資源簡介

專題 27 變壓器與遠(yuǎn)距離輸電
考點(diǎn) 考情 命題方向
考點(diǎn) 1 變壓器 2024 高考遼寧卷 1.變壓器是高考考查頻率較高
考點(diǎn) 2 電能輸送 2024 年高考北京卷 的知識，考查命題熱點(diǎn)主要
2022 高考天津卷 有：變壓器與交變電流產(chǎn)生結(jié)
2023 年高考北京卷 合；變壓器動態(tài)變化；變壓器
2022 年重慶高考 與交變電流描述的物理量結(jié)合
2022 高考湖北物理 等。
2024 年高考湖南卷 2.電能輸送是高考考查頻率較
2023 年 6 月高考浙江選考 高的知識，考查命題熱點(diǎn)主要
2023 年高考山東卷 有：發(fā)電與電能輸送結(jié)合：電
2022 年新高考福建卷 能輸送與用電結(jié)合；電能輸送
與電能損耗結(jié)合
題型一 理想變壓器原理的應(yīng)用
1．基本關(guān)系式
(1)功率關(guān)系：P 入＝P 出．
U1 U2 U1 U2 U3
(2)電壓關(guān)系：只有一個副線圈時， ＝ ；有多個副線圈時， ＝ ＝ ＝….
n1 n2 n1 n2 n3
I1 n2
(3)電流關(guān)系：只有一個副線圈時， ＝ .
I2 n1
由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多個副線圈時，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….
2．制約關(guān)系
(1)電壓：副線圈電壓 U2由原線圈電壓 U1和匝數(shù)比決定．
(2)功率：原線圈的輸入功率 P1由副線圈的輸出功率 P2決定．
(3)電流：原線圈電流 I1由副線圈電流 I2和匝數(shù)比決定．
[模型演練1] （2024 四川一模）在特、超高壓變電設(shè)備中，變壓器占有重要地位。某理想變壓器的
簡化模型如圖所示，原線圈的回路中，理想交流電流表的示數(shù)為 I，理想交流電壓表的示數(shù)為
U，副線圈的負(fù)載阻值為 R，則電源電壓的有效值為（　　）
2 2 2
A．IR B． C． D．因為原、副線圈的匝數(shù)比未知，所以不能求出電源電壓的有效
值
2
【解答】解：ABCD.根據(jù)變壓器中的能量守恒可知，P 原＝P 副 = ，則電源電壓的有效值 U 原
2
= = ，故 ACD 錯誤，B 正確。
故選：B。
[模型演練2] （2024 樂清市校級三模）新能源汽車無線充電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括安全可靠、充電場地的
空間利用率高、智能化程度高、維護(hù)和管理方便等。圖甲為某國產(chǎn)品牌汽車無線充電裝置，供
電線圈固定在地面，受電線圈固定在汽車底盤上，當(dāng)兩個線圈靠近時可實現(xiàn)無線充電，其工作
原理如圖乙所示。某課外學(xué)習(xí)小組查閱資料得知，當(dāng)輸入端 ab 接上 380V 正弦交流電后，電池
系統(tǒng) cd 端的電壓為 600V，電池系統(tǒng)的電流為 20A。若不計線圈及導(dǎo)線電阻，下列說法正確的
是（　　）
A．為保護(hù)受電線圈不受損壞，可以在車底板加裝金屬護(hù)板
B．若輸入端 ab 接上 380V 直流電，也能正常充電
C．供電線圈和受電線圈匝數(shù)比可能為 19：30
D．a(chǎn)b 端的輸入功率大于 12kW
【解答】解：A.金屬護(hù)板會影響電能的傳輸，應(yīng)加裝非金屬護(hù)板，故 A 錯誤；
B.只有變化的電流才能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，實現(xiàn)電能的傳輸，直流電不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故
B 錯誤；
C.電池系統(tǒng) cd 端的電壓為 600V，若供電線圈和受電線圈匝數(shù)比為 19：30，則供電電壓 U1＝600
19
× 30V＝380V，但是電阻 R1 有一部分分壓，故 ab 此時應(yīng)大于 380V，故 C 錯誤；
D.電池的功率為 P＝600×20W＝12000W＝12kW，由于存在定值電阻，定值電阻也有電功率消耗，
故 ab 端的輸入功率大于 12kW，故 D 正確。
故選：D。
[模型演練3] （2024 魏都區(qū)校級三模）一含有理想變壓器的電路如圖所示，原線圈與 R1＝1Ω 的電
阻串聯(lián)后接在電源電壓有效值 U 不變的正弦交流電源上，副線圈接有三個電阻 R2＝1.25Ω、R3＝
30Ω、R4＝6Ω，其中 R4 所在支路上有一開關(guān) K。當(dāng)開關(guān) K 斷開時，電阻 R1 的功率為 P，當(dāng)開
關(guān) K 閉合時，電阻 R1 的功率為 9P。不計通電過程中各電阻阻值的變化，則理想變壓器的原、
副線圈匝數(shù)之比為（　　）
A．1：3 B．1：4 C．2：3 D．2：5
【解答】解：開關(guān) K 斷開時，電阻 R1 的功率為 P
設(shè)原線圈中電流為 I1，則有 U＝I1R1+U1
1 2
因為理想變壓器，所以電流關(guān)系有 =2 1
1 1
又有 2( 2 3) = 2
K 閉合后，電阻 R1 的功率為 9P
設(shè)原線圈中電流為 I1′，則 U＝I1′R1+U1′
1′ 2
電流關(guān)系有 = 2′ 1
1′ 1
又有 2′( =2 并) 2
3 4
閉合開關(guān) K 后，R3、R4 并聯(lián)后的電阻R并 = = 5 3 4
閉合開關(guān) K 后，電阻 R1 的功率變?yōu)樵瓉淼?9 倍，由公式 P＝I2R
可知電流 I1′＝3I1
1 2
聯(lián)立解得： = 5，故 D 正確，ABC 錯誤。2
故選：D。
題型二 理想變壓器的動態(tài)分析
常見的理想變壓器的動態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況．
1．匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)
U1 n1
(1)U1不變，根據(jù) ＝ ，輸入電壓 U1決定輸出電壓 U2，不論負(fù)載電阻 R 如何變化，UU n 2
不變．
2 2
(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時，I2變化，輸出電流 I2決定輸入電流 I1，故 I1發(fā)生變化．
(3)I2變化引起 P2變化，P1＝P2，故 P1發(fā)生變化．
　　
2．負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)
n1
(1)U1不變， 發(fā)生變化，故 Un 2
變化．
2
(2)R 不變，U2變化，故 I2發(fā)生變化．
U22
(3)根據(jù) P2＝ ，P2發(fā)生變化，再根據(jù) P1＝P2，故 P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故 I1發(fā)生變化．R
[模型演練4] （2024 坪山區(qū)校級模擬）如圖所示的電路，理想變壓器的原線圈通過理想交流電流表
