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第72 练 变压器 远距离输电
实验十五：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
分值：60 分
1~4 题每小题4 分，5 题8 分，共24 分
1.电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，
副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器( )
A.是一种降压变压器
B.能测量直流电路的电流
C.原、副线圈电流的频率不同
D.副线圈的电流小于原线圈的电流
2.(多选)(2025·山东烟台市校考)某发电厂原来用11 kV 的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到
550 kV 后再输电。若输电的电功率都是P，输电线路的电阻均为R，则下列说法中正确的是( )
A.根据公式P 损＝I2R，为减小输电功率损失，可以减小输电电流
B.根据公式P 损＝U
2
R ，为减小输电功率损失，可以降低输电电压
C.根据公式I＝U
R ，提高电压后输电线上的电流增大为原来的50 倍
D.根据公式I＝P
U ，提高电压后输电线上的电流减小为原来的1
50
3.(2024·北京卷·5)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( )
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
1
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D.原线圈的输入功率为12 W
4.(多选)(2024·山东淄博市期中)如图为理想的自耦变压器，其中P 为变压器上的滑动触头，P'为滑动变阻器
上的滑片，电流表为理想电表，若输入电压U1一定，则( )
A.P 不动，P'向下滑动时，U2一直在减小
B.P'不动，P 顺时针转动一个小角度时，U1和U2的比值增大
C.P'不动，P 顺时针转动一个小角度时，电流表读数在增大
D.P 顺时针转动一个小角度，同时P'向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变
5.(8 分)(2024·山东枣庄市期中)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，两个学习小组采用
了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，原、副线圈的电压由电压传感器获得。
(1)(2 分)观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是 ；
A.整块不锈钢铁芯
B.整块硅钢铁芯
C.绝缘的不锈钢片叠加而成
D.绝缘的硅钢片叠加而成
(2)(2 分)第一组同学将变压器正确组装好，如图乙所示。连接到图乙中的电源上，闭合电源开关，发现原
线圈两端电压传感器有示数，但无论如何调节电源的电压旋钮，副线圈两端电压传感器均无示数，经检查
导线和各连接处均无断路，则最可能的原因是 。
(3)(2 分)第二组同学正确组装变压器后，记录数据如下：
原线圈n1(匝)
100
100
400
400
2
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副线圈n2(匝)
200
800
200
800
原线圈电压U1(伏)
1.96
1.50
4.06
2.80
副线圈电压U2(伏)
3.90
11.8
2.00
5.48
通过分析实验数据可得出的实验结论是 。
(4)(2 分)第二组同学继续探究实验，把2.0 V 的学生电源cd 接到原线圈“0”“100”接线柱，副线圈接到
“200”“800”接线柱，则接在副线圈两端的传感器示数最有可能是 。
A.1.0 V
B.2.0 V
C.11.5 V
D.15.8 V
6~10 题每小题6 分，共30 分
6.(2023·天津卷·6)如图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变
压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有( )
A.T1输出电压与T2输入电压相等
B.T1输出功率大于T2输入功率
C.若用户接入的用电器增多，则R 功率降低
D.若用户接入的用电器增多，则T2输出功率降低
7.(2024·浙江6 月选考·7)理想变压器的原线圈通过a 或b 与频率为f、电压为u 的交流电源连接，副线圈接
有三个支路，如图所示。当S 接a 时，三个灯泡均发光，若( )
A.电容C 增大，L1灯泡变亮
B.频率f 增大，L2灯泡变亮
C.RG上光照增强，L3灯泡变暗
D.S 接到b 时，三个灯泡均变暗
8.(2025·山东烟台市质检)由匝数为n1的原线圈和两个匝数分别为n2和n3的副线圈组成的理想变压器，如图
所示。已知图中定值电阻R1＝3 Ω，R2＝4 Ω，电流表为理想交流电表。当原线圈接入电压恒定的正弦交变
电流，开关S1、S2均闭合时电流表示数为仅闭合S1时的4 倍，则n2∶n3为( )
3
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A.1∶2
B.2∶1
C.1∶3
D.3∶1
