专题94 理想变压器
1．理想变压器构造
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。
【特别提醒】(1)对于大小随时间变化(如图所示)的直流电，变压器仍然有变压作用。
(2)对于恒定电流，变压器没有变压作用。
3．基本关系式
(1)功率关系：P入＝P出。
(2)电压关系：＝。
(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝。
【特别提醒】当副线圈与用电器断开(空载)时，无电流通过副线圈，但副线圈两端仍存在电压。
4．理想变压器及基本关系的理解
基 本 关 系 功率关系 能量守恒：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出
电压关系 只有一个副线圈时：＝
有多个副线圈时：＝＝＝…
电流 关系 只有一个副线圈时：＝
有多个副线圈时：I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率关系 f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)
5．分析变压器电路的两个难点
(1)分析原线圈有串联负载的变压器电路问题时要注意：变压器的输入电压不等于电源的电压，而是等于电源电压减去串联负载的电压，即U1＝U源－U串。
(2)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。
6．自耦变压器问题
自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，原、副线圈共用其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器同样适用，如图所示。
最新高考题精选
1. （2022高考湖北物理）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220V、匝数为1100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%，忽略其它损耗，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
【参考答案】AC
【命题意图】本题考查变压器及其相关知识点。
【解题思路】由于穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，可知穿过接收线圈的磁通量变化率约为发射线圈的80%，即=×80%，选项D错误；由U1=n1，U2=n2，=×80%，联立解得U2=8V，即接收线圈的输出电压为8V，A正确；根据变压器原副线圈中交变电流的频率相同，可知C正确；根据题述，忽略其他损耗，可得U1 I1= U2 I2，解得===,,选项B错误。
2. （2022山东物理）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（ ）
A. n1为1100匝，为
B. 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为
C. 若将R接在两端，R两端的电压为，频率为
D. 若将R接在两端，流过R的电流为，周期为
【参考答案】D
【命题意图】本题考查变压器、电功率及其相关知识点。
【名师解析】
变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为
解得原线圈为2200匝，A错误；根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC间的电压应该为12V，故BC间的线圈匝数关系有
BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为，B错误；
若将R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压应该为18V。根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为，故交流电的频率为，C错误；
若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AC间的电压应该为30V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为，交流电的周期为，D正确。
3. （2021重庆高考）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V，副线圈两端的电压为4.4V，副线圈的电流为1.0A，若将该变压器视为理想变压器，则
A. 原、副线圈匝数之比为25 1
B. 原线圈的电流为0.02A
C. 副线圈两端的电压最大值为5V
D. 原、副线圈的功率之比为50 1
【参考答案】B
【名师解析】由理想变压器的变压公式，可知原副线圈匝数之比为===，选项A错误；由理想变压器的变流公式，==，解得原线圈电流I1=×1.0A=0.02A，选项B正确；根据有效值与最大值的关系可知，副线圈两端的电压最大值U2m=×U2=×4.4V=6.16V，选项C错误；根据理想变压器输出功率大于输入功率可知，原副线圈的功率之比为1 1，选项D错误。
4．（2021年高考广东学业水平选择性测试）某同学设计了一个充电装置，如图5所示．假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V．理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1：60．下列说法正确的是