接在交流電源上，副線圈接有兩個完全相同的燈泡 L1、L2、定值電阻 R、電動機(jī) M 和理想交流
電壓表。初始狀態(tài)時開關(guān)閉合電動機(jī)正常工作，現(xiàn)將開關(guān)斷開，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電流表的示數(shù)變大 B．電壓表的示數(shù)變大
C．燈泡 L1 變暗 D．燈泡 L2 變暗
2
【解答】解：AB.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，副線圈兩端電壓U2 = 1 1
輸入電壓不變，線圈匝數(shù)比不變，因此電壓表示數(shù)不變；
開關(guān)斷開后，變壓器副線圈的輸出功率變小
根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系和功率公式 U1I1＝P 出
出
得I1 = 1
因此電流表的示數(shù)變小，故 AB 錯誤；
1
C.根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系，副線圈中的電流I2 = 2 1
線圈匝數(shù)比不變，因此副線圈中的電流減??；
燈泡 L1 消耗的功率P 1 = 22 1減小，燈泡 L1 變暗，故 C 正確；
D.根據(jù)歐姆定律，燈泡 L1 和定值電阻 R 兩端的電壓 U3＝I2（R+RL1）變小
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系 UL2＝U2﹣U3
由于 U2 不變，U3 變小，因此燈泡 L2 兩端電壓變大
2
L = 2燈泡 2 消耗的功率P 2 變大，燈泡 L2 變亮，故 D 錯誤。 2
故選：C。
[模型演練5] （2024 黑龍江三模）如圖甲所示為理想變壓器，其原、副線圈匝數(shù)比為 6：1，電壓
表和電流表均為理想交流電表，Rt 為 NTC 型熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，R 為定值電
阻。若變壓器的輸入電壓隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，則下列說法正確的是（　?。?br/>A．電壓表示數(shù)為6 2V
B．變壓器原，副線圈的功率之比為 6：1
C．變壓器原、副線圈中的電流之比為 6：1
D．Rt 溫度降低時，電壓表的示數(shù)不變、電流表的示數(shù)變小
【解答】解：A．電壓表測量變壓器輸出電壓的有效值，由圖乙可得變壓器原線圈輸入電壓的有
36 2
效值為U1 = = = 36 2 2
1 1 6
由理想變壓器電壓比等于匝數(shù)比可得 = = 1 2 2
解得 U2＝6V
故電壓表示數(shù)為 6V，故 A 錯誤；
B．理想變壓器原、副線圈的功率之比為 1：1，故 B 錯誤；
1 2 1
C．由理想變壓器電流比等于匝數(shù)比的反比可得 = =2 1 6
可知變壓器原、副線圈中的電流之比為 1：6，故 C 錯誤；
1 1
D．由變壓器輸入電壓不變，根據(jù) =2 2
可知，副線圈輸出電壓不變，則電壓表的示數(shù)不變；Rt 溫度降低時，Rt 阻值增大，根據(jù)歐姆定律
1 2
可知，副線圈電流 I2 減小，根據(jù) =2 1
可知原線圈電流減小，則電流表的示數(shù)變小，故 D 正確。
故選：D。
[模型演練6] （2024 東莞市校級三模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 2：1，電源的
輸出電壓 u＝30 2sin100πt（V），定值電阻 R1＝20Ω，R3＝2.5Ω，滑動變阻器 R2 的最大阻值為
5Ω，a、b 為滑動變阻器的兩個端點(diǎn)，所有電表均為理想電表?，F(xiàn)將滑動變阻器滑片 P 置于 b 端，
則（　　）
A．電流表示數(shù)為 2
B．電壓表示數(shù)為 10V
C．滑片 P 由 b 向 a 緩慢滑動，R3 消耗的功率減小
D．滑片 P 由 b 向 a 緩慢滑動，變壓器的輸出功率減小
【解答】解：AB、題圖的電路圖可以等效為，
設(shè)原線圈兩端電壓為 U1，副線圈兩端電壓為 U2，又因為理想變壓器原副線圈的功率相等，所以
21 2= 2有： 2′ 3′ 2 3
1 1
根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律： =2 2
2
整理有：R′3 + ′2 = ( 1 ) ( 3 + 2)2
滑動變阻器滑片 P 置于 b 端時，滑動變阻器接入電路的電阻為零，此時：
1 2 2R′ + ′ = ( ) = ( 23 2 32 1
) × 2.5Ω＝10Ω
電源的電壓輸出為：u = 30 2 100 ( )
因為電流表和電壓表測量的為有效值，電源的有效值為 U＝30V，電流表的示數(shù)為
30
I = 1 3′ ′ = 20 10A＝1A2
原線圈兩端電壓的有效值為：U1＝U﹣IR1
1 有 1
電壓表測量的是副線圈兩端的電壓，即： =2 有 2
整理有：U2＝5V，故 AB 錯誤；
C、當(dāng)滑片 P 從 b 向 a 緩慢滑動過程中，R2 阻值變大，根據(jù)電流規(guī)律可知，總電阻變大，結(jié)合之
前的分析可知，流過電阻 R1 的電流減小，由變壓器規(guī)律，流過副線圈的電流也成比例減小，電
阻 R3 不變，電流減小，根據(jù) P＝I2F，所以功率減小，故 C 正確；
D、由之前的分析，可以將電阻 R1 與電源放在一起，等效成新電源，其副線圈輸出功率變?yōu)樾码?br/>源的輸出功率，有電源的輸出功率的規(guī)律可知，當(dāng)?shù)刃щ娮璧扔谛码娫吹膬?nèi)阻 20Ω 時，即 R2＝
2.5Ω，其輸出功率最大，所以在滑片從 b 向 a 緩慢滑的過程中，副線圈的輸出功率先增大，后減
小，故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練7] （2024 肥城市模擬）能源問題是全球面臨的重大問題，遠(yuǎn)距離輸電在兼顧經(jīng)濟(jì)效益的
同時，應(yīng)盡可能減少輸電過程中的能量損失?，F(xiàn)通過一個理想變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，原線圈
接在有效值恒定的正弦交流電源上，不計電源內(nèi)阻。原線圈接有合適的燈泡 L1，副線圈接有合
適的燈泡 L2（設(shè)兩燈泡的電阻都不隨溫度變化）、定值保護(hù)電阻 R0 及滑動變阻器 R，電流表和
電壓表均為理想交流電表，如圖所示，此時兩燈泡都發(fā)光且亮度合適。現(xiàn)將滑動變阻器 R 的滑
片向下滑動少許，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電壓表 V 的示數(shù)減小
B．燈泡 L1 變亮
C．定值保護(hù)電阻 R0 的電功率增大
D．燈泡 L2 變亮
2
【解答】解：A、設(shè)副線圈兩端電壓為 U2、電流為 I2，則副線圈的總電阻為：R 副 = 2
設(shè)輸入電壓為 U，根據(jù)：U＝U1+I1R1，結(jié)合變壓器原理：U1：U2＝n1：n2，I1：I2＝n2：n1 可得：

I = 1 ( 1 )2 ，U1 =

1 ( 2 )2 11 副2 1 副
