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高考重点考点解读与针对性训练
第十三章 交变电流和电磁波
考点116 变压器
【考点解读】
1.构造与原理
构造：如图，变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.
原理：利用电磁感应的互感现象。原线圈中变化的电流在铁芯中激发变化的磁场，变化的
磁场在副线圈中产生感应电动势 .
2.基本关系式
功率
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P 入＝P 出.
电压
原、副线圈的电压比等于匝数比 ，即
U 1
U 2
＝
n1
n2
，与副线圈个数的多少无关
电流
（1）只有一个副线圈时，I 1
I 2
＝n2
n1
；
（2）有多个副线圈时，由P 入＝P 出（P1＝P2＋P3＋…＋Pn）
得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率
原、副线圈中电流的频率相等f1＝f2（变压器不改变交变电流的频率）。 .
电动势
由于互感现象，根据法拉第电磁感应定律，有E1＝n1 ΔΦ
Δt ，E2＝n2 ΔΦ
Δt ，所以
E1
E2
＝
n1
n2
3.理想变压器的制约关系
电压
副线圈输出电压U2 由原线圈电压U1 和匝数比决定，即U2＝n2
n1
U1（“原制约
副”）
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功率
副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率
P2决定，即P1＝P2（“副制约原”）
电流
原线圈中的电流I1由副线圈中的电流I2和匝数比决定，即I1＝n2
n1
I2（“副制约
原”）
4. 关于理想变压器的四点说明
（1）变压器不能改变直流电压。
（2）变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。
（3）理想变压器本身不消耗能量。
（4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
【方法归纳】
1. 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。
2. 等效电阻法分析变压器问题
如图a 所示，设理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原、副线圈电压分别为
U1、U2，副线圈负载电阻为R，我们可以将变压器与负载看为一个整体，等效为一个新的
电阻R'，即为a、b 间的等效电阻，等效电路图如图b 所示。
设变压器等效负载电阻为R'，在图a 中由变压器的变压规律U 1
U 2
＝n1
n2
，
解得U2＝n2
n1
U1
所以负载电阻R 消耗的功率为P＝U 2
2
R
＝n2
2U 1
2
n1
2 R
在图b 中等效电阻消耗的功率为P'＝U 1
2
R'
由P＝P'，解得a、b 间的等效电阻为R'＝n1
2
n2
2R
通过以上的分析可知：在只有一个副线圈的理想变压器电路中，原线圈的匝数为n1，副线
2
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圈的匝数为n2，副线圈负载电阻为R，则变压器的原、副线圈和负载电阻可以等效为一个
电阻R'＝n1
2
n2
2R，这个方法叫理想变压器等效电阻法。
3．变压器原线圈所在电路中含有负载问题的分析
(1)将原线圈看作用电器，在原线圈电路中可应用串、并联电路规律、闭合电路的欧姆定律
等。
(2)要求解原线圈电路中负载的电流、电压和功率，一般需先求副线圈中的电流，然后根据
理想变压器原、副线圈中的电流关系求得原线圈电路中的电流，进而求解通过负载的电流
原、副线圈的电流关系往往是解决问题的突破口。
【高考真题】
【典例1】（2025 高考福建卷）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2.5s
B．电压表示数为12V
C．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4：1
【典例2】（2025 高考广西卷）有一变压器的原线圈接入有效值为
的正弦交流电，副
线圈输出电压的最大值
，则原副线圈的匝数比为（ ）
A．
B．
C．
D．
【典例3】．（2025 年高考湖南卷）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c
为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L 和三个电阻的阻值均恒为
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R，交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S 与不同触点相连，下列说法正确的是