A. 交流电的频率为10Hz
B. 副线圈两端电压最大值为3V
C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
【参考答案】B
【名师解析】根据周期与频率成反比可知交流电的频率为f=1/T=5Hz，原线圈电压最大值为0.05V．根据变压器变压公式可知副线圈两端电压最大值为3V，选项B正确；变压器输入电压与永磁铁磁场强弱有关，选项C错误；对于理想变压器，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，选项D错误。
5. （2021重庆高考）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V，副线圈两端的电压为4.4V，副线圈的电流为1.0A，若将该变压器视为理想变压器，则
A. 原、副线圈匝数之比为25 1
B. 原线圈的电流为0.02A
C. 副线圈两端的电压最大值为5V
D. 原、副线圈的功率之比为50 1
【参考答案】B
【名师解析】由理想变压器的变压公式，可知原副线圈匝数之比为===，选项A错误；由理想变压器的变流公式，==，解得原线圈电流I1=×1.0A=0.02A，选项B正确；根据有效值与最大值的关系可知，副线圈两端的电压最大值U2m=×U2=×4.4V=6.16V，选项C错误；根据理想变压器输出功率大于输入功率可知，原副线圈的功率之比为1 1，选项D错误。
6．(2020高考全国理综III卷)在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是
A．所用交流电的频率为50Hz B．电压表的示数为100V
C．电流表的示数为1.0A D．变压器传输的电功率为15.0W
【参考答案】AD
【名师解析】由图（b）所示电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线可知，所用交流电的周期T=0.02s，频率为f=1/T=50Hz，选项A正确；电阻R2中电流I2=1A，由并联电路规律可得，I2 R2= I3R3，解得R3中电流I3=0.5A，即电流表示数为0.5A，选项C错误；副线圈输出电压U2= I2 R2=10V，由变压器变压公式，==10，解得原线圈两端电压为U1=100V，电压表的示数为电阻R1两端电压，不是100V，选项B错误；副线圈输出电流I= I2+ I3=1.5A，输出电功率P=U2I=10×1.5W=15.0W，即变压器传输的电功率为15.0W，选项D正确。
7．（2020高考天津卷）手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中
A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
【参考答案】AC
【名师解析】根据题述，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，送电线圈中通入了正弦式交变电流，其电流呈周期性变化，电流产生的磁场也呈周期性变化，送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，受电线圈中感应电流产生的磁场也是周期性变化，选项A正确；由变压器的工作原理可知，受电线圈中输出的电流按余弦规律变化，因此受电线圈中感应电流产生的磁场随电流的变化而变化，B错误；送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，手机和基座无需导线连接，由于送电线圈产生的磁场并没有全部穿过受电线圈，即有磁通量的损失，因此该充电过程存在能量的损失，选项C正确D错误。
8. (2019·江苏高考)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V时，输出电压( )
A．降低2 V B．增加2 V
C．降低200 V D．增加200 V
【参考答案】D
【名师解析】 理想变压器的电压与匝数关系为＝＝，整理可得＝，即原、副线圈匝数比等于电压变化量之比，当ΔU1＝20 V时，ΔU2＝200 V，选项D正确。
9. (多选)(2020·全国卷Ⅲ)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A．所用交流电的频率为50 Hz
B．电压表的示数为100 V
C．电流表的示数为1.0 A
D．变压器传输的电功率为15.0 W
【参考答案】AD
【名师解析】 由变压器不会使交流电的周期改变和题图(b)可知所用交流电的周期为2×10－2 s，可求得所用交流电的频率为50 Hz，选项A正确；由题图(b)可知通过R2的电流的有效值为1 A，由串、并联电路的特点可知通过R3的电流(即通过电流表的电流)为0.5 A，故副线圈的电流I2＝1.5 A，由欧姆定律可得副线圈两端的电压U2＝1×10 V＝10 V，由＝得原线圈两端的电压U1＝n1＝100 V，再根据原线圈电路的串联关系可得R1两端的电压UV＝220 V－100 V＝120 V，选项B、C均错误；根据变压器原理可得变压器传输的电功率P＝U2I2＝10×1.5 W＝15.0 W，选项D正确。
10．(2020·山东等级考)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
A．1 Ω B．5 Ω
C．6 Ω D．8 Ω
【参考答案】A
