資源簡介

(共36張PPT)
專題十二 交變電流 電磁振蕩和電磁波
考向二 變壓器和遠距離輸電
2025年高考物理專題復習資料
考點切片
考點1 理想變壓器模型
題組1 變壓器的構造和性質
1.（2023北京卷）自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接
的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為 的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為
。下列措施有可能使小燈泡正常發光的是( )
B
A.僅增加原線圈匝數
B.僅增加副線圈匝數
C.將原、副線圈匝數都增加為原來的兩倍
D.將兩個額定電壓為 的小燈泡并聯起來接入副線圈
【解析】 設原線圈電壓為,匝數為；副線圈電壓為,匝數為
不變,偏小 變壓器為非理想變壓
器,有磁損,
僅增加變大減小, 減小。
僅增加減小增大, 增大。
不變不變, 不變。
2.（2024廣東佛山二模）汽車的點火線圈是脈沖變壓器。
某型號點火線圈部分剖面結構如圖，其初級線圈與次級
線圈匝數之比為，已知汽車電瓶是電動勢為
的蓄電池，下列說法正確的是( )
C
A.點火線圈的輸出電壓始終為
B.汽車電瓶不能使點火線圈工作
C.點火線圈的初級線圈應和汽車電瓶相連
D.提高初級線圈匝數，可以增加點火線圈的輸出電壓
【解析】 汽車電瓶是直流電源,但在點火啟動瞬間,穿過兩線圈的磁通量發生
變化,也能使點火線圈正常工作,所以只有在點火瞬間,點火線圈的輸出電壓為 。
根據變壓器變壓比公式 可知,增加初級線圈的匝數,次級線圈兩端輸出電壓減
小。
點火線圈的初級線圈應和汽車電瓶相連,次級線圈中產生高壓將汽車啟動。
題組2 自耦變壓器和互感器
3.（2024福建泉州二模）互感式鉗形電流表內部結構如圖所示，
電流表與次級線圈相連，用手柄控制鉗形鐵芯上方開口的開合，
則( )
C
A.互感式鉗形電流表可用來測量恒定電流
B.互感式鉗形電流表測電流時相當于降壓變壓器
C.次級線圈匝數越少，通過內部電流表的電流越大
D.測量時互感式鉗形電流表應串聯在被測通電導線中
【解析】 互感式鉗形電流表利用電磁感應原理工作,不能測量恒定電流。
該電表原線圈為單匝線圈,次級線圈匝數大于初級線圈匝數,根據變壓器規律知相當
于升壓變壓器。
由 ,得電流大小與次級線圈匝數成反比,所以次級線圈匝數越少,電流表讀數
越大。
測量時,用手柄控制鉗形鐵芯上方開口打開,將被測通電導線圈放入其中,不需要將電
流表串聯在被測通電導線中。
4.（2023四川成都期中）如圖，一理想自耦變壓器線圈 繞在一個圓環形閉合鐵芯上，
正弦交流電壓，和為相同的燈泡，電阻 且恒
定不變，定值電阻的阻值為燈泡阻值的。當滑片處于如圖所示的位置時， 端與
端的匝數比為；、 閉合時，兩燈泡均正常發光。下列說法正確的是( )
C
A.燈泡正常發光的電壓
B.燈泡正常發光的電功率
C.、均閉合時，將沿逆時針方向轉動， 變亮
D.斷開，閉合，將沿逆時針方向轉動，電阻
消耗的電功率變大
【解析】
把理想自耦變壓器和副線圈上的負載電阻等效為一個電阻 ,則
,將沿逆時針方向轉動,副線圈的匝數增大,則 減小,由歐姆定
律得,所以增大,則 變亮。
斷開,閉合,未沿逆時針方向轉動前,有,將 沿逆時針方向
轉動（燈泡一直沒有損壞）,增大,則變小,分析可知變小,由逐漸減小為,
將燈泡的電阻看作電源的“等效內阻”,定值電阻 消耗的電功率
,當時,的電功率有最大值,故將 沿
逆時針方向轉動（燈泡一直沒有損壞）,定值電阻消耗的電功率一定是先變大后變小。
5.（2024山東部分名校聯考）在如圖所示的電路中，開關 閉合，理想變壓器的輸入電
壓，原線圈匝數為，副線圈匝數為，定值電阻、、 的阻值均
為 。在變壓器的閉合鐵芯上還繞有一匝線圈，該線圈接理想交流電壓表，電壓表的示
數為 。下列說法正確的是( )
C
A.
