文档文本内容
第46 讲 变压器与远距离输电、实验：探究变压器原、
副线圈电压与匝数的关系
目录
.....1
.....5
考点一 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系........................................................................................5
考点二 理想变压器基本关系的应用.................................................................................................................................8
考向1：变压器结构原理与基本关系.......................................................................................................................9
考向2：原线圈含负载的变压器分析....................................................................................................................10
考向3：多组副线圈的变压器..................................................................................................................................10
考点三 理想变压器的动态分析........................................................................................................................................13
考向1：匝数比不变的动态分析.............................................................................................................................14
考向2：副线圈负载不变的动态分析....................................................................................................................14
考向3：原线圈含负载的变压器的动态分析.......................................................................................................15
考点四 远距离输电.............................................................................................................................................................. 17
. .21
基础巩固练.............................................................................................................................................................................. 21
综合提升练.............................................................................................................................................................................. 28
核心考点
1.变压器：
构造：由闭合铁芯和原、副线圈组成。
工作原理：电磁感应（互感现象）。原线圈通入交变电流，在铁芯中产生交变磁通量，从
而在副线圈中产生感应电动势。
理想变压器：
基本规律（均为三个重要关系式）：
①电压关系：U₁/U₂=n₁/n₂（原副线圈电压比等于匝数比）。
②电流关系：I₁/I₂=n₂/n₁（只有一个副线圈时，原副线圈电流比与匝数比成反比）。
③功率关系：P₁=P₂（输入功率等于输出功率，理想变压器无损耗）。
变压器中的动态分析：
匝数比不变，负载变化：U₂ 由U₁ 和n₁/n₂ 决定（定性）；I₂ 随负载R 变化；I₁ 随I₂ 变化；
P₁ 随P₂ 变化。
负载不变，匝数比变化：改变n₁ 或n₂ 会影响U₂、I₂、P₁、P₂。
几种常见的变压器：
自耦变压器：只有一个线圈，部分抽头接交变电源。原理：相当于一个可调压的理想变压
器。解题关键：分清哪部分是原线圈，哪部分是副线圈（看清匝数比）。
互感器：用于测量高电压和大电流。
2.远距离输电：
基本电路结构：发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用户。
核心问题：降低输电损耗。
降低损耗的方法：
减小电阻：使用电阻率小的材料（如铜、铝）；增大导线横截面积（但有限制）。
减小电流：在输出功率一定时，通过提高输电电压P=UI，显著减小输电电流I。这是远距
离输电的主要方法。
关键物理量：
输电电流：I=P/U（P 为输送功率，U 为输电电压）。
损失功率：ΔP=I²R（R 为输电线路总电阻）。
损失电压：ΔU=IR（R 为输电线路总电阻）。
用户得到的功率：P 用=P 输-ΔP。
常见题型：
直接计算损失功率、输送电压、用户电压或升/降压变压器的匝数比。
分析“输电电压提高n 倍，则线损降低到原来的1/n²”。
考情透析
1.题型与难度：高考的必考内容，主要出现在选择题中。难度基础→中档，是相对容易得
分的板块。偶尔也出现在实验题或计算题的一个小问中。
2.命题规律：
高频考查：
理想变压器的基本规律应用（电压比、电流比计算）。
变压器的动态分析（当负载电阻或原副线圈匝数变化时，各物理量的变化）。
远距离输电中电压、功率、电流关系的计算。
自耦变压器、互感器的原理与应用。
常规考法：
给出一变压器电路，已知部分电压、电流或匝数，利用关系式求未知量。
直接计算远距离输电的损失功率，或比较不同输电电压下的损耗。
创新考法：
与交变电流图像结合：给出原线圈U-t 图像，利用变压器关系推导副线圈的U-t 图像或有效
值。
与实际生活结合：如“手机充电器”、“电网输电阻塞”、“新能源汽车无线充电”等背
景下的变压器、输电问题。
3.考查方向：侧重区分电压比、电流比及功率关系的适用条件、动态分析中的“谁决定
谁”（负载决定输入电流和输入功率，匝数比决定电压）、远距离输电中“提高电压减小损
耗”这一核心思想的理解与计算、区分用户端功率与输电线损耗功率。
素养对接
1.模型建构与理想化：理解理想变压器是一种忽略能量损耗（无铜损、铁损、磁漏）的理
想模型。这种模型建立是以电磁感应为基础，忽略次要因素（如内阻、涡流等），便于抓主要
规律。培养抓住物理本质、简化复杂系统的建模能力。
2.系统分析与动态思维：
变压器动态分析：明确“谁决定谁”的逻辑关系链。例：负载变化→副线圈输出电流变化
→能量（功率）变化→输入电流和功率跟着变化。培养因果链传导的推理素养。
远距离输电：将“发电→升压→输电→降压→用户”视为一个大系统，理解“一个量的变
化如何沿系统链条传递并影响其他量”（如用户功率增大，如何影响输电线损耗、升压变压器
输入功率等）。
3.守恒思想：
能量守恒：理想变压器P₁=P₂；远距离输电：P 输=P 用+ΔP 是能量守恒的具体体现。
抽象的等效理解：将远距离输电中的“升压变压器+输电线+降压变压器”整体看作一个黑
盒子，输入电压与功率决定最终用户端的电压、功率。
学习目标
1.知识目标：
能说出理想变压器的构造和工作原理（互感）。
能默写理想变压器的三个核心公式（U₁/U₂=n₁/n₂，I₁/I₂=n₂/n₁，P₁=P₂）。
能说出自耦变压器和互感器的原理及识别方法。
能说出远距离输电中“为什么要高压输电”（ΔP=I²R，提高U 降低I）。
能写出输电损失电压ΔU 和损失功率ΔP 的计算公式。
2.能力目标：
计算转换能力：能正确代入变压器公式（特别是多个线圈时用功率守恒求电流）。
动态分析能力：能分析当负载电阻改变（如用电器增多）或匝数比改变时，U₂、I₂、P₁、
I₁ 如何定性变化。