（ ）
A．S 与a 相连，灯泡的电功率最大
B．S 与a 相连，灯泡两端的电压为
C．S 与b 相连，流过灯泡的电流为
D．S 与c 相连，灯泡的电功率为
【典例4】．（2025 高考江苏卷）用图示可拆变压器进行探究实验，当变压器左侧的输入
电压为
时，若右侧接线柱选取“0”和“4”，右侧获得
输出电压．则左侧接线柱选取
的是（ ）
A．“0”和“2”
B．“2”和“8”
C．“2”和“14”
D．“8”和“14”
【典例5】（2024·北京高考5 题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，
输入电压u 随时间t 变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6 V 3 W”的灯泡。若灯
泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
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A.原线圈两端电压的有效值为24√2 V
B.副线圈中电流的有效值为0.5 A
C.原、副线圈匝数之比为1∶4
D.原线圈的输入功率为12 W
【典例6】（2024·浙江1 月选考5 题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换
器输出u＝5sin100πt V 的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大
于10 kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（ ）
A.n2
n1
＜
7
20 000
B.n1
n2
＜
1
2 000
C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V
D.副线圈输出交流电压的频率是100 Hz
【典例7】.（2024·海南高考9 题）如图，电动汽车充电站的理想变压器输入电压为10
kV，输出电压为220 V，每台充电桩输入电流为16 A，设原、副线圈匝数分别为n1、n2，输
入正弦交流电的频率为50 Hz，则下列说法正确的是（ ）
A.交流电的周期为0.02 s
B.原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶500
C.输出的最大电压为220 V
D.若10 台充电桩同时使用，输入功率为35.2 kW
【典例8】.[2023 海南]如图是工厂利用u＝220√2sin100πtV 的交流电给36V 照明灯供电的
电路，理想变压器原线圈匝数为1100，下列说法正确的是（ ）
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A.电源电压有效值为220√2V
B.交变电流的周期为0.02s
C.副线圈匝数为180
D.副线圈匝数为240
【典例9】.[2023 广东]用一台理想变压器对电动汽车充电.该变压器原、副线圈的匝数比为
1∶2，输出功率为8.8kW，原线圈的输入电压u＝220√2sin（100πt）V.关于副线圈输出电
流的有效值和频率正确的是（ ）
A.20A，50Hz
B.20√2A，50Hz
C.20A，100Hz
D.20√2A，100Hz
【针对性训练】
1. （2025·山东潍坊月考）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1
＝R2＝55 Ω，D1、D2为理想二极管，A 为理想电流表。原线圈接u＝220√2sin 100πt（V）的
交流电，则（ ）
A.副线圈中交流电频率为100 Hz
B.电流表示数为2 A
C.理想变压器输入功率为440 W
D.二极管的反向耐压值应大于110 V
2.. 理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，原线圈两端接通交流电源，副线圈两
端接上电阻，则（ ）
A.原、副线圈中电流频率之比f1∶f2＝10∶1
B.原、副线圈两端电压之比为U1∶U2＝10∶1
C.原、副线圈内交变电流之比I1∶I2＝1∶10
D.变压器输入和输出功率之比P1∶P2＝10∶1
3.（2025·福建三明模拟）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数
比为1∶2，输出功率为8.8 kW，原线圈的输入电压u＝220√2sin 100πt（V）。关于副线圈
输出电流的有效值和频率正确的是（ ）
A.20 A，50 Hz
B.20√2 A，50 Hz
C.20 A，100 Hz
D.20√2 A，100 Hz
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4.（2025·广东揭阳模拟）自制一个原、副线圈匝数分别为600 匝和190 匝的变压器，原线
圈接12 V 的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8 V 的小灯泡。实际测得小灯泡两端电