B.電阻的功率為
C.原線圈中的電流為
D.若僅斷開開關，則電壓表的示數變為
【解析】 根據變壓器電壓與線圈匝數之比可知,解得 。
根據變壓器電壓與線圈匝數之比可知,解得 ,根據串并聯電路電流
規律可知,則的電流為,的功率為 。
根據變壓器電流與線圈匝數之比可知,解得 。
僅斷開開關 ,則電壓表的示數不變。
題組3 多個副線圈變壓器
6.［多選］（2021河北卷）如圖所示，發電
機的矩形線圈長為、寬為，匝數為 ，
放置在磁感應強度大小為 的勻強磁場中。
理想變壓器的原、副線圈匝數分別為 、
和，兩個副線圈分別接有電阻和 。
BC
A.通過電阻的電流為 B.電阻兩端的電壓為
C.與的比值為 D.發電機的功率為
當發電機線圈以角速度勻速轉動時，理想電流表讀數為 。不計線圈電阻，下列說法
正確的是( )
【解析】 設通過電阻的電流為,原線圈兩端電壓為,則可得 ,且
,解得 。
電阻兩端電壓為 。
矩形線圈轉動產生的交變電流的電動勢的最大值 ,則原線圈兩端
電壓,根據變壓器的變壓原理有 （【點撥】當有多個副線圈時,電
壓比等于匝數比仍然成立,但電流不再與匝數成反比,而要根據原、副線圈功率相等去推
導。）,結合,解得 。
若發電機的功率為 ,根據變壓器原、副線圈兩端的電壓比等于匝
數比,可得,又 ,可得 ,而發
. .
電機的實際功率。因為與不一定相等,所以不一定等于, 不一
定等于 。
7.［多選］（2022山東濰坊模擬）如圖所示，理
想變壓器的原、副線圈匝數分別為 、
和 ，原線圈串聯一個電阻
，并接入內阻不計的正弦交流電源，其
電動勢的有效值為 ，兩個副線圈分別接電阻
BD
A. B. C. D.
和。開關斷開時，理想電流表讀數為；開關 閉合時，理
想電流表讀數為 。不計線圈和導線電阻，則( )
【解析】 開關斷開時,電流表讀數為,且、 ,由
,得,由,,可得,故 。
開關閉合時,由輸入功率等于輸出功率,可知 ,得
,即,由,,得 ,故
。
題組4 變壓器原線圈電路有電阻問題
8.（2025四川成都一模）如圖，一理想變壓器、 端接電壓恒定交流電源，原、副線圈
匝數分別為、，已知。當開關斷開時，變壓器輸出功率為 ；
當開關閉合時，變壓器輸出功率為，且 ，則原、副線圈匝數比為
( )
A
A. B. C. D.
【解析】 設、端電壓為,將變壓器和副線圈負載看成一個等效電阻,當開關 斷開時,
等效電阻為(【點拔】等效電阻兩端的電壓為、電流為 ，
則①，又②，③， ④，將②③④式代入①式可得
。),此時通過的電流為,變壓器的輸出功率為；當
閉合時,同理,等效電阻為,此時通過的電流為 ,
此時變壓器的輸出功率,由題意可知 ,聯立可解得原、副線圈匝數之比
為 ,故選A。
. .