系统建模能力：能将“远距离输电”过程分段（发电端→升压→线损→降压→用户），明
确各段电压、电流、功率的关系。
实验能力：能理解“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验的原理、步骤及误差
分析。
备考建议
1.死磕“理想变压器”的三个基本关系式，尤其注意适用条件：
电压关系（必记）：U₁/U₂=n₁/n₂→对于所有副线圈都成立。
电流关系（易错）：I₁/I₂=n₂/n₁ 只适用于单副线圈的理想变压器。若有多副线圈，必须使
用功率守恒I₁U₁=I₂U₂+I₃U₃ 求解。
功率关系（能量根基）：P₁=P₂（单副线圈）或P₁=P₂+P₃（多副线圈）。
2.必须掌握“变压器动态分析”的“谁决定谁”逻辑：
决定性链条：
电压：U₁（发电机/电源）决定U₂（通过匝数比）。输入电压决定输出电压。
电流：I₂（由负载R 决定：I₂=U₂/R）决定I₁（通过匝数比反比关系）。输出电流决定输入
电流。
功率：P₂（由负载R 和U₂ 决定：P₂=U₂ ²/R）决定P₁（P₁=P₂）。输出功率决定输入功率。
记忆口诀：“电压看输入，电流看输出，功率由输出决定输入”。
3.重点搞清“远距离输电”的三大关系与一个核心思想：
三大关系：
电压关系：U 输=ΔU+U 用（ΔU=I 输·R 线）。
功率关系：P 输=ΔP+P 用（ΔP=I 输²·R 线）。
电流关系：I 输=P 输/U 输（升压后的输电电流）。
核心思想：通过提高输电电压U 输→减小输电电流I 输→减小输电线上损失功率ΔP。“电压
提高n 倍，线路损耗降为1/n²”。
4.关注自耦变压器、互感器的图像与生活应用：
自耦变压器：看清示意图是“升压”还是“降压”；通常以滑动触头形式出现，改变匝数
比实现可调压功能。
电压/电流互感器。
5.强化易错点专项训练：
易错点一：乱用电流反比公式。记牢：只适用于单个副线圈。出现双副线圈或多抽头时，
必须用功率相等I₁U₁=I₂U₂+I₃U₃ 来算I₁。
易错点二：混淆“用户端电压/功率”与“输电线上的电压/功率损耗”。在远距离输电计
算题中，功率守恒和电压关系分段用是核心。
易错点三：认为变压器的输入电压U₁ 由副线圈决定。U₁ 是电源（如电网或发电机）决定
的，变压器只能改变已有电压，不能决定输入电压的大小。
易错点四：漏计算线圈内阻。理想变压器没有内阻，但实际变压器有。题目若说“忽略线
圈电阻”、“线圈电阻不计”才是理想处理。题目若给出线圈电阻，需将变压器视为“有内阻
的电源”（这对高中常考的理想模型不适用，但要有警惕意识）。
易错点五：远距离输电中，升/降压变压器的匝数比算错。升压变压器：U₁<U₂，所以
n₁<n₂；降压变压器则相反。注意读题分清是“升压”还是“降压”，防止算反。
考点一 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【必备知识回顾】
1．实验原理
(1)实验电路图(如图所示)：
(2)实验方法：控制变量法
①n1、U1一定，研究n2和U2的关系。
②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。
2．实验器材
学生电源(低压交流电源，小于12V)1 个、可拆变压器1 个、多用电表1 个、开关1 个、导线若干。
3．实验过程
(1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。
①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则
应选择交流电压挡的最大量程进行试测。
②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。
(2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响。重复
(1)中步骤。
4．数据处理
由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系。
5．注意事项
(1)在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。
(2)为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。
(3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选
用适当的挡位进行测量。
【重难模型精讲】
【典例1】(2026·天津市·期中考试)某同学在研究变压器电压与线圈匝数的定量关系实验中，按照如图
所示的电路图连接电路并进行实验，已知左边是原线圈，右边是副线圈。
(1)当原线圈接入10V 交流电源时，先用电压表V 2的 (“大量程”或“小量程”)试测，然后选择
合适的量程继续测量。
(2)该同学在研究过程中，第一次铁芯上方有横挡铁芯，第二次无横挡铁芯，其他条件均相同，电压
表V 2第一次的读数 (“大于”、“等于”或“小于”)第二次读数。
(3)另一同学在做实验时，发现电压表V 2没有示数，可能的原因是
A.原线圈接入直流电
B.电压表V 2断路
C.原线圈匝数过少
【答案】大量程
大于
AB
【解析】(1)当原线圈接入10V 交流电源时，先用电压表V 2的大量程试测，然后选择合适的量程继续
测量，理由是用小量程挡测量可能损坏交流电压表。
(2)第一次铁芯上方有横挡铁芯，则变压器磁损较少，电压表V 2所测电压较大。
(3)发现电压表V 2没有示数，则可能为原线圈接入直流电或者电压表V 2断路，若原线圈匝数过少，则
V 2示数较大。
故选AB。
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·河北省石家庄市·期中考试)“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可
拆变压器如图所示。
(1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 ；
A.整块硅钢铁芯
B.绝缘的铜片叠成
C.绝缘的硅钢片层层叠成
(2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 (填“多”或“少”)；
(3)某学生进行实验时，为了保证人身安全，低压交流电源的电压最好不要超过 ；
A.2V
B.12V
C.220V
(4)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和
“4”两个接线柱之间的电压为3.0V ，则原线圈的输入电压可能为 ；
A.1.5V
B.7.0V
C.10.0V
(5)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是 。
A.原、副线圈通过电流时发热
B.铁芯在交变磁场作用下发热
C.原线圈输入电压发生变化
【答案】C
少
B
BC
AB
【解析】(1)变压器的铁芯是由绝缘的硅钢片层层叠成，故C 正确，AB 错误。
故选：C；
(2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据
I 1
I 2
= n2
n1
可知匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗
的线圈匝数少；
(3)为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过12V ，故B 正确，AC 错误。
故选：B；
(4)若是理想变压器，则原、副线圈电压比等于匝数比，有
U 1
U 2
= n1
n2
，若变压器的原线圈接“0”和“
8”两个接线柱，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V ，则原线圈的电压为
U 1= 8
4 ×3V =6V ，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈的输入电压应大于6V ，可能为
7.0V 或10.0V ，故A 错误，BC 正确。
故选：BC；
(5) AB.原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，
从而导致电压比与匝数比有差别，故AB 正确；
C.原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故C 错误。
故选：AB。
故答案为：(1)C；(2)少；(3)B；(4)BC；(5) AB
(1)根据图片和所学知识判断出铁芯的材料；
(2)根据变压器的变流原理分析线圈的粗细，电流大，则导线越粗，减少电热；
(3)为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过12V ；