【名师解析】 由题图乙可知理想变压器输入电压U1＝220 V，应用理想变压器变压公式＝＝，可得副线圈输出电压U2＝30 V。灯泡正常工作时，灯泡两端电压UL＝24 V，电流IL＝＝1.6 A。设R1两端电压为U，由U2＝UL＋U可得U＝6 V。由＋＝IL，解得R＝1 Ω，选项A正确。
11．(2018·天津高考)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则( )
A．R消耗的功率变为P
B．电压表V的读数变为U
C．电流表A的读数变为2I
D．通过R的交变电流频率不变
【参考答案】B
【名师解析】 发电机产生的感应电动势最大值Em＝NBSω，其中ω＝2πn，理想变压器的输入电压(有效值)U1＝。若线圈的转速n变为原来的，根据＝，则电压表V的读数变为U，通过R的电流变为原来的，R消耗的功率变为P，根据＝可知电流表A的读数变为I，故B正确，A、C错误；交变电流的频率f等于线圈的转速n，故D错误。
最新模拟题精选
1. （2022山东济南5月模拟）如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比为n1∶n2∶n3 = 4∶1∶1，电阻R1 = R2 = R3 = R。当A、B两接线柱接正弦交变电源时，R2的电流为I，则电源的输出功率为（ ）
A. 2I2R B. C. 3I2R D. 18I2R
【参考答案】B
【名师解析】
设R3两端电压为U，则R2两端电压为
原线圈两端的电压为
又因为R2电流为I，则
则R3的电流为
由U1I1 = U2I + U3I3
则，则电源的输出功率为，故选B。
2. （2022山东青岛二模）如图为“日”字形变压器的示意图，中间和两臂上分别绕有匝数为、、的线圈，线圈匝数比，两臂电路中接有相同的电阻。将中间线圈接入电压的交变电流，下列说法正确的是（ ）
A. 每匝线圈中磁通量的变化率都相同
B. 电压表的示数为
C. 电压表和示数比为
D. 电流表和示数比为
【参考答案】C
【名师解析】
由磁通量的定义可知穿过中间臂的磁通量等于左右两臂的磁通量之和，可知中间臂磁通量的变化率为两臂磁通量变化率的二倍，故A错误；输入电压的有效值为，根据，
解得，，则电压表和示数比为，结合欧姆定律可知电流表和示数比为，故C正确，BD错误。
3. (2022天津南开二模)如图甲所示电路中，为标有“4V，2W”字样的小灯泡，、为两只标有“8V，6W”字样的相同灯泡，变压器为理想变压器，各电表为理想电表，当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数为1.5A B. 交变电压的最大值
C. 变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1 D. 电压表的示数为24V
【参考答案】ACD
【名师解析】．、的额定电流为,所以电流表的示数为,故A正确；
通过原线圈的电流等于L1的额定电流，为
所以变压器原、副线圈的匝数之比为,故C正确；
副线圈两端电压等于L2和L3额定电压，为,所以电压表的示数，即原线圈两端电压为,故D正确；根据闭合电路欧姆定律可得,解得,故B错误。
4. (2022广东潮州二模)某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220V，输出电压为48V的变压器，由于副线圈烧坏了，为修复该充电器，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈，如图所示，将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈两端电压为2V。则（ ）
A. 该充电器原线圈有550匝 B. 该充电器原线圈有1100匝
C. 被烧坏的副线圈有120匝 D. 被烧坏的副线圈有240匝
【参考答案】AC
【名师解析】
设该变压器的原线圈、副线圈和新绕线圈的匝数分别用n1、n2、n3表示，原线圈、副线圈和新绕线圈两端的电压分别用U1、U2和U3表示，则有,解得该充电器原线圈匝数为,A正确，B错误；同理可得
所以,C正确，D错误。
5. （2022山东枣庄二模）一含有理想变压器电路如图所示，图中电阻和的阻值分别为和，A为理想交流电流表，u为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当开关S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A. 7 B. 6 C. 5 D. 4
【参考答案】B
【名师解析】
设变压器原、副线圈匝数之比为k，正弦交流电压源输出电压的有效值为U，则可知，开关断开时，副线圈电流为kI；则根据理想变压器原理可知
同理可知
代入解得，故B正确，ACD错误。
6. (2022河北唐山一模) “如图所示含有理想变压器的电路中，电阻、的阻值分别为2Ω、3Ω，电流表、和电压表、均为理想交流电表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。此时，电流表、的示数之比为1：2，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表、示数之比为2：1
B. 电压表、示数之比为7：3
C. 电阻、电功率之比1：3
D. 电阻、电功率之比为1：6
【参考答案】BD
【名师解析】电流表、的示数之比为1：2，则变压器的线圈匝数之比为
AB．设电流表的示数为，则电流表的示数为，由图根据公式可得，电压表的读数为
设原线圈两端的电压为，则，解得
根据欧姆定律可知，电阻两端的电压为
则电压表的读数为