跳跳學長 傳妙招
等效電阻法
類型 原電路 等效電路 等效結果及說明
一對一 _________________________________ ________________________ 原電路中虛線框內電路等效為 ,且
一對二 _________________________________ _____________________________ 原電路中虛線框內電路等效為兩個電阻
,
9.［多選］（2024福建泉州五中模擬）如圖所示，理想變壓器
的原、副線圈的匝數比為，原線圈接定值電阻、
理想電流表A和理想電壓表 ，輸入電壓
；副線圈接定值電阻 ，最大
電阻為 的滑動變阻器和理想電壓表 。則下列說法正
確的是( )
CD
A.當滑動變阻器的滑片從下向上滑動時，通過 的電流的頻率變大
B.當滑動變阻器的滑片從下向上滑動時，電流表的讀數變化范圍為～
C.當滑動變阻器的滑片從下向上滑動時，電壓表的讀數變化范圍為
D.當滑動變阻器的滑片從下向上滑動時，電壓表的讀數變化范圍為
【解析】 理想變壓器不改變交變電流的頻率,即通過 的電流的頻率不變。
輸入電壓的有效值 ,由變壓器原、副線圈的電壓關系,得
,由電流關系,得,聯立可得,其變化范圍為
(【另解】 的變化范圍的求解可利用等效電阻法。等效電阻
，且 ，故當滑動變阻器的滑片從
下向上滑動時，可得的變化范圍為),則電壓表 的示數為
,其變化范圍為 。
電壓表的示數為,其變化范圍為 。
. .
題組5 含變壓器的電路動態分析
10.（2024山東泰安第一中學月考）如圖所示，理想變壓
器的原線圈接有某一正弦交流電源，為燈泡，和 為
定值電阻， 為光敏電阻，其阻值隨照射光強度的增大而
減小。現增大照射光強度，則( )
B
A.通過原線圈的電流減小 B.變壓器的輸出功率增大
C.兩端的電壓減小 D. 變暗
【解析】 原、副線圈的電壓都不變；當增大照射光的強度時,光敏電阻 的
阻值減小,副線圈中的總電阻減小,根據歐姆定律,可知副線圈的輸出電流 增大,電阻
兩端電壓增大,根據原、副線圈的電流關系可知,原線圈的輸入電流 增大。
根據功率公式 可知,負載總電阻減小,負載消耗的功率變大,變壓器的輸出功率
增大。
由上面的分析可知,通過副線圈的電流增大,兩端電壓減小,通過 的電流減小,
故流過燈泡的電流增大, 變亮。
【大招運用】正弦交流電源輸出電壓不變,變壓器為理想
變壓器,可運用大招54進行分析,將電阻 與電源連成一個
圈,如圖所示,不用考慮變壓器.照射光強度增大, 阻值減
小,根據“串反并同”可知通過原線圈的電流增大,燈泡 的功
率增大,變亮, 兩端的電壓增大,由原線圈的電流增大,原
線圈的輸出電壓不變,可知變壓器的輸入功率變大,則變壓器的輸出功率也變大。
11.［多選］（2022天津卷）如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻 ，電表均為理想交流
電表，、接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關 后( )
BC
A. 的發熱功率不變 B.電壓表的示數不變
C.電流表的示數變大 D.電流表 的示數變小
【大招運用】、 輸出電壓不變,變壓器均
為理想變壓器,可運用大招54進行分析。如圖,
將燈泡 與電源連成一個圈,不用考慮變壓器。
開關閉合相當于連接燈泡 段的可變電阻的
阻值減小,電流表、、電阻均與 串聯,
根據“串反并同”可知電阻的功率增大、和 的示數增大,電壓表測路端電壓,則示數
不變。對, 錯。
12.［多選］（2024福建泉州模擬）心電圖儀是將心肌收縮產生的脈動轉化為電壓脈沖
的儀器，其輸出部分可等效為一個不計內阻的交流電源，其電壓 會隨著心跳頻率發生
變化。如圖所示，心電圖儀與理想電流表A、理想變壓器的初級線圈相連接，指示燈