(4)由
I 1
I 2
= n2
n1
结合实际变压器的损耗分析判断；
(5)原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热导致实验误差，原线圈输入电压发生变
化，不会影响电压比和匝数比。
本题考查“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验内容，一是实验的方法，二是实验原理，
三是能量耗损。
考点二 理想变压器基本关系的应用
【必备知识回顾】
1．理想变压器
(1)构造
如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
①原线圈：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。
(3)理想变压器原、副线圈基本量的关系
①功率关系：P 入＝P 出，多组副线圈：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn
②电压关系：＝，多组副线圈
U 1
n1
＝
U 2
n2
＝
U 3
n3
＝…＝
U n
nn
，若n1>n2，为降压变压器；若n1<n2，为升压
变压器。
③电流关系：只有一个副线圈时，＝；有多个副线圈时，n1I1＝n2I2＋n3I3＋…＋nnIn。
④频率关系：f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)。
2．互感器
互感器
电压互感器
电流互感器
原理图
原线圈的连接
并联在交流电路中
串联在交流电路中
副线圈的连接
连接电压表
连接电流表
互感器的作用
将高电压变为低电压
将大电流变成小电流
利用的公式
＝
I1n1＝I2n2
【重难模型精讲】
考向1：变压器结构原理与基本关系
【典例2】(2026·同步练习)汽油发动机的火花塞工作时需要一万伏左右的高压才能产生火花。一同学
用12V 直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路，以下原理图可行的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】[要使该点火电路能输出电压，与电源连接部分线圈中必须要有磁通量的变化，
又因为电源为直流电源，则开关应接在原线圈侧，故C、D 错误;
变压器原、副线圈中磁通量变化率相同，副线圈的匝数越多，其输出的电压越大，越可能产生电火花，
故A 正确，B 错误。]
考向2：原线圈含负载的变压器分析
【典例3】(2026·同步练习)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为n1:n2= 4:1，所接电阻
R1=16 Ω，R2=1Ω，变压器原线圈连接处连接正弦交流电u=32❑√2sin(100 πt )V ，电路稳定后，则()
A.通过R1电流的有效值为2 A
B.R1消耗的功率为32W
C.R2消耗的功率为16W
D.R1、R2两端电压之比为1:4
【答案】C
【解析】[设通过R1电流的有效值为I 1，
则变压器原线圈两端电压U 1= 32❑√2
❑√2 V - I 1 R1，副线圈两端电压U 2= n2U 1
n1
，副线圈中的电流有效值
I 2= U 2
R2
，
又
I 1
I 2
= n2
n1
，联立并代入数据解得I 1=1 A，I 2= 4 A，故A 错误;
R1消耗的功率P1= I 1
2 R1=16W ，故B 错误;
R2消耗的功率P2= I 2
2 R2=16W ，故C 正确;
R1、R2两端电压之比为
U R1
U R2
= I 1 R1
I 2 R2
= 4
1 ，故D 错误。
考向3：多组副线圈的变压器
【典例4】(2026·河南省·模拟题)如图所示为理想变压器，已知n1=100匝，n2=50匝。电阻R1=8Ω，
R2=10Ω，R3= 40Ω，理想交流电源的输入电压u=240 ❑√2⋅sin100 πt(V )。开关S1闭合S2断开时R2的
电功率和开关S2闭合S1断开时R3的电功率相等。则线圈n3的匝数可能为
A.500
B.250
C.200
D.50
【答案】A
【解析】把定值电阻R1和理想交流电源可等效为一个内阻为R1的电源。R2和R3可分别与变压器等效
为定值电阻。有两种情况下R2和R3消耗的功率相等。一种是R2和R3等效电阻相等，有
n1
2
n2
2 R2= n1
2
n3
2 R3可求
得n3=100匝
第二种情况是R2和R3等效电阻的乘积等于等效内阻R1的平方，有
n1
2
n2
2 R2× n1
2
n3
2 R3= R1
2可求得n3=500匝
故选A。
【变式训练与拓展】
【变式2】(2025·陕西省·模拟题)如图所示，理想变压器原副线圈接入定值电阻和电阻箱，定值电阻
R1= 4 Ω，R2=5Ω，电阻箱R0的调节范围足够大，电流表为理想交流电表，所接交流电源电压为
u= 44 ❑√2sin(100 πt )V 。当电阻箱的阻值调节为67 Ω时，电流表的示数为2 A，则原、副线圈的匝数比为
()
A.1:4
B.4:1
C.1:2
D.2:1
【答案】C
【解析】设原线圈的输入电压为U 1，副线圈的输出电压为U 2，原副线圈的电流分别为I 1、I 2，由变压
器的工作原理得
n1
n2
= I 2
I 1
，
n1
n2
= U 1
U 2
，对于原线圈所在回路由U = I 1 R1+U 1，副线圈所在回路有
U 2= I 2( R2+ R0)，解得I 2=1 A，n1:n2=1:2，C 正确。
【变式3】（多选）(2026·同步练习)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，且k >1，电源输
出电压U 0保持恒定，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电流表、电压表均为理想电表。开始时，滑动变阻
器的触头位于某一位置，电流表、电压表的示数分别用I 1和U 1表示;现将变阻器的触头向b端移动后，电流
表、电压表的示数分别用I 2和U 2表示，电流表、电压表示数变化分别用ΔI和ΔU表示。下列表达式正确的
是()
A.U 1
I 1
= U 2
I 2
B.U 1
I 1
< U 2
I 2
C.| ΔU
ΔI |=k
2 R1
D.| ΔU
ΔI |= R1
k
2
【答案】BD
【解析】[根据欧姆定律有U = I ( R+ R2)，则U
I = R+ R2，将变阻器的触头向b端移动后，R增大，则
U 1
I 1
< U 2
I 2
，A 错误，B 正确;
设变压器原线圈中的电流为I '，原线圈两端的电压为U '，有U 0= I ' R1+U '，
根据变压器规律得I
I ' =k，U '
U =k，联立可得U 0= I R1
k +kU，变形得U = U 0
k - I R1
k
2 ，因此
| ΔU
ΔI |= R1
k
2 ，C 错误，D 正确。
【变式4】(2026·福建省·期中考试)如图所示，理想变压器原线圈输入电压U 1=3300V ，副线圈两端
电压220V ，输出端连有完全相同的两个灯泡A、B，绕过铁芯的导线所接的电压表示数为U V =2V 。求：
(1)n1等于多少匝？
(2)S断开时，电流表A2的示数I 2=5 A，A1示数I 1为多少？S闭合时，A1的示数I 1ʹ为多少？(保留小
数点后两位)
【答案】(1)根据变压器原副线圈电压与匝数的关系有
U 1
n1
= U 2
n2
= U V
n3
，所以n2=110匝，n1=1650匝；
(2)根据变压器原副线圈电流与匝数的关系有
I 1
I 2
= n2
n1
，所以I 1= 1
3 A =0.33 A，当S闭合时，有
I ❑2
' =2 I 2=10 A，所以I ❑1
' = n2
n1
I ❑2
' =0.67 A。
【方法规律】
计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系：
电压关系：＝＝＝…＝；
功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn；
电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn。
考点三 理想变压器的动态分析
【必备知识回顾】
1.基本关系式中物理量之间的决定关系
制
约
电
压
原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2(当U1和匝数比不变时，不论负
载电阻R 变化与否，U2不会改变)
关
系
功
率
副线圈的输出功率P 出决定原线圈的输入功率P 入(可简记为“用决定供”)
电
流
副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1
频
率
原线圈电流频率f1决定副线圈电流频率f2