滑動變阻器 R 的滑片向下滑動少許，電阻 R 阻值增大，副線圈總電阻 R 副增大，I1 減小，燈泡 L1
變暗；電壓 U1 增大，電壓表 V 的示數(shù)增大，故 AB 錯誤；
D、因 U1：U2＝n1：n2，電壓 U1 增大，故電壓 U2 增大，通過 L2 的電流增大，燈泡 L2 變亮，故
D 正確。
C、因 I1：I2＝n 22：n1，I2＝IL2+IR0，P = 0R0，且 I1 減小，故 I2 減小，通過 L2 的電流 IL2 增大，
通過定值電阻 R0 的電流減小，定值保護(hù)電阻 R0 的電功率減小，故 C 錯誤。
故選：D。
[模型演練8] （2024 東莞市三模）如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 10：1，
A、V 均為理想電表，R 是光敏電阻（其阻值隨光強(qiáng)增大而減?。 是理想線圈、D 是燈泡。
原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，下列說法正確的是（　?。?br/>A．交流電的頻率為 100Hz
B．電壓表的示數(shù)為 22 2V
C．當(dāng)光照增強(qiáng)時，A 的示數(shù)變小
D．若用一根導(dǎo)線來代替線圈 L，則燈 D 變亮
1
【解答】解：A、原線圈接入如圖乙所示，T＝0.02s，所以頻率為 f = = 50 Hz，故 A 錯誤；
B、原線圈接入電壓的最大值是 220 2V，所以原線圈接入電壓的有效值是 U＝220V，
理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 10：1，所以副線圈電壓是 22V，電壓表測得是副線圈兩端的電
壓，所以 V 的示數(shù)等于 22V，故 B 錯誤；

C、R 阻值隨光強(qiáng)增大而減小，根據(jù) I = 知副線圈電流增加，副線圈輸出功率增加，根據(jù)能量守
恒定律，所以原線圈輸入功率也增加，原線圈電流增加，所以 A 的示數(shù)變大，故 C 錯誤；
D、若用一根導(dǎo)線來代替線圈 L，感抗消失，副線圈電流變大，燈 D 變亮，故 D 正確；
故選：D。
題型三 遠(yuǎn)距離輸電
1．遠(yuǎn)距離輸電的處理思路
對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)→升壓變壓器→遠(yuǎn)距離輸電線→降壓變壓器→用電器”，或按從“用
電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”的順序一步一步進(jìn)行分析．
2．遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖 11 為例)
(1)功率關(guān)系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 損＋P3.
U1 n1 I2 U3 n3 I4
(2)電壓、電流關(guān)系： ＝ ＝ ， ＝ ＝ ，U ＝ΔU＋U
U n I U n I 2 3
，I2＝I3＝I 線．
2 2 1 4 4 3
P2 P3 U2－U3
(3)輸電電流：I 線＝ ＝ ＝ .U2 U3 R 線
P2
(4)輸電線上損耗的電功率：P ＝I ΔU＝I2線 2損 線 R 線＝( ) RU 線．2
1
當(dāng)輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的 n 倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的 .
n2
[模型演練9] （2024 泰安三模）遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如圖所示，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓
1 3 3 1000
器的原、副線圈匝數(shù)比為 = 200，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為 = 11 ，輸電線的總2 4
電阻為 R＝200Ω.當(dāng)用戶消耗的電功率為 110kW 時，入戶電壓 U4＝220V，則升壓變壓器的原線
圈的輸入電壓 U1 等于（　?。?br/>A．465V B．316.5V C．232.5V D．216.5V
110
【解答】解：降壓變壓器副線圈中的電流為I2 = = 220 = 500 4
1 4
設(shè)輸電線上的電流為 I1，根據(jù) = ，解得 I1＝5.5A2 3
3 3
根據(jù) = ，解得 U3＝20000V4 4
輸電線上損失的電壓大小為ΔU＝I1R＝5.5×200V＝1100V
可知升壓變壓器副線圈兩端的電壓為 U2＝U3+ΔU＝20000V+1100V＝21100V
1 1
根據(jù) = ，解得 U1＝316.5V，故 ACD 錯誤，B 正確。2 2
故選：B。
[模型演練10] （2024 天心區(qū)校級模擬）如圖所示為某發(fā)電站輸電示意圖，發(fā)電機(jī)輸出電壓恒定，變
壓器均為理想變壓器，在輸電線路的起始端接入甲、乙兩個理想互感器，甲、乙兩互感器原副
線圈的匝數(shù)比分別為 200：1 和 1：20，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為 200：1，電壓表的示數(shù)為
220V，電流表的示數(shù)為 5A，輸電線路總電阻 r＝20Ω。則下列說法正確的是（　?。?br/>A．互感器甲中圈內(nèi)接入電流表，互感器乙圈內(nèi)接入電壓表
B．輸電線路上損耗的功半約占輸電總功率的 6%
C．用戶端的電壓 U4 為 200V
D．用電高峰相對平時用電時，用戶端的電壓偏小
【解答】解：A.互感器甲并聯(lián)在電路中，因此甲是電壓互感器，故 A 錯誤；
11 200
BC. 根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，互感器原線圈兩端電壓 U2 = =22 1
× 220 = 44000
44 20
根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系，互感器原線圈中的電流I2 = = 1 × 5 = 100 33
根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系，輸電功率P = 2 = 2 2 = 44000 × 100 = 4.4 × 106
輸電線上的損失功率ΔP = 22 = 1002 × 20 = 2 × 105
2×105
輸電線路上損耗的功率約占輸電總功率 × 100% = 6% = 4.5%4.4×10
輸電線上的電壓損失ΔU＝I2r＝100×20V＝2000V
降壓變壓器原線圈兩端電壓 U3＝U2﹣ΔU＝44000V﹣2000V＝42000V
4 1
根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，用戶端電壓U4 = 3 = 200 × 42000 = 210 3
綜上分析，故 BC 錯誤；
D.用電高峰期，用戶增多，負(fù)載總電阻變小，通過降壓變壓器副線圈的電流變大；