压为2.5 V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ）
A.仅增加原线圈匝数
B.仅增加副线圈匝数
C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍
D.将两个3.8 V 小灯泡并联起来接入副线圈
5.（2025·山东济宁期末）除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型号
除颤仪电路原理如图所示。某次调试时，除颤仪接在220 V 交流电源上，交流电压表示数
为20 V，电容器充电完毕，开关由“1”掷向“2”，放电电流平均值为2.8 A，放电时间约
为10－2 s，已知电容器电容为2.0×10－5 F。下列说法正确的是（ ）
A.自耦变压器的原副线圈匝数之比为10∶1
B.充电完毕后电容器两端的电压为2 800 V
C.升压变压器原副线圈的匝数比约为1∶50
D.若去掉二极管该除颤仪依然可正常工作
6.[2023 江西高三模拟]如图所示，理想变压器的原线圈接在有效值为100V 的正弦交流电源
上，原、副线圈匝数比为2∶1，定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为10Ω、20Ω、20Ω，电
流表为理想交流电流表.下列说法正确的是（ ）
A.R1的电功率为40W
B.电流表示数为1A
C.副线圈两端电压为20V
D.副线圈的输出功率为80W
7.[2024 广东惠州第一次调研]如图所示是一种理想变压器的铭牌，根据上面标示的信息，
以下判断正确的是（ ）
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A.这是一个升压变压器
B.原线圈的匝数与副线圈的匝数之比为55∶3
C.当原线圈输入交流电压220V 时，副线圈输出直流电压12V
D.当原线圈输入交流电压220V 时，只要副线圈构成回路，则其电流一定为3.0A
10.[2024 浙江高三联考]如图，某同学用自制的简易无线充电装置给手机充电，装置由一个
电磁炉（发射线圈）、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成，发射线圈、接
收线圈匝数比为n1∶n2，若电磁炉两端所加电压为u＝220√2sin314t（V），车载充电器的
输入限制电压为4.4V，不考虑充电过程中的各种能量损失.则下列说法正确的是（ ）
A.接收线圈两端电压的有效值约为6.2V
B.通过车载充电器的电流为交流电
C.发射线圈、接收线圈匝数比为n1∶n2＝50∶1
D.接收线圈1s 内电流方向变化50 次
11.[2024 湖北武汉部分学校调研]点火线圈能产生20000V 的高压，使汽车启动.某型号点火
线圈部分结构如图所示，其初级线圈匝数为100 匝，次级线圈匝数为20000 匝.已知汽车电
瓶是电动势为12V 的蓄电池.下列说法正确的是（ ）
A.点火线圈的次级线圈应和蓄电池相连
B.仅增加初级线圈的匝数，也一定能成功点火
C.汽车蓄电池是直流电源，需要将直流电先转化为交流电才能使点火线圈正常工作
D.初级线圈断电瞬间，其两端电压约为100V
答案 D
解析由于蓄电池的电压为低电压，则结合变压器的变压规律可知蓄电池应和匝数较少的初
级线圈相连，A 错误；若仅增加初级线圈的匝数，则通过变压器产生的高压将减小，则不
一定能点火成功，B 错误；点火线圈利用的是在开关通、断电的瞬间通过线圈的磁通量发
生变化从而在次级线圈两端产生高电压，所以不需要将汽车蓄电池产生的直流电转化为交
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流电，C 错误；由题意可知初级线圈通、断电的瞬间，点火线圈能产生20000V 的高压，则
由变压器的变压规律可知此时初级线圈两端的电压约为100V，D 正确.
12. 黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞
近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”.如图所示是高压电网的工作电路，
高压电网是利用变压器将有效值为220V 的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离
为0.5cm，已知空气在常温常压下的击穿场强为6220V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，
变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？
解析电网两极间的电场可看作匀强电场且Um＝Emd，由题意知空气被击穿时Em
＝6 220 V/cm，已知理想变压器电压关系为U 1m
U m
＝n1
n2
，峰值与有效值关系为U1m＝
√2U1，由以上各式得n1
n2
＝1
10，所以变压器次、初级线圈匝数比不得超过10∶1.