9.(多选)(2022·湖北卷·9)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220 V、匝数为1 100 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( )
A.接收线圈的输出电压约为8 V
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
10.(2024·山东枣庄市模拟改编)如图，一理想变压器ab 端接电压恒定的交流电源，原、副线圈匝数分别为
n1、n2，已知R1＝R2＝R3＝R。当开关S 断开时，变压器输出功率为P1；当开关S 闭合时，变压器输出功率
为P2，且P1∶P2＝18∶25，则原、副线圈匝数比为( )
A.n1∶n2＝2∶1
B.n1∶n2＝1∶2
C.n1∶n2＝3∶2
D.n1∶n2＝2∶3
(6 分)
11.(2023·山东卷·7)某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率500 kW。降压
变压器的匝数比n3∶n4＝50∶1，输电线总电阻R＝62.5 Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4＝220 V，
功率88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
4
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A.发电机的输出电流为368 A
B.输电线上损失的功率为4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kW
D.升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶44
5
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答案精析
1.D 2.AD 3.B 4.BD
5.(1)D (2)连接的是电源ab 间的直流电 (3)原、副线圈两端电压U 与匝数n 成正比 (4)C
6.B [由于输电过程中电阻R 要产生热量，会损耗功率，故T1输出功率大于T2输入功率，T1输出电压大于
T2输入电压，故A 错误，B 正确；由于输入电压不变，所以变压器T1的输出电压不变，随着用户接入的用
电器增多，导致用户端的等效电阻变小，则用户端电流变大，输电电路电流也相应变大，根据P 损＝I2R 可
知R 功率增大，故C 错误；用户接入的用电器增多，用电器消耗功率增大，即T2输出功率增大，故D 错
误。]
7.A [电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则L1灯泡变亮，故A 正确；频率f 增大，则电感的阻碍作用
增大，则L2灯泡变暗，故B 错误；光照增强，光敏电阻阻值减小，由于各支路两端电压不变，则通过L3
灯泡的电流增大，变亮，故C 错误；S 接到b 时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个灯泡均变亮，
故D 错误。]
8.A [根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系
U 1
U 2
＝n1
n2
，
U 1
U 3
＝n1
n3
，开关S1、S2均闭合时，变压器
输出功率为P1＝U 2
2
R1
＋U 3
2
R2
，仅闭合S1时，变压器输出功率为P2＝U 2
2
R1
，又P1＝U1I1，P2＝U1I2，I1＝4I2，
联立解得n2∶n3＝1∶2，故选A。]
9.AC [根据
n1
n2
＝80 %U 1
U 2
，可得接收线圈的输出电压约为U2＝8 V，故A 正确；由于漏磁，接收线圈与发
射线圈功率不相等，接收线圈与发射线圈中的电流比I2∶I1≠n1∶n2＝22∶1，故B 错误；变压器是不改变
其交变电流的频率的，故C 正确；由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相等，所以
穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的磁通量变化率不相同，故D 错误。]
10.A [设ab 端输出电压为U0，将变压器和副线圈负载电阻看成一个等效电阻，当开关S 断开时，等效电
阻为R 等＝(n1
n2
)2R3＝(n1
n2
)2R，此时通过R1的电流为I1＝
U 0
R1＋R等
，变压器的输出功率为P1＝I 1
2R 等；当S 闭
合时，等效电阻为R 等'＝(
n1
n2
)2·
R2 R3
R3＋R2
＝(
n1
n2
)2·R
2 ，此时通过R1的电流为I1'＝
U 0
R1＋R等
' ，此时变压器的输
出功率P2＝I1'2R 等'，由题意可知P1
P2
＝18
25，联立可得原、副线圈匝数之比为n1
n2
＝2
1，故选A。]
6
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11.C [由题知，发电机的输出电压U1＝250 V，输出功率500 kW，则有I1＝
P1
U 1
＝2×103 A，A 错误；由题
知，用户端电压U4＝220 V，功率P4＝88 kW，则有U 3
U 4
＝I 4
I 3
＝n3
n4
，P4＝U4I4，解得I4＝400 A，I3＝8 A，
U3＝11 000 V，则输电线上损失的功率为ΔP＝I 3
2R＝4 kW，且U2＝U3＋I3R＝11 500 V，再根据
U 1
U 2
＝n1
n2
，
解得n1
n2
＝1
46，B、D 错误；根据P1＝U2I3＋P5，代入数据得P5＝408 kW，C 正确。]
7