根據(jù)理想變壓器電路與匝數(shù)比的關(guān)系可知，通過降壓變壓器原線圈的電流變大，輸電線上的電壓
損失變大，因此用戶端的電壓變小，故 D 正確。
故選：D。
[模型演練11] （2024 濟(jì)寧一模）某同學(xué)研究遠(yuǎn)距離輸電的電路如圖所示，a、b 端接入電壓為 U0 的
1 4
交流電源，升壓變壓器 T1 和降壓變壓器 T2 均為理想變壓器，且兩變壓器的匝數(shù)比 =2 。已3
0
知 R1、R2 的阻值均為 R0，R3 的阻值為 2 ，電阻 R1、R2 消耗的功率相同，電表均為理想交流
電表，下列說法正確的是（　?。?br/> 1 1
A．升壓變壓器 T1 的匝數(shù)比 =2 2
2
B．電壓表的示數(shù)為3 0
3 0
C．電流表的示數(shù)為4 0
D．若 R3 斷路，電流表示數(shù)將增大
【解答】解：A、已知 R1、R2 的阻值相等，消耗的功率相同，可知通過 R1、R2 的電流相等，設(shè)
0
為 I2，因 R2 的阻值為 R0，R3 的阻值為 2 ，R3、R2 并聯(lián)，則 R3 的電流為 2I2，則降壓變壓器 T2
的次級電流為 3I2。
4 2 1
對于降壓變壓器 T2，由電流和匝數(shù)關(guān)系可知 = =3 3 2 3
1 4 1
則 = = 3，故 A 錯誤；2 3
2
B、升壓變壓器 T1 的初級電流為I1 = = 3 1 2 2
由能量關(guān)系可知 U0I1＝2U4I2+U4 2I2
3
解得：U4 = 4 0
3
即電壓表示數(shù)4 0，故 B 錯誤；
4 3 0
C、電流表的示數(shù) I2 等于通過 R1 的電流，則為I2 = = 4 ，故 C 正確；0 0
D、若 R3 斷路，則 T2 次級電阻變大，相當(dāng)于電網(wǎng)用電設(shè)備減少，總功率減少，電流減小，則初
級電流減小，則電流表示數(shù)將減小，故 D 錯誤。
故選：C。
題型四 兩種特殊的變壓器模型
（1）自耦變壓器
自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個線圈，其中的一部分作為另一個線圈，當(dāng)交流電源接不同的端
點(diǎn)時，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對自耦變壓器均適用，如下圖所示。
（2）互感器
分為電壓互感器和電流互感器，兩者比較如下：
電壓互感器 電流互感器
原理圖
原線圈的連接 并聯(lián)在高壓電路中 串聯(lián)在交流電路中
副線圈的連接 連接交流電壓表 連接交流電流表
互感器的作用 將高電壓變?yōu)榈碗妷?將大電流變?yōu)樾‰娏?br/>U1 n1
利用的公式 ＝ I1n1＝I2n2
U2 n2
[模型演練12] （2024 濟(jì)寧三模）除顫儀是用于突發(fā)心室纖顫等心臟疾病的急救醫(yī)療設(shè)備，某型號除
顫儀電路原理如圖所示。某次調(diào)試時，除顫儀接在 220V 交流電源上，交流電壓表示數(shù)為 20V，
電容器充電完畢，開關(guān)由“1”擲向“2”，放電電流平均值為 2.8A，放電時間約為 10﹣2s，已知
電容器電容為 2.0×10﹣5F。下列說法正確的是（　?。?br/>A．自耦變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為 10：1
B．充電完畢后電容器兩端的電壓為 2800V
C．升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比約為 1：50
D．若去掉二極管該除顫儀依然可正常工作
【解答】解：A、自耦變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為：n1：n2＝U1：U2＝220：20＝11：1，故
A 錯誤；
B、放電電流平均值為 I＝2.8A，放電時間約為 t＝10﹣2s，根據(jù)電流的定義式可得：Q＝It
解得：Q＝2.8×10﹣2C
2.8×10―2
充電完畢后電容器兩端的電壓最大值為：UC = = 2.0×10―5V＝1400V，故 B 錯誤；
4 1400
C、副線圈的電壓最大值 U4m＝UC＝1400V，有效值為：U4 = =2 V＝700 2V2
升壓變壓器原線圈電壓有效值為 U3＝U2＝20V
所以升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比約為：n3：n4＝U3：U4＝20：700 2 ≈ 1：50，故 C 正確；
D、若去掉二極管，電容器與升壓變壓器副線圈之間存在充電、放電過程，該除顫儀不能正常工
作，故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練13] （2024 濟(jì)南三模）如圖所示，線圈 abcd 在勻強(qiáng)磁場中繞固定軸 OO'勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生
的正弦式交流電通過自耦變壓器給燈泡和滑動變阻器供電。已知線圈 abcd 的電阻不可忽略，自
耦變壓器可看作理想變壓器，下列說法正確的是（　?。?br/>A．圖示時刻線圈 abcd 中感應(yīng)電流大小為零
B．將滑動變阻器的滑片 Q 向上移動，燈泡變亮
C．將自耦變壓器的滑片 P 逆時針轉(zhuǎn)動，自耦變壓器的輸入電流變大
D．將滑動變阻器的滑片 Q 向上移動，自耦變壓器的輸出功率一定減小
【解答】解：A、圖示時刻 ab、cd 兩邊垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，則感應(yīng)電流最
大，故 A 錯誤；
B、設(shè)線圈 abcd 的內(nèi)阻為 r，副線圈的總電阻為 R2，原線圈中的電流為 I1，副線圈中電流為 I2，
1 2 1
設(shè)原副線圈的匝數(shù)之比為 k，則： = =2 1

理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則有：(E ― 21 ) 1 = 2 2，聯(lián)立方程可得：I1 = 2 ，將2
滑動變阻器的滑片 Q 向上移動，滑動變阻器有效電阻減小，則副線圈總電阻 R2 減小，可知 I1 增
1 1
大，原線圈電壓 U1＝E﹣I1r，可知 U1 減小，根據(jù)原副線圈電壓和匝數(shù)的關(guān)系： = ，可知2 2
U2 減小，燈泡與副線圈并聯(lián)，燈泡電壓等于 U2，所以燈泡變暗，故 B 錯誤；

C、將自耦變壓器的滑片 P 逆時針轉(zhuǎn)動，則 n2 增大，匝數(shù)比 k 減小，由I1 = 2 可知自耦變2
壓器的輸入電流 I1 變大，故 C 正確；

D、把I1 = 2 與閉合電路歐姆定律I = 對比，可以把 k
2R2 等效為外電路電阻 R，當(dāng)內(nèi)外2
電阻相等時，變壓器的輸出功率最大，由于線圈 abcd 的內(nèi)阻 r 與 k2R2 的大小未知，所以自耦變
壓器的輸出功率不一定減小，故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練14] （2024 浙江模擬）如圖，理想自耦變壓器原線圈的 a、b 兩端接有瞬時值表達(dá)式為 u＝
20 2sin（50πt）V 的交變電壓，指示燈 L 接在變壓器的一小段線圈上，調(diào)節(jié)滑動片 P1 可以改