则电压表、示数之比为，选项A错误B正确；
设电流表的示数为，则电流表的示数为，由图根据公式可得，电阻的功率为
电阻功率为，则电阻、电功率之比为，故C错误D正确。
7．（2022河北普通高中第一次联考）某同学设计了一种无线供电装置，原理如图甲所示，感应线圈处在垂直于感应线圈平面的磁场中，磁场的磁感应强度变化如图乙所示，规定磁场垂直感应线圈平面向上为正，下列说法正确的是
甲 乙
A．时间内，感应线圈中的电流方向自b流向a
B．时间内，感应线圈中的电流方向自a流向b
C．保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期减半，则端感应电动势将加倍
D．保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期加倍，则端感应电动势将加倍
【参考答案】．C
【名师解析】：时间内磁场方向向上且增强，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向向下，由右手螺旋定则可判断电流方向由a流向b；时间内磁场方向向下且增强，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向向上，由右手螺旋定则可判断电流方向由b流向a，A、B错误；磁场的最大值不变，周期减半，感应线圈磁通量变化率加倍，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势加倍，C正确，同理D错误。故选C。
【命题意图】本题以无线充电为背景，考查楞次定律、法拉第电磁感应定律等知识，主要考查理解能力、推理能力，体现科学思维，突出对应用性的考查要求。
8．（2022河北普通高中第一次联考）如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是
A．若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比
B．若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比
C．如果高铁机车功率为，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为6.9Ω
D．如果高铁机车功率为，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为7.6Ω
【参考答案】．AC【名师解析】：若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为，若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为，A正确，B错误；若高铁机车功率为，根据，，则电流，牵引变电所至机车间的等效电阻，C正确，D错误。故选AC。
【命题意图】本题以高铁供电为背景，考查理想变压器、欧姆定律等知识，主要考查理解能力、推理论证能力，体现科学思维、科学探究、科学态度与责任的要求。
9. (2022重庆涪陵高中冲刺)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，、为定值电阻，且，已知ab两端电压按图乙所示正弦规律变化。下列说法正确的是 （ ）
A. 电阻中的电流方向每秒钟改变50次
B. 电压表示数为110V
C. 电阻、消耗的功率之比为
D. ab两端与副线圈两端的电压之比为
【参考答案】D
【名师解析】．设副线圈电压的有效值为即电压表的示数为，电流有效值为、原线圈电压的有效值为，电流有效值为、、端电压的有效值为，根据理想变压器原副线圈的电压电流关系可得
,,可得,,,则,可得
又,,联立解得
根据,可得电阻、消耗的功率之比为，ab两端与副线圈两端的电压之比为，故D正确，BC错误。交流电的周期为0.02s，所以电流方向每秒钟改变100次，故A错误。故选D。
10. （2021四川绵阳三模）如图所示电路中，R1、R2分别为220Ω、5Ω的定值电阻，电压表V为理想电表。电路中接入交流电源,标有“20V 8W”的灯泡L正常发光，已知理想变压器是降压变压器。则
A.灯泡L中的电流方向每秒钟改变50次
B.电压表V的示数为32.5V
C.R1、R2消耗功率之比11:4
D.原副线圈匝数之比为5:2
【参考答案】C【命题意图】本题以变压器原线圈中串联电阻为情景，考查理想变压器、串联电路规律、电功率及其相关知识点，考查的学科核心素养是功与能的观念。
【解题思路】由电路中接入交流电源,，可知交变电压的最大值为110V，有效值为U=110V，由100π=2πf可得交变电流的频率为50Hz，由于交变电流在一个周期内电流方向改变两次，变压器不改变交变电流的频率，所以灯泡L中的电流方向每秒钟改变50×2次=100次，选项A错误；根据题述，,标有“20V 8W”的灯泡L正常发光，可知副线圈输出电流为I2=PL/UL=0.4A。副线圈输出电压U2= I2 R2+UL=0.4×5V+20V=22V，即电压表V的示数为22V，选项B错误；根据理想变压器变流公式，I1∶ I2= n2∶ n1，变压公式，U1∶ U2= n1∶ n2，对原线圈电路，U= U2+ I1 R1，联立解得：n1∶ n2=4∶1，I1=0.1A，选项D错误 ；R1消耗功率为P1= I12 R1=0.12×220W=2.2W，R2消耗功率为P2= I22 R1=0.42×5W=0.8W，R1、R2消耗功率之比为P1∶ P2=2.2∶0.8=11∶4，选项C正确。