的阻值恒為滑動變阻器總阻值的一半。滑動變阻器的滑片初始時剛好位于 的正中央。
在滑動的過程中， 始終發光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是( )
AD
A.保持不動，當變大時， 變亮
B.保持不動，當 變小時，電流表示數變大
C.保持不變，在從中央緩慢向下滑動過程中，
先變亮再變暗
D.保持不變，在 從中央緩慢向上滑動過程中，
電流表示數先變小后變大
【解析】 保持滑動變阻器滑片不動,當 變大時,根據變壓器原、副線圈的電
壓與匝數關系可知,副線圈兩端電壓 變大,根據歐姆定律可知,副線圈干路電流增大,各支
路電流也增大, 變亮,根據變壓器原、副線圈電流比的關系可知,原線圈電流表示數也變
大。
若保持不變,根據變壓比可知,副線圈兩端電壓不變,在 從中央緩慢向下滑動過
程中,所在支路電阻逐漸增大,由歐姆定律可知流過燈泡的電流減小,所以 變暗。
若保持不變,根據變壓比可知,副線圈兩端電壓不變,在 從中央緩慢向上滑動過
程中,副線圈中的總電阻,由題知,的阻值恒為滑動變阻器 總阻值的一半,
所以,易得當時,副線圈中的總電阻最大,所以 從中央緩慢向
上滑動過程中, 先變大后變小,所以電流表示數先變小后變大。
【大招運用】本題屬于滑動變阻器自并聯接法,運用大招54分析C、D選項。如圖1所示,
將與電源連成一個圈,不用考慮變壓器。在 從中央緩慢向下滑動過程中,滑動變阻器與
串聯的部分的阻值增大,根據“串反并同”可知通過的電流變小, 變暗,C錯。如圖2所示,
將右半部分看成一個整體,將該部分與電源連成一個圈,不用考慮變壓器。當該整體并聯
的兩支路阻值相等時,該整體阻值最大。由題知指示燈的阻值恒為滑動變阻器 總阻值
的一半,則當滑動變阻器與串聯部分的阻值為滑動變阻器總阻值的 時,兩支路阻值相等,
在 從中央緩慢向上滑動過程中,整體的阻值先增大后減小,根據“串反并同”,可知電流表
示數先減小后增大,D對。
圖1
圖2
考點2 遠距離輸電模型
13.（2023天津卷）如圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器 和降壓變壓
器都認為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為 ，下列說法正確的有( )
B
A.輸出電壓與 輸入電壓相等
B.輸出功率大于 輸入功率
C.若用戶接入的用電器增多，則 的功率降低
D.若用戶接入的用電器增多，則 輸出功率降
低
【解析】 由于輸電過程中電阻要產生熱量,會損失功率,故輸出功率大于
輸入功率；輸出電壓大于 輸入電壓。
由于的輸入電壓不變,所以變壓器 的輸出電壓不變,隨著用戶接入的用電器增多,
導致用戶端的等效電阻變小,則電流變大,通過的電流也變大,根據,可知 的功
率增大。
用戶接入電路的用電器越多,用電器消耗的功率越大,即 輸出功率增大。
14.（2023山東卷）某節能儲能輸電網絡如
圖所示，發電機的輸出電壓 ，輸
出功率為 。降壓變壓器的匝數比
,輸電線總電阻 ，
其余線路電阻不計，用戶端電壓 ，
C
A.發電機的輸出電流為 B.輸電線上損失的功率為
C.輸送給儲能站的功率為 D.升壓變壓器的匝數比
功率為 ,所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是( )
【解析】 由可得發電機的輸出電流 。
用戶端的電流,由變壓器的變流規律有,解得 ,故輸電線
上損失的功率 。
升壓變壓器的輸出功率,由 可得輸送給儲能站的
功率為 。
由變壓器的變壓規律有,解得 ,輸電線上損失的電壓為
,則升壓變壓器的輸出電壓 ,由變壓器的變壓
規律有,解得 。

展開更多......

收起↑