.电阻R「R2电功率之比为1：6

7.（2022河北普通高中第一次联考）某同学设计了一种无线供电装置，原理如图中所示,

感应线圈处在垂直于感应线圈平面的磁场中，磁场的磁感应强度变化如图乙所示，规定磁场

垂直感应线圈平面向上为正，下列说法正确的是

A.0〜4时间内，感应线圈中的电流方向自6流向a

B.t2~%时间内，感应线圈中的电流方向自a流向b

C.保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期减半，则，而端感应电动势将加倍

D.保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期加倍，则ab端感应电动势将加倍

8.（2022河北普通高中第一次联考）如图所示，高铁的供电流程是将高压220kV或UOkV

经过牵引变电所进行变压，降至27.5kV,通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触

而完成受电，机车最终获得25kV的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是

电网

伏

110千

伏或

牵220千

引

千伏

供27.5

馈线

所

变电

电

线

回流

系牵

触网k

k*

K,

K

K

统引

Til

蔓

竹

网《

器

的变压

变电所

V,则

220k

压为

的电

电网

A.若

=8:1

々：％

数比

圈匝

副线

原、

4

=1：

勺：4

数比

圈匝

副线

原、

压器

的变

电所

则变

0kV,

为11

电压

网的

若电

B.

6.9C

约为

电阻

等效

间的

机车

所至

变电

牵引

则自

kw,

9000

率为

车功

铁机

果高

C.如

7.6C

约为

电阻

等效

间的

机车

所至

变电

牵引

则自

kw,

9000

率为

车功

铁机

果高

D.如

、&

1,4

为2:

之比

匝数

圈的

、副线

器原

变压

，理想

所示

图甲

汝口

冲刺

高中

涪陵

重庆

022

9.（2

正确的

列说法

。下

变化

规律

正弦

所示

图乙

“按

电压