變副線圈的匝數(shù)，調(diào)節(jié)滑動片 P2 可以改變負(fù)載電阻 R2 的阻值，則（　　）
A．t＝0.04s 時電壓表 V1 的示數(shù)為零
B．只向上移動 P2，指示燈 L 將變暗
C．P1、P2 均向上移動，電壓表 V2 的示數(shù)可能不變
D．P1、P2 均向上移動，原線圈輸入功率可能不變
【解答】解：A、t＝0.04s 時，由 u＝20 2sin（50πt）V 得 u＝0，電壓瞬時值為零，但電壓表測
1 20 2
量交流電壓的有效值，保持不變，為 U1 = =2 V＝20V，故 A 錯誤；2
B、只向上移動 P2，指示燈 L 兩端電壓不變，L 的亮度不變，故 B 錯誤；
2 1
C、電壓表 V2 的示數(shù)為 R2 兩端電壓，為：UV2 = U2 = 1 1U2，P1 向上移動，副線圈匝1 2 2
數(shù)增加，副線圈的電壓 U2 增大，P2 向上移動，R2 增大，結(jié)合上式可知，UV2 一定增大，故 C 錯
誤；
2
D 2、副線圈的輸出功率為：P = ，P1、P2 均向上移動，U2、R2 均增大，副線圈輸出功率可1 2
能不變，根據(jù)能量守恒可知，原線圈輸入功率也可能不變，故 D 正確。
故選：D。
[模型演練15] （2024 開福區(qū)校級模擬）如圖所示，理想變壓器為自耦變壓器，原線圈接交流電源的
兩端，理想電壓表 V1 的讀數(shù)恒為 U1，副線圈接阻值為 R0 的定值電阻和滑動變阻器 R。調(diào)節(jié)自
耦變壓器以及滑動變阻器的滑片，當(dāng)理想電壓表 V2 的讀數(shù)為 U2 時，電源的輸入功率為 P，則
滑動變阻器 R 消耗的功率為（　　）
0 0
A．P(1 ― 2 ) B．P(1 ―1 2
)
2
0 0
C．P[1 ― ( )2] D．P[1 ―1 2 ( 2]1 2)
【解答】解：當(dāng)初級電壓為 U1 時，電壓表 V2 的讀數(shù)為 U2，可知此時 R0 和 R 兩端的電壓之和為
U1﹣U2；
根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系 P′＝P
根據(jù)功率公式 P′＝I（U1﹣U2）

此時次級電流為I = 1 2
0
變阻器 R 消耗的功率為P = ― 2 = ― ( 20 ) 0 = [1 ―1 2 ( 1 2]2)
綜上分析，故 ABC 錯誤，D 正確。
故選：D。
[模型演練16] （2024 遼寧一模）自耦變壓器是一種初、次級間無需絕緣的特種變壓器，其輸出和輸
入共用同一組線圈。如圖甲所示的自耦變壓器，環(huán)形鐵芯上只繞有一個匝數(shù) n0＝200 的線圈，
通過滑動觸頭 P 可以改變負(fù)載端線圈的匝數(shù)。已知輸入端 a 與線圈觸點(diǎn) M 間的線圈匝數(shù)為 50
匝，定值電阻 R0＝16Ω，R1＝27Ω，滑動變阻器 R2 的總阻值足夠大，交流電壓表為理想電表，
線圈電阻不計、忽略漏磁。當(dāng)在 a、b 端輸入如圖乙所示的交變電流時，則下列說法正確的是
（　?。?br/>A．通過定值電阻 R0 的電流方向每秒改變 50 次
B．當(dāng) P 滑至 M、K 旋至 c 時，電壓表的示數(shù)為 208V
C．當(dāng) P 滑至 M、K 旋至 c 時，定值電阻 R0 消耗的功率為 169W
D．若 P 滑至 M、K 旋至 d，當(dāng)滑動變阻器 R2 消耗的功率最大時，R2 接入的阻值為 8Ω
1 1
【解答】解：A．由乙圖知，交流電頻率 f = = 2×10―2Hz＝50Hz
通過定值電阻 R 的電流方向每秒改變 100 次，故 A 錯誤；
B．當(dāng) P 滑至 M、K 旋至 c 時 n1＝n0＝200，n2＝200﹣50＝150
1 2
根據(jù) =2 1
U0＝U1+I1R0
U2＝I2R1
1 1
根據(jù)變壓器規(guī)律有 =2 2
得 U1＝156V
故 B 錯誤；
C．R 兩端電壓
UR0＝U0﹣U1
定值電阻 R 消耗的功率為
2
P 0R0 = 0
解得 PR0＝169W
故 C 正確；
D．若 P 滑至 M、K 旋至 d，等效電路如圖
1
R 等 = ( 2 ) 2 2
當(dāng) R 等＝R0 時，即
R2＝9Ω 時，滑動變阻器 R 消耗的功率最大，故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練17] （2024 歷下區(qū)校級模擬）如圖乙所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖，圖甲為升壓變
壓器輸入電壓隨時間變化的圖像。在輸電線路起始端接入 I、Ⅱ兩個互感器，兩互感器原副線圈
的匝數(shù)比分別為 484：1 和 1：100，電壓表的示數(shù)為 100V，電流表的示數(shù)為 1A，兩電表圖中
未標(biāo)出，輸電線路總電阻 r＝10Ω。用戶端電壓為 220V，所有變壓器及互感器均視為理想變壓
器。下列說法正確的是（　?。?br/>A．互感器 1 是電流互感器，互感器Ⅱ是電壓互感器
B．降壓變壓器的匝數(shù)比 220：1
C．輸電線上損耗的功率 1×105W
D．當(dāng)用戶使用的用電設(shè)備增多時，電壓表的示數(shù)變大
【解答】解：A.互感器Ⅰ并聯(lián)接入電路，測量電壓，是電壓互感器，互感器Ⅱ串聯(lián)接入電路，測
量電流，是電流互感器，故 A 錯誤；
B.根據(jù)互感器Ⅰ可知，U2＝100V×484＝48400V，根據(jù)互感器Ⅱ可知，I2＝I3＝1A×100＝100A，
所以 U3＝U2﹣I2r＝48400V﹣100×10V＝47400V，則降壓變壓器的匝數(shù)比為 U3：U4＝47400：220
＝215：1，
故 B 錯誤；
C.輸電線上損耗的功率 P = 2損 2 r＝1002×10W＝1×105W，故 C 正確；
D.當(dāng)用戶使用的用電設(shè)備增多時，會增加電路電流，線路上損失的電壓增大，但由于電壓互感器
接在起始端，且升壓變壓器的匝數(shù)比不變，則不會增加電壓表上的電壓，故 D 錯誤。
故選：C。
[模型演練18] （2024 浙江模擬）如圖所示為高壓輸電電路圖，發(fā)電站輸送的電壓為 u＝Umsin50πt，
變壓器為理想變壓器。將兩個相同的電壓互感器甲和乙分別接入遠(yuǎn)距離輸電線路的前后端，電
流互感器接入遠(yuǎn)距離輸電線路。電壓互感器的原、副線圈匝數(shù)比為 k：1，電流互感器的原、副
線圈匝數(shù)比為 1：k，且 k＞100。高壓輸電線路正常工作時，電壓互感器甲、乙的示數(shù)分別為
U1、U2，電流互感器的示數(shù)為 I。則（　?。?br/>A．用戶使用的電流是頻率為 50Hz 的交流電
( 1 2)
B．該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電阻為k
C．該遠(yuǎn)距離輸電線路上損耗的功率為 k2I（U1﹣U2）

D．該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電流為
50
【解答】解：A、根據(jù) u＝Umsin50πt 可知 ω＝50πrad/s，則用戶使用的電流是頻率為f = 2 = 2
= 25 ，故 A 錯誤；