【方法归纳】对于只有一个副线圈的理想变压器，可以利用变压公式U1∶ U2= n1∶ n2，变流公式，I1∶ I2= n2∶ n1，列方程解答；若原线圈中串联有定值电阻或灯泡，则对原线圈电路，需要利用串联电路规律列出方程。灯泡正常发光，则有灯泡两端电压等于额定电压，其电功率等于额定电功率。专题94 理想变压器
1．理想变压器构造
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。
【特别提醒】(1)对于大小随时间变化(如图所示)的直流电，变压器仍然有变压作用。
(2)对于恒定电流，变压器没有变压作用。
3．基本关系式
(1)功率关系：P入＝P出。
(2)电压关系：＝。
(3)电流关系：只有一个副线圈时，＝。
【特别提醒】当副线圈与用电器断开(空载)时，无电流通过副线圈，但副线圈两端仍存在电压。
4．理想变压器及基本关系的理解
基 本 关 系 功率关系 能量守恒：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出
电压关系 只有一个副线圈时：＝
有多个副线圈时：＝＝＝…
电流 关系 只有一个副线圈时：＝
有多个副线圈时：I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率关系 f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)
5．分析变压器电路的两个难点
(1)分析原线圈有串联负载的变压器电路问题时要注意：变压器的输入电压不等于电源的电压，而是等于电源电压减去串联负载的电压，即U1＝U源－U串。
(2)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。
6．自耦变压器问题
自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，原、副线圈共用其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器同样适用，如图所示。
最新高考题精选
1. （2022高考湖北物理）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220V、匝数为1100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%，忽略其它损耗，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
2. （2022山东物理）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（ ）
A. n1为1100匝，为
B. 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为
C. 若将R接在两端，R两端的电压为，频率为
D. 若将R接在两端，流过R的电流为，周期为
3. （2021重庆高考）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V，副线圈两端的电压为4.4V，副线圈的电流为1.0A，若将该变压器视为理想变压器，则
A. 原、副线圈匝数之比为25 1
B. 原线圈的电流为0.02A
C. 副线圈两端的电压最大值为5V
D. 原、副线圈的功率之比为50 1
4．（2021年高考广东学业水平选择性测试）某同学设计了一个充电装置，如图5所示．假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V．理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1：60．下列说法正确的是
A. 交流电的频率为10Hz
B. 副线圈两端电压最大值为3V
C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
5. （2021重庆高考）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V，副线圈两端的电压为4.4V，副线圈的电流为1.0A，若将该变压器视为理想变压器，则
A. 原、副线圈匝数之比为25 1
B. 原线圈的电流为0.02A
C. 副线圈两端的电压最大值为5V
D. 原、副线圈的功率之比为50 1
6．(2020高考全国理综III卷)在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是
A．所用交流电的频率为50Hz B．电压表的示数为100V
C．电流表的示数为1.0A D．变压器传输的电功率为15.0W
7．（2020高考天津卷）手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中
A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
8. (2019·江苏高考)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V时，输出电压( )
A．降低2 V B．增加2 V
C．降低200 V D．增加200 V
9. (多选)(2020·全国卷Ⅲ)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A．所用交流电的频率为50 Hz
B．电压表的示数为100 V
C．电流表的示数为1.0 A
D．变压器传输的电功率为15.0 W
10．(2020·山东等级考)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
