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变压器专题
一、变压器
构造示意图及电路符号
1.各部分的作用
原线圈：接在电源上的线圈，产生变化的磁场；
副线圈：连接负载的线圈，产生感应电动势；
铁芯：可以增强磁场和集中磁感线；
2.工作原理
原线圈输入交变电流→铁芯中产生变化磁场→穿过副线圈磁通量变化→副线圈上产生感应电
动势→对负载供电。
二、理想变压器
特点：
1.
无漏磁：磁感线全部集中在铁芯内，穿过每匝线圈的磁通量都相同；
2.
无铜损：线圈的电阻不计，不产生热量，不引起电能损失；
3.
无铁损：铁芯中涡电流忽略不计，不发热，不引起电能损失；
基本规律：
原线圈
副线圈
1.功率关系：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率
2.电压关系：原、副线圈的电压比值等于匝数之比，即匝数之比
，与负载无关，
只与匝数有关；
3.电流关系：
①只有一个副线圈时，
②有多个副线圈时，
4. 物理量间的因果制约关系
①由
可知
决定
，原线圈两端的电压决定副线圈两端的电压；
②由
，副线圈中的电流决定原线圈中的电流；
③输出功率决定输入功率，无论有多少个副线圈，输入功率始终等于所有副线圈的输出功率
之和。
【例1】某变压器的原线圈匝数未知，将
的正弦交流电输入原线圈。改变副线圈的匝数n，测得副线圈
两端的电压U 与匝数n 之间的关系如图所示。若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近（ ）
A．110
B．160
C．210
D．310
【答案】C
【来源】2025 年高考江西卷物理真题
【详解】设原线圈的匝数为
，根据
，可得
由题图可知当
时，
，代入可得
故选C。
【例2】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
【来源】2025 年高考河北卷物理真题
【详解】根据理想变压器电压比与匝数比关系可知U 1
U 3
= n1
n3
，U 1
U 2
= n1
n2
由于输入电压U 1
不变，可知U 2
U 3
= n2
n3
即
u2
U msin ωt =
n−n
10
n−2n
10
解得u2= 9
8 U msin ωt；
可知此时输出的交流电的周期为T = 2π
ω
。
故选D。
三、电能的输送
1.
基本要求
①安全性：供电线路工作可靠，少有故障；
②保质：电压、频率稳定；
③经济：电能损耗少，输电线路的建造与运行费用低；
2.
电能损失
输电线上由电阻、电流通过产生焦耳热，
3.
电压损失
①输电线路始端电压和末端电压的差值称为输电线路上的电压损失，
；
②输电线路中的电阻；
4.
减少电能损失的方法（使用高压输电的理由）
之所以产生功率损失，是因为部分电压被输送过程中的导线电阻分走了，并产生了热量
，因此损
失功率就是
，
;
也就是说我们有两种减少损失的思路：
①减小R：减小电阻率（一般我们用铜或者铝作为导线材料）、增大横截面积，但会增加材
料、架设难度导致成本变高；
②减小输电电流：保证功率不见效的前提下，采用高压输电；
四、高压输电的几个基本关系
电压关系：
；
；
电流关系：
；
；
功率关系：
【例3】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
【来源】2025 年高考广东卷物理真题
发
电
机
用
户
端
U1 U2
n2
U3 U4
【详解】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 =100×5 V=500 V
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。
【例4】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
6 V直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为1.0×10
4 V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(100πt )V的家用交流电，若输电线路输送功率为
8.0×10
9 W，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
【来源】2025 年高考重庆卷物理真题
【详解】A．直流输电电流由公式I = P
U
计算得
I = 8.0×10
9 W
1.6×10
6 V
=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
9 W = 4×10
8 W
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
4 V，副线圈电压U 2=220 V，匝数比
n1
n2
= U 1
U 2
= 10000
220 = 500
11
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。
五、巩固练习
5．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(100πt )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(50πt )V
D．输入端电压调为u=6 ❑√2sin(100πt )V
【答案】B
【来源】2025 年高考安徽卷物理真题
【详解】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=18 V，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 =2A，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
❑√2 =6 V，输出电压
U 2' ' = 0.5n2
n1
U 1' ' =9 V，副线圈电流变为I 2' ' = U 2' '
R
=1.5 A，故D 错误。
故选B。