前
BD、對于電壓互感器甲，可知遠(yuǎn)距離輸電線路前端電壓滿足： = 1，即 U 前＝kU11
后
對于電壓互感器乙，可知遠(yuǎn)距離輸電線路后端電壓滿足： = 1，即 U 后＝kU22
線
對于電流互感器，可知遠(yuǎn)距離輸電線路中的電流滿足： = 1，則該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電流為：
I 線＝kI
前 后 1 2 1 2
則該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電阻為 r = = = ，故 BD 錯誤；線

2 2 1
2
C、該遠(yuǎn)距離輸電線路上損耗的功率為 P 2損＝I 線 r＝（kI） = k I（U1﹣U2），故 C 正確。
故選：C。
[模型演練19] （2024 咸陽二模）如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，
發(fā)電機(jī)輸出功率恒為 20kW。在輸電線路上接入一個電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為 1：
10，電流表的示數(shù)為 1A，輸電線的總電阻用 R 線表示，大小為 10Ω。下列說法正確的是（　　）
A．電流互感器是一種降壓變壓器
B．將滑動觸頭 P 下移，用戶獲得的電壓將增大
C．升壓變壓器的輸出電壓 U2＝1000V
D．用戶獲得的功率為 19kW
【解答】解：A、根據(jù)線圈匝數(shù)關(guān)系可知電流互感器是一種升壓變壓器，故 A 錯誤；
B、將滑動觸頭 P 下移，相當(dāng)于增大了 n3，根據(jù)變壓器原理可知 U4 減小，用戶獲得的電壓將減小，
故 B 錯誤；
10 10
C．原、副線圈的匝數(shù)比為 n1：n2＝1：10，電流互感器原線圈中的電流：I2 = 1 IA = 1 × 1A＝
10A
20000
升壓變壓器的輸出電壓：U2 = = 10 V＝2000V，故 C 錯誤；2
D．輸電線上的損失功率ΔP = 22 線 = 102 × 10 = 1000 ，用戶獲得的功率：P4＝P3＝P﹣ΔP
＝20kW﹣1kW＝19kW，故 D 正確。
故選：D。專題 27 變壓器與遠(yuǎn)距離輸電
考點(diǎn) 考情 命題方向
考點(diǎn) 1 變壓器 2024 高考遼寧卷 1.變壓器是高考考查頻率較高
考點(diǎn) 2 電能輸送 2024 年高考北京卷 的知識，考查命題熱點(diǎn)主要
2022 高考天津卷 有：變壓器與交變電流產(chǎn)生結(jié)
2023 年高考北京卷 合；變壓器動態(tài)變化；變壓器
2022 年重慶高考 與交變電流描述的物理量結(jié)合
2022 高考湖北物理 等。
2024 年高考湖南卷 2.電能輸送是高考考查頻率較
2023 年 6 月高考浙江選考 高的知識，考查命題熱點(diǎn)主要
2023 年高考山東卷 有：發(fā)電與電能輸送結(jié)合：電
2022 年新高考福建卷 能輸送與用電結(jié)合；電能輸送
與電能損耗結(jié)合
題型一 理想變壓器原理的應(yīng)用
1．基本關(guān)系式
(1)功率關(guān)系：P 入＝P 出．
U1 U2 U1 U2 U3
(2)電壓關(guān)系：只有一個副線圈時， ＝ ；有多個副線圈時， ＝ ＝ ＝….
n1 n2 n1 n2 n3
I1 n2
(3)電流關(guān)系：只有一個副線圈時， ＝ .
I2 n1
由 P 入＝P 出及 P＝UI 推出有多個副線圈時，U1I1＝U2I2＋U3I3＋….
2．制約關(guān)系
(1)電壓：副線圈電壓 U2由原線圈電壓 U1和匝數(shù)比決定．
(2)功率：原線圈的輸入功率 P1由副線圈的輸出功率 P2決定．
(3)電流：原線圈電流 I1由副線圈電流 I2和匝數(shù)比決定．
[模型演練1] （2024 四川一模）在特、超高壓變電設(shè)備中，變壓器占有重要地位。某理想變壓器的
簡化模型如圖所示，原線圈的回路中，理想交流電流表的示數(shù)為 I，理想交流電壓表的示數(shù)為
U，副線圈的負(fù)載阻值為 R，則電源電壓的有效值為（　　）
2 2 2
A．IR B． C． D．因為原、副線圈的匝數(shù)比未知，所以不能求出電源電壓的有效
值
[模型演練2] （2024 樂清市校級三模）新能源汽車無線充電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括安全可靠、充電場地的
空間利用率高、智能化程度高、維護(hù)和管理方便等。圖甲為某國產(chǎn)品牌汽車無線充電裝置，供
電線圈固定在地面，受電線圈固定在汽車底盤上，當(dāng)兩個線圈靠近時可實現(xiàn)無線充電，其工作
原理如圖乙所示。某課外學(xué)習(xí)小組查閱資料得知，當(dāng)輸入端 ab 接上 380V 正弦交流電后，電池
系統(tǒng) cd 端的電壓為 600V，電池系統(tǒng)的電流為 20A。若不計線圈及導(dǎo)線電阻，下列說法正確的
是（　?。?br/>A．為保護(hù)受電線圈不受損壞，可以在車底板加裝金屬護(hù)板
B．若輸入端 ab 接上 380V 直流電，也能正常充電
C．供電線圈和受電線圈匝數(shù)比可能為 19：30
D．a(chǎn)b 端的輸入功率大于 12kW
[模型演練3] （2024 魏都區(qū)校級三模）一含有理想變壓器的電路如圖所示，原線圈與 R1＝1Ω 的電
阻串聯(lián)后接在電源電壓有效值 U 不變的正弦交流電源上，副線圈接有三個電阻 R2＝1.25Ω、R3＝
30Ω、R4＝6Ω，其中 R4 所在支路上有一開關(guān) K。當(dāng)開關(guān) K 斷開時，電阻 R1 的功率為 P，當(dāng)開
關(guān) K 閉合時，電阻 R1 的功率為 9P。不計通電過程中各電阻阻值的變化，則理想變壓器的原、
副線圈匝數(shù)之比為（　　）
A．1：3 B．1：4 C．2：3 D．2：5
題型二 理想變壓器的動態(tài)分析
常見的理想變壓器的動態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況．
1．匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)
U1 n1
(1)U1不變，根據(jù) ＝ ，輸入電壓 U1決定輸出電壓 U2，不論負(fù)載電阻 R 如何變化，UU n 2
不變．
2 2
(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時，I2變化，輸出電流 I2決定輸入電流 I1，故 I1發(fā)生變化．
(3)I2變化引起 P2變化，P1＝P2，故 P1發(fā)生變化．
　　
2．負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)
n1
(1)U1不變， 發(fā)生變化，故 U2變化．n2
(2)R 不變，U2變化，故 I2發(fā)生變化．
U22
(3)根據(jù) P2＝ ，P 發(fā)生變化，再根據(jù) P ＝P ，故 P 變化，P ＝U I ，U 不變，故 I 發(fā)生變化．R 2 1 2 1 1 1 1 1 1
[模型演練4] （2024 坪山區(qū)校級模擬）如圖所示的電路，理想變壓器的原線圈通過理想交流電流表