13 (2022·湖南省娄底高三期末)理想变压器原、副线圈所接的电路如图甲所示，原、副线圈
的匝数比为n1∶n2＝5∶1，其中定值电阻R1＝R2＝R3＝110 Ω，两电表为理想交流电表，原
线圈两端接有如图乙所示的交流电。当t＝ s 时，原线圈的瞬时电压为u＝110 V。断开
S1、S2，电源消耗的电功率为P1；闭合S1、S2，电源消耗的电功率为P2。则下列说法正确
的是( )
A．闭合S1、断开S2，电压表的示数为44 V
B．闭合S1、S2，电流表的示数为4.0 A
C．断开S1、S2，电流表的示数为0.04 A
D．P1∶P2＝1∶4
14 (2023·河北衡水模拟)如图所示，含理想变压器的电路中，a、b 两端接在输出电压u＝
40sin (100πt) V 的交流电源上，R0的阻值是R 的4 倍。已知当S 断开时，R 消耗的电功率和
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R0消耗的电功率相等，下列说法正确的是( )
A．副线圈输出电压的频率为100 Hz
B．R0两端的电压为10 V
C．原、副线圈的匝数之比为2∶1
D．若开关S 闭合，电阻R 消耗的电功率变为原来的2 倍
15 (2023·安徽滁州统考)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1＝
R2＝55 Ω，D1、D2为理想二极管，A 为理想电流表。原线圈接u＝220sin (100πt)V 的交流电，
则( )
A．副线圈中交流电频率为100 Hz
B．电流表示数为2 A
C．理想变压器输入功率为440 W
D．二极管的反向耐压值应大于110 V
16．如图甲所示，用电器额定电压为40 V，通过一理想变压器接在如图乙所示的正弦式交
变电源上。闭合开关S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表均为理想电表，交
流电流表的示数为2.2 A。以下判断正确的是( )
A．交流电压表的示数为220 V
B．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶2
C．通过原线圈的电流的最大值为2.2 A
D．开关S 断开后，交流电压表示数为0
17．(多选)(2023·广东省茂名一模)无线充电技术已经逐渐应用于智能手机上，手机无线充
电器的原理类似于理想变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈，
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简化模型如图所示，已知发射、接收线圈匝数比n1∶n2＝5∶1，E、F 端输入电流i＝sin
(100πt) A，下列说法正确的是( )
A．发射线圈的输入功率等于接收线圈的输出功率
B．E、F 端输入的交变电流方向每秒变化50 次
C．接收线圈两端输出电流的有效值为1 A
D．接收线圈两端输出电流的有效值为 A
18．(多选)理想变压器原线圈a 的匝数为800 匝，副线圈b 的匝数为200 匝，原线圈接在u
＝220sin (314t) V 的交流电源上，副线圈中“12 V 6 W”的灯泡L 恰好正常发光，电阻R2
＝16 Ω，电压表V 为理想电表。则下列推断正确的是( )
A．穿过铁芯的磁通量的变化率最大为0.1 Wb·s－1
B．电压表V 的示数为20 V
C．R2消耗的功率为8 W
D．电阻R1的阻值为100 Ω
19．(多选)(2024·安徽滁州模拟)如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器
的原线圈n1上，副线圈n2通过理想二极管接有电容C＝2×10－4 F 的电容器和阻值R＝20 Ω
的电阻，理想变压器匝数比n1∶n2＝1∶2。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度B＝
0.2 T，发电机线圈匝数N＝10，内阻不计且线圈面积是0.2 m2，发电机转动的角速度大小
为25 rad/s，电压表是理想电表，下列说法正确的是( )
A．电压表示数为10 V
B．电阻R 的电功率为10 W
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C．电容器上的电荷量为2×10－3 C
D．电容器上的电荷量为4×10－3 C
。
20．如图所示的理想变压器的原、副线圈中接有定值电阻R1、R2、R3，其中R1＝400 Ω、R2
＝5 Ω、R3＝10 Ω，已知电源电压有效值为U＝220 V，通过R2的电流随时间变化的关系为i
＝2sin (100πt) A，电表均为理想电表，则下列说法可能正确的是( )
A．原线圈交流电的频率为100 Hz
B．原、副线圈的匝数比n1∶n2＝15∶1
C．R1、R2、R3消耗的电功率之比为18∶10∶5
D．电压表和电流表的读数分别为120 V 和2 A
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