6．在图(a)所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数比4：1，电阻R1的阻值是R2的2 倍，电压表为理想电
压表。若原线圈输入如图(b)所示的正弦交流电，则（ ）
A．交流电周期为2.25s
B．电压表示数为12V
C．流经副线圈的电流是流经R1的2 倍
D．变压器的输入、输出功率之比为4：1
【答案】B
【来源】2025 年高考福建卷物理部分真题
【详解】A．由图可知，交流电的周期T =2×10
−2s，故A 错误；
B．根据图乙可知，输入电压最大值U m= 48 ❑√2V ，则输入电压有效值为U 1= U m
❑√2 = 48V ，根据变压比可
知，副线圈电压即电压表示数为U 2= n2
n1
U 1=12V ，故B 正确；
C．R1的阻值为R2的2 倍，根据并联规律可知，两电阻的电压相同，根据欧姆定律可知，流经R1和R2的电
流之比为1:2，副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和，则副线圈干路的电流为R1电流的3 倍，故C
错误；
D．根据变压器的原理可知，原副线圈功率相同，故D 错误。
故选 B。
7．某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220V．输出电压最大值为11❑√2V，该变压器视为理想变压器，
其原、副线圈匝数之比为（ ）
A．20:❑√2
B．20 ❑√2:1
C．20:1
D．1:20
【答案】C
【来源】2025 年高考广西卷物理真题
【详解】变压器次级电压有效值为U 2= 11❑√2
❑√2 V=11V
则变压器原副线圈的匝数比n1
n2
= U 1
U 2
= 220
11 = 20
1
故选C。
8．有关下列四幅图的描述，正确的是（ ）
A．图1 中，U 1:U 2=n2:n1
B．图2 中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3 中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4 中，增大电容C，调谐频率增大
【答案】C
【来源】2025 年1 月浙江高考真题物理试题
【详解】A．理想变压器原副线圈与匝数的关系为U 1
U 2
= n1
n2
，A 错误；
B．从图2 所示位置转动至线框与磁感线垂直的过程中，逐渐转向中性面，因此线框中的电动势逐渐减小，
B 错误；
C．电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，根据线圈的磁场方向结合安培
定则可知电流流向正极板，因此电容器正在充电，电场的能量正在增大，C 正确；
D．电容C 增大，根据电磁振荡的频率f =
1
2π ❑√LC
可知调谐频率减小，D 错误。
故选C。
二、多选题
9．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
【来源】2025 年高考天津卷物理真题
【详解】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。
10．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
【来源】2025 年高考海南卷物理部分真题
【详解】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 =220 V，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=10 V，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。
11．2025 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
6 V直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为1.0×10
4 V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(100πt )V的家用交流电，若输电线路输送功率为8.0×10
9 W，
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
【来源】2025 年高考重庆卷物理真题
【详解】A．直流输电电流由公式I = P
U
计算得
I = 8.0×10
9 W
1.6×10
6 V
=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
9 W = 4×10
8 W
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
4 V，副线圈电压U 2=220 V，匝数比
n1
n2
= U 1
U 2
= 10000
220 = 500
11
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。
12．电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1，输入
电压U 1=1.1kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U 2=U 3=220 V。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，
两副线圈的输出功率分别为7.0kW和3.5kW，下列说法正确的是（ ）
A．n1:n2=5:1
B．n1:n3=1:5
C．变压器的输入功率为10.5kW
D．两副线圈输出电压最大值均为220V
【答案】AC
【来源】2025 年高考云南卷物理真题
【详解】AB．根据理想变压器的电压比等于匝数比可得n1:n2=U 1:U 2=5:1，n1:n3=U 1:U 3=5:1
故A 正确，B 错误；
C．根据能量守恒可知变压器的输入功率等于总的输出功率，故P输入= P输出=7.0kW +3.5kW=10.5kW
故C 正确；
D．输出电压为交流电的有效值，根据正弦交流电的最大值与有效值的关系可知，两副线圈输出电压最大
值均为U m =220 ❑√2V
故D 错误。
故选AC。