2.匝数比不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R 如何变化，U2不变。
(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。
(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。
3.负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，匝数比发生变化，U2变化。
(2)R 不变，U2变化，I2发生变化。
(3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化，P1变化，因U1不变，故I1发生变化。
4.分析动态问题的步骤
【重难模型精讲】
考向1：匝数比不变的动态分析
【典例5】(2026·天津市·期末考试)如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动
触头向下移动，下列说法正确的是()
A.电表A1、A2的示数都增大
B.电表V 1、V 2的示数都不变
C.原线圈输入功率减小
D.电阻R0消耗的电功率减小
【答案】A
【解析】A.变压器输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变。滑动变阻器滑片向下移动，其接入
电路的阻值变小，副线圈中的电流就增大，原线圈中的电流也增大，所以A1示数增大，A2示数增大，选
项A 正确；
B.变压器输入电压不变，V 1示数不变；由于副线圈中的电流增大，则R0两端的电压增大，而变压器输
出电压不变，则滑动变阻器的电压减小，即V 2示数减小，选项B 错误；
C.输入电压不变，输入电流增大，由P =UI可知，则输入功率增大，选项C 错误；
D.副线圈中的电流增大，由P = I
2 R可知，R0消耗的电功率增大，选项D 错误。
故选A。
考向2：副线圈负载不变的动态分析
【典例6】(2026·广东省·期中考试)如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V 1
后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V 2.下列说法中正确
的是()
A.若F不动，滑片P向下滑动时，V 1示数变大，V 2示数变小
B.若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小
C.若P不动，滑片F向下移动时，V 1、V 2的示数均变小
D.若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大
【答案】B
【解析】AB.V 1测的是原线圈的输入电压，其示数始终不变，若F不动，副线圈的输入电压不变，滑
片P向下滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，又灯泡与变阻器串联，故V 2示数变大，灯泡两端的电压减
小，灯泡消耗的功率变小，故A 错误，B 正确；
CD .若P不动，滑片F向下移动时，副线圈的输入电压减小，加在灯泡和变阻器两端的电压均减小，
故灯泡消耗的功率变小，V 2的示数变小，故C、D错误．
故选：B。
考向3：原线圈含负载的变压器的动态分析
【典例7】(2026·江苏省·期中考试)如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压恒定
U 0=36V 的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：2。已知
R0=2Ω，R的最大阻值为20Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动，下列说法正确的是()
A.电压表示数变大，电流表示数变小
B.电源的输出功率变小
C.当R =16 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大
D.当R =16 Ω时，电压表示数为48V
【答案】D
【解析】A、依题意，根据电路中电压的关系可知，理想变压器原副线圈电压之比为：U 0- I 1 R0
I 2 R
= 1
2
又根据变流规律有：
I 1
I 2
= 2
1
联立变形解得：I 2=
2U 0
4 R0+ R
可知滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动时，R减小，I 2增大，即电流表示数变大，I 1也增大，
由U 1=U 0- I 1 R0可知原线圈电压减小，所以副线圈电压减小，即电压表示数变小，故A 错误；
B、电源的输出功率：P =U 0 I 1，随I 1的增大而增大。故B 错误；
C、滑动变阻器消耗的功率为：PR= I 2
2 R =(
2U 0
4 R0+ R )
2 R =
4U 0
2
( 4 R0
❑√R + ❑√R)
2
当满足4 R0
❑√R = ❑√R，即R =8Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，故C 错误；
D、当R =16 Ω时，根据欧姆定律可得：I 2=
2U 0
4 R0+ R =
2×36
4×2+16 A =3 A，那么电压表示数为：
U 2= I 2 R =3×16V = 48V ，故D 正确。
故选：D。
【变式训练与拓展】
【变式5】(2026·内蒙古自治区·期中考试)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=2:1，电源交
流电压为U 1，副线圈两端电压为U 2，保持U 1不变，下列说法正确的是
A.开关闭合前，U 1:U 2=2:1
B.开关闭合前，原、副线圈电流之比为1:2
C.开关闭合后，流过副线圈的电流减小
D.开关闭合后，电源的输出功率减小
【答案】B
【解析】解：A、开关S闭合前，原线圈两端的电压小于U 1，故U 1:U 2>2:1，A选项错误;
B、原副线圈的电流之比与匝数成反比，故I 1: I 2=1:2，B选项正确;
C、开关闭合后，原线圈的电压增大，故副线圈的电压也增大，导致副线圈的电流增大，原线圈的电
流也会随之增大，C选项错误;
D、开关闭合后电源的电流增大，输出电压不变，故输出功率变大，D选项错误。
【变式6】（多选）(2026·湖北省黄冈市·月考试卷)如图甲所示是一个简易发电机连接理想变压器的模
型，正方形线圈ABCD的边长为a、匝数为N，电阻忽略不计.线圈ABCD置于匀强磁场中，且绕垂直于磁
感线的转轴OO'转动，发电机通过理想变压器对外工作，变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:2，电路中
四只小灯泡完全相同且电阻恒定，图中电压表为理想电压表，若线圈ABCD以恒定角速度转动，闭合开关
S后，四只小灯泡都能发光，发电机的输出电压随时间变化如图乙所示，乙图中的峰值为U，下列说法正
确的是()
A.甲图中线圈ABCD处于图示位置时，灯L1的电流方向发生改变
B.匀强磁场的磁感应强度大小为
U
5 πN a
2
C.开关S闭合时，则电压表的示数为3 ❑√2
11 U
D.若断开开关S，则L1变暗、L2和L3均变亮
【答案】BC
【解析】A.甲图中线圈ABCD处于图示位置时，此时刻线圈平面与中性面垂直，电流方向不改变，故
A 错误；
B.由图知交变电流的周期为T =0.4 s
发电机峰值电压U = NBSω
其中ω= 2π
T =5 πrad / s
解得匀强磁场的磁感应强度大小为B =
U
5 πN a
2，故B 正确；
C.假设每个小灯泡的电阻是R，当开关闭合时，副线圈的总电阻R副= 3
2 R
发电机的输出电压的有效值U
❑√2 = I 1 R+U 1
对理想变压器
U 1
U 2
= n1
n2
= I 2
I 1
，U 2= I 2 R副
联立可得，电压表的示数为U 2= 3 ❑√2
11 U，故C 正确；
D.若断开开关S，副线圈总电阻变大，原线圈及副线圈的电流均变小，则L1变暗，L2变暗，由于原线
圈的电流变小，原线圈的电压变大，且副线圈的电压也变大，又L2的电压变小，则L3的电压变大，L3将变
亮，故D 错误。
故选BC。
考点四 远距离输电
【必备知识回顾】
1．降低输电损耗的两个途径
减少输电损耗的理论依据：P 损＝I2r。
(1)减小输电线的电阻：根据电阻定律r = ρ l
s ，要减小输电线的电阻r，在输电距离一定的情况下，可
采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面积的方法。
(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小输电电流，必须提高输电