接在交流電源上，副線圈接有兩個完全相同的燈泡 L1、L2、定值電阻 R、電動機(jī) M 和理想交流
電壓表。初始狀態(tài)時開關(guān)閉合電動機(jī)正常工作，現(xiàn)將開關(guān)斷開，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電流表的示數(shù)變大 B．電壓表的示數(shù)變大
C．燈泡 L1 變暗 D．燈泡 L2 變暗
[模型演練5] （2024 黑龍江三模）如圖甲所示為理想變壓器，其原、副線圈匝數(shù)比為 6：1，電壓
表和電流表均為理想交流電表，Rt 為 NTC 型熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而減小，R 為定值電
阻。若變壓器的輸入電壓隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，則下列說法正確的是（　?。?br/>A．電壓表示數(shù)為6 2V
B．變壓器原，副線圈的功率之比為 6：1
C．變壓器原、副線圈中的電流之比為 6：1
D．Rt 溫度降低時，電壓表的示數(shù)不變、電流表的示數(shù)變小
[模型演練6] （2024 東莞市校級三模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 2：1，電源的
輸出電壓 u＝30 2sin100πt（V），定值電阻 R1＝20Ω，R3＝2.5Ω，滑動變阻器 R2 的最大阻值為
5Ω，a、b 為滑動變阻器的兩個端點(diǎn)，所有電表均為理想電表?，F(xiàn)將滑動變阻器滑片 P 置于 b 端，
則（　?。?br/>A．電流表示數(shù)為 2
B．電壓表示數(shù)為 10V
C．滑片 P 由 b 向 a 緩慢滑動，R3 消耗的功率減小
D．滑片 P 由 b 向 a 緩慢滑動，變壓器的輸出功率減小
[模型演練7] （2024 肥城市模擬）能源問題是全球面臨的重大問題，遠(yuǎn)距離輸電在兼顧經(jīng)濟(jì)效益的
同時，應(yīng)盡可能減少輸電過程中的能量損失?，F(xiàn)通過一個理想變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，原線圈
接在有效值恒定的正弦交流電源上，不計電源內(nèi)阻。原線圈接有合適的燈泡 L1，副線圈接有合
適的燈泡 L2（設(shè)兩燈泡的電阻都不隨溫度變化）、定值保護(hù)電阻 R0 及滑動變阻器 R，電流表和
電壓表均為理想交流電表，如圖所示，此時兩燈泡都發(fā)光且亮度合適?，F(xiàn)將滑動變阻器 R 的滑
片向下滑動少許，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電壓表 V 的示數(shù)減小
B．燈泡 L1 變亮
C．定值保護(hù)電阻 R0 的電功率增大
D．燈泡 L2 變亮
[模型演練8] （2024 東莞市三模）如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 10：1，
A、V 均為理想電表，R 是光敏電阻（其阻值隨光強(qiáng)增大而減?。?、L 是理想線圈、D 是燈泡。
原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，下列說法正確的是（　?。?br/>A．交流電的頻率為 100Hz
B．電壓表的示數(shù)為 22 2V
C．當(dāng)光照增強(qiáng)時，A 的示數(shù)變小
D．若用一根導(dǎo)線來代替線圈 L，則燈 D 變亮
題型三 遠(yuǎn)距離輸電
1．遠(yuǎn)距離輸電的處理思路
對高壓輸電問題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)→升壓變壓器→遠(yuǎn)距離輸電線→降壓變壓器→用電器”，或按從“用
電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”的順序一步一步進(jìn)行分析．
2．遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖 11 為例)
(1)功率關(guān)系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 損＋P3.
U1 n1 I2 U3 n3 I4
(2)電壓、電流關(guān)系： ＝ ＝ ， ＝ ＝ ，U2＝ΔU＋UU n I U n I 3
，I2＝I3＝I 線．
2 2 1 4 4 3
P2 P3 U2－U3
(3)輸電電流：I 線＝ ＝ ＝ .U2 U3 R 線
P2
(4)輸電線上損耗的電功率：P ＝I ΔU＝I線2 R ＝( )2損 線 線 RU 線．2
1
當(dāng)輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的 n 倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的 .
n2
[模型演練9] （2024 泰安三模）遠(yuǎn)距離輸電的示意圖如圖所示，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓
1 3 3 1000
器的原、副線圈匝數(shù)比為 = 200，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為 = 11 ，輸電線的總2 4
電阻為 R＝200Ω.當(dāng)用戶消耗的電功率為 110kW 時，入戶電壓 U4＝220V，則升壓變壓器的原線
圈的輸入電壓 U1 等于（　?。?br/>A．465V B．316.5V C．232.5V D．216.5V
[模型演練10] （2024 天心區(qū)校級模擬）如圖所示為某發(fā)電站輸電示意圖，發(fā)電機(jī)輸出電壓恒定，變
壓器均為理想變壓器，在輸電線路的起始端接入甲、乙兩個理想互感器，甲、乙兩互感器原副
線圈的匝數(shù)比分別為 200：1 和 1：20，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為 200：1，電壓表的示數(shù)為
220V，電流表的示數(shù)為 5A，輸電線路總電阻 r＝20Ω。則下列說法正確的是（　?。?br/>A．互感器甲中圈內(nèi)接入電流表，互感器乙圈內(nèi)接入電壓表
B．輸電線路上損耗的功半約占輸電總功率的 6%
C．用戶端的電壓 U4 為 200V
D．用電高峰相對平時用電時，用戶端的電壓偏小
[模型演練11] （2024 濟(jì)寧一模）某同學(xué)研究遠(yuǎn)距離輸電的電路如圖所示，a、b 端接入電壓為 U0 的
1 4
交流電源，升壓變壓器 T1 和降壓變壓器 T2 均為理想變壓器，且兩變壓器的匝數(shù)比 = 。已2 3
0
知 R1、R2 的阻值均為 R0，R3 的阻值為 2 ，電阻 R1、R2 消耗的功率相同，電表均為理想交流
電表，下列說法正確的是（　?。?br/> 1 1
A．升壓變壓器 T1 的匝數(shù)比 =2 2
2
B．電壓表的示數(shù)為3 0
3 0
C．電流表的示數(shù)為4 0