A．1 Ω B．5 Ω
C．6 Ω D．8 Ω
11．(2018·天津高考)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则( )
A．R消耗的功率变为P
B．电压表V的读数变为U
C．电流表A的读数变为2I
D．通过R的交变电流频率不变
最新模拟题精选
1. （2022山东济南5月模拟）如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比为n1∶n2∶n3 = 4∶1∶1，电阻R1 = R2 = R3 = R。当A、B两接线柱接正弦交变电源时，R2的电流为I，则电源的输出功率为（ ）
A. 2I2R B. C. 3I2R D. 18I2R
2. （2022山东青岛二模）如图为“日”字形变压器的示意图，中间和两臂上分别绕有匝数为、、的线圈，线圈匝数比，两臂电路中接有相同的电阻。将中间线圈接入电压的交变电流，下列说法正确的是（ ）
A. 每匝线圈中磁通量的变化率都相同
B. 电压表的示数为
C. 电压表和示数比为
D. 电流表和示数比为
3. (2022天津南开二模)如图甲所示电路中，为标有“4V，2W”字样的小灯泡，、为两只标有“8V，6W”字样的相同灯泡，变压器为理想变压器，各电表为理想电表，当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数为1.5A B. 交变电压的最大值
C. 变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1 D. 电压表的示数为24V
4. (2022广东潮州二模)某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220V，输出电压为48V的变压器，由于副线圈烧坏了，为修复该充电器，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈，如图所示，将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈两端电压为2V。则（ ）
A. 该充电器原线圈有550匝 B. 该充电器原线圈有1100匝
C. 被烧坏的副线圈有120匝 D. 被烧坏的副线圈有240匝
5. （2022山东枣庄二模）一含有理想变压器电路如图所示，图中电阻和的阻值分别为和，A为理想交流电流表，u为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当开关S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A. 7 B. 6 C. 5 D. 4
6. (2022河北唐山一模) “如图所示含有理想变压器的电路中，电阻、的阻值分别为2Ω、3Ω，电流表、和电压表、均为理想交流电表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。此时，电流表、的示数之比为1：2，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表、示数之比为2：1
B. 电压表、示数之比为7：3
C. 电阻、电功率之比1：3
D. 电阻、电功率之比为1：6
7．（2022河北普通高中第一次联考）某同学设计了一种无线供电装置，原理如图甲所示，感应线圈处在垂直于感应线圈平面的磁场中，磁场的磁感应强度变化如图乙所示，规定磁场垂直感应线圈平面向上为正，下列说法正确的是
甲 乙
A．时间内，感应线圈中的电流方向自b流向a
B．时间内，感应线圈中的电流方向自a流向b
C．保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期减半，则端感应电动势将加倍
D．保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期加倍，则端感应电动势将加倍
8．（2022河北普通高中第一次联考）如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是
A．若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比
B．若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比
C．如果高铁机车功率为，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为6.9Ω
D．如果高铁机车功率为，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为7.6Ω
9. (2022重庆涪陵高中冲刺)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，、为定值电阻，且，已知ab两端电压按图乙所示正弦规律变化。下列说法正确的是 （ ）
A. 电阻中的电流方向每秒钟改变50次
B. 电压表示数为110V
C. 电阻、消耗的功率之比为
D. ab两端与副线圈两端的电压之比为
10. （2021四川绵阳三模）如图所示电路中，R1、R2分别为220Ω、5Ω的定值电阻，电压表V为理想电表。电路中接入交流电源,标有“20V 8W”的灯泡L正常发光，已知理想变压器是降压变压器。则
A.灯泡L中的电流方向每秒钟改变50次
B.电压表V的示数为32.5V
C.R1、R2消耗功率之比11:4
D.原副线圈匝数之比为5:2