电压。
2．远距离高压输电的分析
(1)输电过程(如图所示)
(2)输送电流
①I＝＝。②I＝。
(3)电压损失
①ΔU＝U－U′。②ΔU＝Ir。
(4)功率损失
①ΔP＝P－P′。②ΔP＝I2r＝r＝。
【重难模型精讲】
【典例8】(2026·四川省·同步练习)为全面推进乡村振兴，彭州某地兴建的小型水电站如图所示。该水
电站交流发电机的输出功率为P =100kW ，发电机的输出电压U 1=250V ，经变压器升压后用总电阻
R线=7.5Ω的输电线向远处输电，在用户处的降压变压器输出电压U 4=220V ，若升压变压器与降压变压
器的匝数比满足
n1
n2
= n4
n3
，则下列说法正确的是()
A.发电机输出的电流I 1= 40 A
B.输电的效率为85 %
C.升压变压器的匝数比为n1
n2
= 1
12
D.降压变压器输出的电流I 4= 400 A
【答案】D
【解析】根据电功率公式P =UI知，发电机输出电流I 1= P
U 1
= 1×10
5
250
A = 400 A，故A 错误;根据理
想变压器电流与线圈匝数成反比关系
I 1
I 2
= n2
n1
，
I 3
I 4
= n4
n3
，又I 线= I 2= I 3，
n1
n2
= n4
n3
，解得I 4= I 1= 400 A，故
D 正确;降压变压器输出的功率为P4=U 4 I 4=220×400W =88kW，输电的效率为
η= P4
P1
×100 % = 88
100 ×100 % =88 %，故B 错误;输电线上损失的功率为P线= P1- P4=12kW，又
P线= I 线
2 R线，解得I 线= 40 A，其中I 2= I 3= I 线，则升压变压器的匝数比为
n1
n2
= I 2
I 1
= 40 A
400 A = 1
10，故C
错误。
【变式训练与拓展】
【变式7】(2026·四川省·同步练习)高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电
所的理想变压器把电压U 1降到U 2，动力车厢内的理想变压器再将U 3降到U 4后，为动力系统提供电能。两
个理想变压器两端的匝数、电压和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为r，则()
A.I 4= n1n3
n2n4
I 1
B.U 4= n2n4
n1n3
U 1
C.r = U 2
I 2
D.输入动力系统的功率为U 1 I 1-U 3 I 3
【答案】A
【解析】略
【变式8】（多选）(2026·重庆市市辖区·月考试卷)如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈
接有两个完全相同的灯泡a、b和一个定值电阻R、电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，
现将开关S闭合，则()
A.电流表的示数不变
B.电压表的示数不变
C.原线圈输入功率增大
D.灯a消耗的电功率增大
【答案】BC
【解析】B.根据理想变压器电压与匝数比的关系，可得副线圈两端电压为U 2= n2
n1
U 1，则副线圈输出
电压不变，即电压表的示数不变，故B 正确；
AC .开关S闭合后，副线圈负载总电阻减小，根据欧姆定律，副线圈输出电流I 2增大；根据：
I 1
I 2
= n2
n1
，
可知原线圈输入电流I 1增大，即电流表的示数增大，根据：P1=U 1 I 1，可知原线圈输入功率增大，故A 错
误，C 正确；
D.由于副线圈输出电压U 2不变，副线圈输出电流I 2增大，则定值电阻R两端电压增大，灯a两端电压
减小，所以灯a消耗的电功率减小，故D 错误。
故选：BC。
【变式9】（多选）(2026·四川省·同步练习)互感器是一种特殊变压器，其原理为法拉第电磁感应定律。
如图所示，在输电线路起始端接Ⅰ、Ⅱ两个互感器，用来测高压电的电流或电压，Ⅰ、Ⅱ两个互感器原、副线
圈的匝数比分别为1∶20和200∶1，电流互感器的示数为2 A，电压互感器的示数为100V ，互感器均视
为理想变压器，不计互感线圈的电阻。下列说法正确的是()
A.互感器Ⅰ是电流互感器，互感器Ⅱ是电压互感器
B.通过输电线的电流为10 A
C.输电线路的输送电压为2.0×10
4V
D.输电线路的总功率为2.0×10
4W
【答案】AC
【解析】互感器Ⅰ是电流互感器，互感器Ⅱ是电压互感器，故A 正确;电流互感器的示数为2 A，根据
n1 I 1=n2 I 2知，通过输电线的电流为I 1= n2
n1
I 2= 20
1 ×2 A = 40 A，故B 错误;电压互感器的示数为100V ，
根据
U 1
n1
= U 2
n2
知，输电线路的输送电压为U 1= n1
n2
U 2= 200
1 ×100V =2.0×10
4V ，故C 正确;输电线路的
总功率为P =U 1 I 1=8.0×10
5W ，故D 错误。
【方法规律】
1．明确三个回路(如图所示)
回路1：I1＝I 输入，U1＝U 输入，P1＝P 输入。
回路2：I2＝IR＝I3，U2＝U3＋ΔU，P2＝P3＋ΔP。
回路3：I4＝I 输出，U4＝U 输出，P4＝P 输出。
2．抓住两个联系
(1)理想升压变压器联系着回路1 和回路2，由变压器原理可得＝，＝，P1＝P2。
(2)理想降压变压器联系着回路2 和回路3，由变压器原理可得＝，＝，P3＝P4。
3．掌握两种损耗
(1)电压损耗：输电线上的电阻分压导致的电压损耗，ΔU＝U2－U3＝IRR 线。
(2)功率损耗：输电线上的电阻发热导致的功率损耗，∆P = P2- P3= I R
2 R线= ∆U
2
R线
。
4．输电线路功率损失的四种计算方法
(1)输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系是P
损＝P－P′(P 为输送功率，P′为用户所得功率)。
(2)P损= I 线
2 R线，I 线为输电线路上的电流，R 线为线路电阻。
(3)P损= ∆U
2
R线
，ΔU 为输电线路上损失的电压。
(4)P 损＝ΔUI 线。
基础巩固练
1.(2026·四川省·同步练习)如图，一理想的自耦调压变压器A、B之间的线圈总匝数为N 0，在输入端A、
B间加上u=220 ❑√2sin(100 πt )V 的交流电压，输出端C、B间串联一个“12V 6W ”的灯泡和阻值为
R =20Ω的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则B、P间线圈的匝数为()
A. N 0
2
B.N 0
5
C.N 0
10
D. N 0
15
【答案】C
【解析】略
2.(2026·江苏省·单元测试)如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在交流电源上，副线圈中电
阻变化时变压器输入电压不会有大的波动。R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V 1
和V 2为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向a端移动，则()
A.A1示数不变
B.A2示数变小
C.V 1示数变大
D.V 2示数变小
【答案】D
【解析】解：C、理想变压器副线圈的电压由原线圈电压决定，原线圈电压不变，副线圈的电压也不
变，即V 1示数U 1不变，故C 错误。
B、根据闭合电路欧姆定律：I 2=
U 1
R+ R0
，滑动变阻器的滑动片向a端移动，R减小，电流I 2增大，A2
示数变大，故B 错误。
A、原线圈的电流由副线圈电流决定，在匝数比不变的情况下，A2示数变大，A1示数也增大，故A 错
误。
D、根据闭合电路欧姆定律：U 2=U 1- I 2 R0，I 2增大，V 2示数U 2变小，故D 正确。
故选：D。
3.(2026·陕西省铜川市·期末考试)一理想变压器的原、副线圈的匝数之比为3:1，在原、副线圈的回路
中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V 的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路
中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()
A.U =66V ，k = 1
9
B.U =22V ，k = 1
9
C.U =66V ，k = 1
3
D.U =22V ，k = 1
3
【答案】A
【解答】
由题意知，副线圈的电流为：I 2= U
R ，则由理想变压器两端电流与匝数的关系可知原线圈的电流为：
I 1= 1
3 I 2= U
3 R ，与原线圈串联的电阻的电压为：U R= I 1 R = U
3 ，由理想变压器两端电压与匝数的关系可知，
原线圈的电压为3U，所以有：U