D．若 R3 斷路，電流表示數(shù)將增大
題型四 兩種特殊的變壓器模型
（1）自耦變壓器
自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個線圈，其中的一部分作為另一個線圈，當(dāng)交流電源接不同的端
點(diǎn)時，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對自耦變壓器均適用，如下圖所示。
（2）互感器
分為電壓互感器和電流互感器，兩者比較如下：
電壓互感器 電流互感器
原理圖
原線圈的連接 并聯(lián)在高壓電路中 串聯(lián)在交流電路中
副線圈的連接 連接交流電壓表 連接交流電流表
互感器的作用 將高電壓變?yōu)榈碗妷?將大電流變?yōu)樾‰娏?br/>U1 n1
利用的公式 ＝ I1n1＝I2n2
U2 n2
[模型演練12] （2024 濟(jì)寧三模）除顫儀是用于突發(fā)心室纖顫等心臟疾病的急救醫(yī)療設(shè)備，某型號除
顫儀電路原理如圖所示。某次調(diào)試時，除顫儀接在 220V 交流電源上，交流電壓表示數(shù)為 20V，
電容器充電完畢，開關(guān)由“1”擲向“2”，放電電流平均值為 2.8A，放電時間約為 10﹣2s，已知
電容器電容為 2.0×10﹣5F。下列說法正確的是（　　）
A．自耦變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為 10：1
B．充電完畢后電容器兩端的電壓為 2800V
C．升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比約為 1：50
D．若去掉二極管該除顫儀依然可正常工作
[模型演練13] （2024 濟(jì)南三模）如圖所示，線圈 abcd 在勻強(qiáng)磁場中繞固定軸 OO'勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生
的正弦式交流電通過自耦變壓器給燈泡和滑動變阻器供電。已知線圈 abcd 的電阻不可忽略，自
耦變壓器可看作理想變壓器，下列說法正確的是（　　）
A．圖示時刻線圈 abcd 中感應(yīng)電流大小為零
B．將滑動變阻器的滑片 Q 向上移動，燈泡變亮
C．將自耦變壓器的滑片 P 逆時針轉(zhuǎn)動，自耦變壓器的輸入電流變大
D．將滑動變阻器的滑片 Q 向上移動，自耦變壓器的輸出功率一定減小
[模型演練14] （2024 浙江模擬）如圖，理想自耦變壓器原線圈的 a、b 兩端接有瞬時值表達(dá)式為 u＝
20 2sin（50πt）V 的交變電壓，指示燈 L 接在變壓器的一小段線圈上，調(diào)節(jié)滑動片 P1 可以改
變副線圈的匝數(shù)，調(diào)節(jié)滑動片 P2 可以改變負(fù)載電阻 R2 的阻值，則（　?。?br/>A．t＝0.04s 時電壓表 V1 的示數(shù)為零
B．只向上移動 P2，指示燈 L 將變暗
C．P1、P2 均向上移動，電壓表 V2 的示數(shù)可能不變
D．P1、P2 均向上移動，原線圈輸入功率可能不變
[模型演練15] （2024 開福區(qū)校級模擬）如圖所示，理想變壓器為自耦變壓器，原線圈接交流電源的
兩端，理想電壓表 V1 的讀數(shù)恒為 U1，副線圈接阻值為 R0 的定值電阻和滑動變阻器 R。調(diào)節(jié)自
耦變壓器以及滑動變阻器的滑片，當(dāng)理想電壓表 V2 的讀數(shù)為 U2 時，電源的輸入功率為 P，則
滑動變阻器 R 消耗的功率為（　　）
0 0
A．P(1 ― 2 ) B．P(1 ― 2 )1 2
0 0
C．P[1 ― ( 1 2)2] D．P[1 ― ( )2]1 2
[模型演練16] （2024 遼寧一模）自耦變壓器是一種初、次級間無需絕緣的特種變壓器，其輸出和輸
入共用同一組線圈。如圖甲所示的自耦變壓器，環(huán)形鐵芯上只繞有一個匝數(shù) n0＝200 的線圈，
通過滑動觸頭 P 可以改變負(fù)載端線圈的匝數(shù)。已知輸入端 a 與線圈觸點(diǎn) M 間的線圈匝數(shù)為 50
匝，定值電阻 R0＝16Ω，R1＝27Ω，滑動變阻器 R2 的總阻值足夠大，交流電壓表為理想電表，
線圈電阻不計、忽略漏磁。當(dāng)在 a、b 端輸入如圖乙所示的交變電流時，則下列說法正確的是
（　?。?br/>A．通過定值電阻 R0 的電流方向每秒改變 50 次
B．當(dāng) P 滑至 M、K 旋至 c 時，電壓表的示數(shù)為 208V
C．當(dāng) P 滑至 M、K 旋至 c 時，定值電阻 R0 消耗的功率為 169W
D．若 P 滑至 M、K 旋至 d，當(dāng)滑動變阻器 R2 消耗的功率最大時，R2 接入的阻值為 8Ω
[模型演練17] （2024 歷下區(qū)校級模擬）如圖乙所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖，圖甲為升壓變
壓器輸入電壓隨時間變化的圖像。在輸電線路起始端接入 I、Ⅱ兩個互感器，兩互感器原副線圈
的匝數(shù)比分別為 484：1 和 1：100，電壓表的示數(shù)為 100V，電流表的示數(shù)為 1A，兩電表圖中
未標(biāo)出，輸電線路總電阻 r＝10Ω。用戶端電壓為 220V，所有變壓器及互感器均視為理想變壓
器。下列說法正確的是（　　）
A．互感器 1 是電流互感器，互感器Ⅱ是電壓互感器
B．降壓變壓器的匝數(shù)比 220：1
C．輸電線上損耗的功率 1×105W
D．當(dāng)用戶使用的用電設(shè)備增多時，電壓表的示數(shù)變大
[模型演練18] （2024 浙江模擬）如圖所示為高壓輸電電路圖，發(fā)電站輸送的電壓為 u＝Umsin50πt，
變壓器為理想變壓器。將兩個相同的電壓互感器甲和乙分別接入遠(yuǎn)距離輸電線路的前后端，電
流互感器接入遠(yuǎn)距離輸電線路。電壓互感器的原、副線圈匝數(shù)比為 k：1，電流互感器的原、副
線圈匝數(shù)比為 1：k，且 k＞100。高壓輸電線路正常工作時，電壓互感器甲、乙的示數(shù)分別為
U1、U2，電流互感器的示數(shù)為 I。則（　　）
A．用戶使用的電流是頻率為 50Hz 的交流電
( 1 2)
B．該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電阻為k
C．該遠(yuǎn)距離輸電線路上損耗的功率為 k2I（U1﹣U2）

D．該遠(yuǎn)距離輸電線路上的電流為
[模型演練19] （2024 咸陽二模）如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，
發(fā)電機(jī)輸出功率恒為 20kW。在輸電線路上接入一個電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為 1：
10，電流表的示數(shù)為 1A，輸電線的總電阻用 R 線表示，大小為 10Ω。下列說法正確的是（　?。?br/>A．電流互感器是一種降壓變壓器
B．將滑動觸頭 P 下移，用戶獲得的電壓將增大
C．升壓變壓器的輸出電壓 U2＝1000V
D．用戶獲得的功率為 19kW

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