3 +3U =220V ，解得：U =66V 。原线圈回路中的电阻的功率为：
P1= I 1
2 R = U
2
9 R ，副线圈回路中的电阻的功率为：P2= U
2
R ，所以，k = P1
P2
= 1
9，故A 正确，BCD 错误。
故选A。
4.(2026·浙江省·同步练习)将电能从发电站送到用户家，在输电线上会损失一部分功率P，设输电电压
为U，输电线的总电阻为r，输电线上的电流为I，则下列关系式正确的是
A.U = Ir
B.P = IU
C.P = I
2r
D.P =( I
❑√2 )
2r
【答案】C
【解析】[ Ir为输电线上的分压，而非输电电压，A 错误;在输电线上损失的一部分功率为P = I
2r，C
正确，B、D 错误。]
5.(2026·四川省·同步练习)2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站--河北丰宁抽水蓄能电站全
面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压U 2时，输入电压U 1保持不变。已知副线圈总
匝数为n，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12=n23= n
10，开关S接3时输出电压的瞬时值u2=U msin ωt，
则S接2时u2-t的图像为()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】当S接3时，n2=n-n12-n23= 8
10 n，由理想变压器的电压和匝数关系得U 2= U 1
n1
n2= 8nU 1
10n1
;
当S接2时，n2ˈ=n-n12= 9
10 n，由理想变压器的电压和匝数关系得U 2ˈ= U 1
n1
n2ˈ= 9nU 1
10n1
= 9
8 U 2，变压器
不改变电流的频率，可得S接2时输出电压的瞬时值为u2= 9
8 U msin ωt，其周期为T = 2π
ω ，故D 正确。
6.(2026·安徽省芜湖市·其他类型)如图所示，小型发电机线圈共有N匝，线圈电阻不计，发电机通过旋
转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转的角速度为ω，通过线圈的最大磁通量为φm，理想变压器的原、副
线圈的匝数比为k，电流表和电压表均为理想电表，定值电阻的阻值为R0，R为滑动变阻器，下列判断正
确的是()
A.从图示位置磁极转过90
∘过程中，线圈ab段中的电流方向从a到b
B.电压表的示数为
❑√2
2k N φmω
C.磁极在图示位置时电流表的示数为零
D.将滑动变阻器的滑片向下移，电压表和电流表的示数均减小
【答案】B
【解析】A、根据右手定则，从图示位置磁极转过90
∘过程中，线圈ab段切割磁感线，ab段中的电流
方向从b到a，A 错误；
B、发电机产生的电动势的最大值Em= N φmω，其有效值E = Em
❑√2 = N φmω
❑√2
。对于理想变压器，
U 1
U 2
= n1
n2
=k，且U 1= E(因为线圈电阻不计)，所以U 2= U 1
k =
❑√2
2k N φmω，电压表测量的是副线圈电压，其
示数为
❑√2
2k N φmω，B 正确；
C、电流表的示数为有效值，磁极在图示位置时，虽然瞬时电动势为0，但有效值不为0，所以电流表
的示数不为零，C 错误；
D、将滑动变阻器的滑片向下移，滑动变阻器接入电路的电阻增大，副线圈总电阻增大，副线圈电流
I 2减小。根据
I 1
I 2
= n2
n1
，原线圈电流I 1减小，即电流表示数减小。而变压器的输入电压由发电机决定，不变，
根据
U 1
U 2
= n1
n2
，副线圈电压不变，即电压表示数不变，D 错误。
7.(2026·湖北省黄冈市·其他类型)为了增强火灾预警，某小区加装了火灾报警器，某火灾报警器的简化
电路图如图所示。a、b两端接入电压有效值恒定的正弦式交流电源，T为理想变压器，RT为热敏电阻(阻
值随温度的升高而减小)，滑动变阻器R用于设定报警温度。当定值电阻R0两端电压超过临界值时，该火灾
报警器就会触发报警。开始出现火情后，下列说法正确的是()
A.若滑动变阻器R的滑片不动，则副线圈两端电压升高
B.若滑动变阻器R的滑片不动，则R两端电压降低
C.若滑动变阻器R的滑片不动，则原线圈输入功率变小
D.若滑动变阻器R的滑片右移一点，则可以降低报警温度
【答案】D
【解析】用等效法处理理想变压器问题，变压器原副线圈、RT和R0整体可以等效为一个新电阻，
新电阻的阻值R1=( n1
n2
)
2( R0+ RT )，
新电阻两端的电压
U 1=
U
R+ R1
R1=
U
R
R1
+1．
AB.若出现火情，则环境温度升高，RT减小，R1减小，所以U 1减小，则R两端电压升高，
U 2= n2
n1
U 1，所以U 2减小，AB项错误;
C.原线圈的输入功率
P1=(
U
R+ R1
)
2 R1=
U
2
( R - R1)
2
R1
+ 4 R
，
当R1= R时P1有最大值，由于
n1
n2
、R、RT、R0不是具体数值，无法确定P1如何变化，C项错误;
D.由
U
R+ R1
I 2
= n2
n1
可得I 2= n1
n2
⋅
U
R+ R1
，则R滑片右移一点，R减小，I 2增大，所以I 2 R0增大，更容易
报警，即降低了报警温度，D项正确。
故选D。
8.(2026·浙江省·同步练习)我国水力资源居世界首位，西部地区水力发电潜力巨大。水力发电的基本原
理就是将水流的机械能(主要指重力势能)转化为电能。如图所示，某小型水力发电站水流量Q =5m
3/ s(流
量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积)，落差h=15m，发电机(内阻不计)的输出电压
U 1=500V ，输电线总电阻r =20Ω，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用
户处安装降压变压器，其中n3:n4= 450:11，用户获得的电压U 4=220V ，用户消耗的功率P4= 450kW ，
变压器均视为理想变压器，已知水的密度ρ=1.0×10
3kg/m
3，重力加速度g取10m/ s
2。下列说法正确的
是
A.输电线损失的电压为500V
B.输电线损失的电功率为25kW
C.升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:18
D.机械能转化为电能的效率约为67 %
【答案】D
【解析】[根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数关系
U 3
U 4
= n3
n4
= 450
11 ，解得U 3=9000V ，理想变压
器无能量损失及漏磁，P3= P4= 450kW ，根据P3=U 3 I 2，解得I 2=50 A，输电线电阻损失的电压
ΔU = I 2r =1000V ，A 错误;输电线损失的电功率ΔP = I 2
2r =50kW ，B 错误;输电电压
U 2=U 3+ ΔU =10kV ，则升压变压器原、副线圈的匝数比
n1
n2
= U 1
U 2
= 1
20，C 错误;发电机输出电功率
P1= P3+ ΔP =500kW ，单位时间内水流的机械功率P0= mgh
t
= ρQgh=750kW ，故机械能转化为电能的
效率η= P1
P0
×100 %≈67 %，D 正确。
9.（多选）(2026·四川省·同步练习)如图甲为某温感式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压
器原线圈接入电压有效值不变的正弦式交变电流，副线圈连接报警系统，RT为热敏电阻，其阻值随温度的
升高而减小，R1为定值电阻，报警温度由滑动变阻器R0设定。当出现火情时，报警装置(图乙中未画出)通
过检测流过R1的电流触发报警。则出现火情时()
A.副线圈两端电压不变
B.原线圈输入功率变大
C.通过R1的电流减小
D.RT两端电压增大
【答案】AB
【解析】略
10. （多选）(2026·河南省·单元测试)如图，理想变压器原线圈加上交变电压，副线圈上接有电阻R、
灯泡L1、L2。闭合开关S，滑片P处于图示位置，灯泡发光。下列说法正确的是
A.保持开关S闭合，将滑片P向下移，灯泡变暗
B.保持开关S闭合，将滑片P向上移，灯泡变暗
C.保持滑片P位置不变，断开开关S，灯泡L1变暗
D.保持滑片P位置不变，断开开关S，灯泡L1变亮
【答案】AD
【解答】A.将滑片P向下移，根据变压器的特点可知，副线圈两端的电压减小，根据串并联电路分压
特点可知，灯泡L1、L2分得的电压均变小，灯泡变暗，故A 正确；
B.将滑片P向上移，根据变压器的特点可知，副线圈两端的电压增大，根据串并联电路分压特点可知，
灯泡L1、L2分得的电压均变大，灯泡变亮，故B 错误；
CD.
保持滑片P
位置不变，断开开关S
，副线圈电路中总电阻增大，根据
可知，副线圈电路中
电流减小，电阻R电压U R= IR减小，灯泡L1两端的电压增大，灯泡L1变亮，故C 错误，D 正确。
故选AD。
11.（多选）(2026·安徽省宿州市·其他类型)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0=800匝、
n1=100匝和n2= 400匝，原线圈串联一个电阻R0=8.0Ω，并接入内阻不计的正弦交流电源，其电动势为E
且保持不变;两个副线圈分别接电阻R1=1.0Ω和R2=16.0Ω。开关S断开时，理想电流表读数为I 1= 4.0 A ;
开关S闭合时，理想电流表读数为I 2。不计线圈电阻，则()
A.E =32.0V
B.E =36.0V
C.I 2=3.2 A
D.I 2=3.6 A
【答案】BD
【解析】
AB、当开关S断开时，只有一个输出端，输入端电压为E，输入端的电流为I，则
E - I R0
I 1
= n0
n1
，
I
I 1
= n1
n0
，代入数值，得E =36.0V ，故A 错误，B 正确；
CD、由输出功率等于输入功率，可知P原= P副1+ P副2，得U 0 I 0=U 1 I 1+U 2 I 2，即
36V -U 0
R0
U 0= U 1
2
R1
+ U 2
2
R2
，由
n0
n1
= U 0
U 1
，
n0
n2
= U 0
U 2
则U 1=3.6V ，故I 2=3.6 A，C 错误，D 正确。
故选BD。
12.（多选）(2026·内蒙古自治区·期中考试)图甲所示为可24小时连续发电的敦煌100兆瓦熔盐塔式光
热电站，太阳能光热发电被认为是具备成为基础负荷电源潜力的新兴能源应用技术，敦煌100兆瓦熔盐塔
式光热电站借助良好的电网基础优势，将新能源不断输往全国各地。若该发电站输出正弦交流电，利用图
乙电路对各地进行远距离输电，变压器T 1、T 2均为理想变压器，输电线总电阻为R，发电站输出电压有效
值始终不变。下列说法正确的是()
A.以100兆瓦的功率运行，每天连续发电量为2.4×10
9kW ⋅h
B.T 1为降压变压器，T 2为升压变压器
C.T 1的原线圈所用的导线应比副线圈所用的导线粗
D.T 1是升压变压器，T 2是降压变压器
【答案】CD
【解析】A.该光热电站每天连续发电量为
，故A 错
误；
BD .远距离交流输电，要先升压后降压，T 1为升压变压器，T 2为降压变压器，故B 错误，D 正确；
C.T 1为升压变压器，原线圈中的电流比副线圈中的电流大，原线圈所用导线较粗，故C 正确。
故选CD。
13.（多选）(2026·四川省·同步练习)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2= 4∶1，原线
圈电路中R0为定值电阻，灯泡L1、L2完全相同，阻值均为R。当输入端的电压为U时，两灯泡均正常发光，
则下列说法正确的是()
A.R与R0消耗功率之比为1∶3
B.R与R0消耗功率之比为3∶16
C.R∶R0=1∶4 D.R∶R0=3∶16
【答案】AD
【解析】设灯泡正常发光时的电流为I 0，电压为U 0，根据欧姆定律可得R = U 0
I 0
，由题图可知，副线
圈两端电压为U 2=U 0，则原线圈两端电压为U 1= n1
n2
U 2= 4U 0，流过副线圈的电流为I 2= I 0，则流过原线
圈的电流为I 1= n2
n1
I 2= 1
4 I 0，又I 0= I 1+ I R 0，所以I R0= 3
4 I 0，又I R 0= U 1
R0
= 4U 0
R0
，所以R0= 16U 0
3 I 0
，则
R∶R0=3∶16，故C 错误，D 正确; R与R0消耗功率之比PR∶PR 0= U 0
2
R ∶U 1
2
R0
=1∶3，故A 正确，B
错误。
综合提升练
1．（2025·广东·高考真题）如图所示。某光伏电站输出功率1000kW、电压400V的交流电，经理想变
压器升压至10kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R 为5Ω。下列说法正确的是（）
A．变压器原、副线圈匝数比为1:100
B．输电线上由R 造成的电压损失为500V
C．变压器原线圈中的电流为100A
D．变压器原、副线圈中电流的频率不同
【答案】B
【解析】A．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得n1
n2
= U 1
U 2
= 400
10000 = 1
25
A 错误；
B．原副线圈两端的功率相等，流过副线圈的电流I 2= P
U 2
= 1000000
10000
A =100 A
输电线上由R 造成的电压损失为ΔU = I 2 R =100×5V =500V
B 正确；
C．变压器原线圈中的电流为I 1= P
U 1
= 1000000
400
A =2500 A
C 错误；
D．变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D 错误。
故选B。
2．（2024·湖南·高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023 年9 月，我国风电装机4 亿千瓦，连续
13 年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供
电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上
的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R 时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，
下列说法正确的是（）
A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4P
B．输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为4P
C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为8P
D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为6P
【答案】A
【解析】
如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为k :1，则输电线上的电流为
I 2=
U 2
R0+k
2 R
转子在磁场中转动时产生的电动势为
e = NBSωsinωt
A．当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为
I 2
' =2 I 2，故R0上消耗的电功率变为原来的4 倍，故A 正确；
C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上
消耗的电功率变为原来的4 倍，故C 错误；
B．若R0阻值增加一倍，输电线路上的电流
R0消耗的功率
P3= I
″
2
2⋅2 R0≠4 P
故B 错误；
D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为
R0
消耗的功率
P4= I
‴
2
2 R0≠6 P
故D 错误。
故选A。
3．（2025·安徽·高考真题）某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1:n2=1:3，
A 为理想交流电流表。初始时，输入端a、b 间接入电压u=12❑√2sin (100 πt )V 的正弦式交流电，变压器
的滑动触头P 位于副线圈的正中间，电阻箱R 的阻值调为6 Ω。要使电流表的示数变为2.0A，下列操作正
确的是（ ）
A．电阻箱R 的阻值调为18Ω
B．副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的1
3
C．输入端电压调为u=12❑√2sin (50 πt )V
D．输入端电压调为u=6 ❑√2sin (100 πt )V
【答案】B
【解析】A．输入电压峰值为U m=12❑√2V ，则输入电压有效值为U 1= U m
❑√2 =12V ，滑动触头在正中间，
根据变压比可知，输出电压U 2= 0.5n2
n1
U 1=18V ，若将电阻箱阻值调为18 欧姆，则电流为1A，故A 错误；
B．若将副线圈匝数调为总匝数的1
3，根据变压比可知，输出电压U 2' =
1
3 n2
n1
U 1=12V ，则副线圈电
流变为I 2' = U 2'
R =2 A，故B 正确；
C．输入端电压调为u=12❑√2sin (50 πt )V 时，其有效值不变，不会导致电流的变化，仍然为
I = U 2
R =3.0 A，故C 错误；
D ．将输入电压峰值减小一半，则输入电压有效值变为U 1' ' =
1
2 U m
❑√2V
，输出电压
U 2' ' = 0.5n2
n1
U 1' ' =9V ，副线圈电流变为I 2' ' = U 2' '
R
=1.5 A，故D 错误。
故选B。
4．（2025·湖南·高考真题）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kU
k
2+3
C．S 与b 相连，流过灯泡的电流为
U
(k
2+2)R
D．S 与c 相连，灯泡的电功率为
U
2
(k
2+1)R
【答案】B
【解析】设变压器原、副线圈的电压分别为U 1、U 2，灯泡L 的阻值为R，根据等效电阻的思想有灯
泡的等效电阻R等= U 1
I 1
灯泡L 的阻值R = U 2
I 2
由理想变压器原理，电压关系
U 1
U 2
= k
1
电流关系
I 1
I 2
= 1
k
联立解得R等=k
2 R
A．k值恒定，即等效负载恒定，当S 与c 相连时，原线圈所在电路的总电阻最小，流过原线圈的电流
最大，根据变压器原副线圈电流关系可知副线圈电流最大，根据P = I
2 R可知灯泡的电功率最大，故A 错
误；
B．S 与a 相连，变压器原线圈电压U 1=
U
k
2 R+3 R
⋅k
2 R
灯泡两端的电压为U 2= U 1
k = kU
k
2+3
B 正确；
C．S 与b 相连，变压器原线圈电路接入两个电阻，变压器原线圈的电流I 1=
U
k
2 R+2 R
流过灯泡的电流I 2=k I 1=
kU
(k
2+2)R
C 错误；
D．S 与c 相连，变压器原线圈电路接入一个电阻，变压器原线圈的电流I 1' =
U
k
2 R+ R
流过灯泡的电流I 2' =k I 1' =
kU
(k
2+1)R
灯泡的电功率为PL= I 2
2 RL=
k
2U
2
(k
2+1)
2 R
D 错误。
故选B。
5．（多选）（2025·海南·高考真题）如图所示，理想变压器接在u=220 ❑√2sin100 πt(V )交流电上，
此时电压表读数为10V，电流表读数为4A，电表皆为理想电表，则（）
A．输入电压有效值为220V
B．原线圈输入电流为5.5A
C．滑动变阻器向下滑动，电压表读数减小
D．滑动变阻器向上滑动，电流表读数增大
【答案】AD
【解析】A．根据题干信息可知输入电压的最大值U m=220 ❑√2V
输入电压有效值为U 1= U m
❑√2 =220V ，故A 正确；
B．理想变压器原副线圈电压比U 1
U 2
= n1
n2
电流比
I 1
I 2
= n2
n1
其中U 2=10V ，I 2= 4 A
可得I 1= 2
11 A，故B 错误；
C．原线圈输入电压不变，匝数比不变，根据U 1
U 2
= n1
n2
，副线圈两端的电压不变，即电压表读数不变，
C 错误；
D．滑动变阻器向上滑动，滑动变阻器接入的阻值减小，副线圈电压不变，根据I 2= U 2
R 可知电流增大，
即电流表读数增大，D 正确。
故选AD。
6．（多选）（2025·天津·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流
电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向右滑动
时，则（ ）
A．电流表A1的示数变小
B．电流表A2的示数变小
C．电压表V 的示数变大
D．变压器的输入功率变大
【答案】CD
【解析】理想变压器的输出的电压由输入电压和电压比决定，输入电压不变，所以输出电压也不会变：
AB．当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律I = U
R总
可
知副线圈回路中电流变大，即电流表A2的示数变大，根据
I 1
I 2
= n2
n1
可知原线圈回路中电流变大，即电流表
A1的示数变大，故AB 错误；
C．电压表V 测电阻R0两端的电压，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路分压规律可知电
压表V 的示数变大，故C 正确；
D．根据P= U
2
R 可知副线圈回路的功率变大，根据理想变压器原副线圈功率相等可知变压器的输入功
率变大，故D 正确。
故选CD。
7．（多选）（2023·天津·高考真题）“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大
的东部区域需要远距离输电。图为远距离交流输电的示意图，升压变压器T 1和降压变压器T 2均为理想变压
器，T 1的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R 为输电导线的电阻，T 2的副线圈并联多个用电器，下
列说法正确的是（ ）
A．T 1输出电压等于T 2输入电压
B．T 1输出功率大于T 2输入功率
C．用电器增多后，R 消耗的功率减小
D．用电器增多后，T 2的输出电压降低
【答案】BD
【解析】AB．由于输电过程中，线路中有电流、线路电阻R 会分压且产生热量，会损失功率，故T 1
输出功率大于T 2输入功率；T 1输出电压大于T 2输入电压，故A 错误，B 正确；
CD．设升压变压器T 1原副线圈比为n1:n1'，输入出电压分别为U 1、U 1'，根据理想变压器电压与原
副线圈匝数关系可得
U 1
U 1' = n1
n1'
由于输入电压不变U 1，原副线圈匝数比
n1
n1' 不变，则升压变压器T 1输出变压U 1'恒定。设降压变压器
T 2的原副线圈匝数比为n2:n2'，输入输出电压分别为U 2、U 2'，通过原副线圈的电流分别为I 2、I 2'，T 2
的副线圈并联多个用电器等效电阻为R用，则有
U 2
U 2' = n2
n2' ，
I 2
I 2' = n2'
n2
，R用= U 2'
I 2'
则
U 1' = I 2 R+U 2= I 2 R+( n2
n2' )
2 I 2 R用= I 2( R+ R等)
令R等=( n2
n2' )
2 R用，则
U 1' = I 2( R+ R等)
随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻R用减小，则R等减小，输入线路中电流I 2增大.
R 消耗的功率P损= I 2
2 R，T 2的输出电压
U 2' = n2'
n2
(U 1' - I 2 R)
用电器增多后，I 2增大，R 消耗的功率增大，T 2的输出电压U 2'降低，故C 错误，D 正确。
故选BD。
8．（多选）（2025·湖北·高考真题）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压
器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列
说法正确的是（ ）
A．仅增加用户数，r 消耗的功率增大
B．仅增加用户数，用户端的电压增大
C．仅适当增加n2，用户端的电压增大
D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率减小
【答案】AC
【解析】A．整个电路物理量标注如图
设用户端总电阻为R 用户，降压器输入端等效为电阻Rx，则有I 3
2 Rx= I 4
2 R用户
因为I 3n3= I 4n4
其中I2=I3，则对于输电线有I 2= U 2
r + Rx
联立整理可得
I 2=
U 2
r +(
n3
n4)
2
R用户
仅增加用户数，则R 用户减小，可知I2增大，根据ΔP = I 2
2r
可知r 消耗的功率增大，故A 正确；
B．仅增加用户数，I2增大，根据U 3=U 2- I 2r
可知U3减小，根据用户端的电压U 4= n4
n3
U 3
可知用户端的电压减小，故B 错误；
C．仅适当增加n2，根据U 2= n2
n1
U 1
可知U2增大，根据
I 2=
U 2
r +(
n3
n4)
2
R用户
可知I2增大，根据U 3= I 2 Rx
可知U3增大，根据用户端的电压U 4= n4
n3
U 3
可知用户端的电压增大，故C 正确；
D．由C 选项可知，仅适当增加n2，I2增大，整个电路消耗的电功率P1= P2=U 2 I 2
由于U2增大，故整个电路消耗的电功率变大，故D 错误。
故选AC。
9．（多选）（2025·重庆·高考真题）2025 年1 月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特
高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的1.6×10
6V 直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为
1.0×10
4V 的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为220 ❑√2sin(100 πt )V 的家用交流
电，若输电线路输送功率为8.0×10
9W ，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的
5%，则（ ）
A．直流输电导线中的电流为250A
B．直流输电导线总阻值不超过16Ω
C．家用交流电的电压最大值为220V，频率为50Hz
D．配电房中变压器原、副线圈中电流比为11:500
【答案】BD
【解析】A．直流输电电流由公式I = P
U 计算得
I = 8.0×10
9W
1.6×10
6V
=5000 A，故A 错误；
B．导线允许的最大功率损耗为5%的输送功率P损=0.05×8.0×10
9W = 4×10
8W
由P损= I
2 R得导线总阻值上限
R = P损
I
2 = 4×10
8
(5000)
2 Ω=16 Ω，故B 正确；
C．家用交流电表达式为220 ❑√2sin (100 πt )V ，其最大值为220 ❑√2V ；
频率为f = ω
2π = 100 π
2π
=50 Hz，故C 错误；
D．变压器原线圈电压U 1=1.0×10
4V ，副线圈电压U 2=220V ，匝数比
电流比与匝数比成反比可知
I 1
I 2
= n2
n1
= 11
500，故D 正确。
故选BD。
10．（多选）（2015·天津·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副
线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R , P为滑动变阻器的
滑动触头，在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（）
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大
【答案】AD
【解析】AB．根据U 1
U 2
= n1
n2
保持Q 的位置不动，则U 2不变，将P 向上滑动时，R 接入电路的电阻变大
根据I 2=
U 2
R+ R0
可知I 2变小，根据
I 1
I 2
= n2
n1
可得I 1也变小，即电流表读数变小，A 正确，B 错误；
CD．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，U 2变大，则根据P2=
U 2
2
R+ R0
可知副线圈输出功率变大，则变压器原线圈输入功率P1变大
根据P1=U 1 I 1，而输入电压一定，I 1变大，即电流表读数变大，C 错误，D 正确。
故选AD。
