2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第13章交变电流电磁振荡和电磁波传感器第32讲理想变压器电能的输送考点1理想变压器基本关系的应用

这是一份2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第13章交变电流电磁振荡和电磁波传感器第32讲理想变压器电能的输送考点1理想变压器基本关系的应用，共4页。试卷主要包含了理想变压器的基本特点，关于理想变压器的四点说明，分析变压器电路的两个难点等内容，欢迎下载使用。

1．理想变压器的基本特点
(1)无漏磁、故原、副线圈中的Φ、eq \f(ΔΦ,Δt)相同。
(2)线圈无电阻，因此无电压损失，U＝E＝neq \f(ΔΦ,Δt)。
(3)根据eq \f(U,n)＝eq \f(ΔΦ,Δt)得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成立，则有eq \f(U1,n1)＝eq \f(U2,n2)＝eq \f(U3,n3)＝…
2．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。
3．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。
【跟踪训练】
(变压器的原理)(多选)(2022·湖北卷)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( AC )
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
[解析] 根据eq \f(n1,n2)＝eq \f(80%U1,U2)，可得接收线圈的输出电压约为U2＝8 V，故A正确；由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，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同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误。故选AC。
(理想变压器基本关系)(2023·广东卷)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＝220eq \r(2)sin(100πt)V。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是( A )
A．20 A,50 Hz B．20eq \r(2) A,50 Hz
C．20 A,100 Hz D．20eq \r(2) A,100 Hz
[解析] 由题可知原线圈输入电压的有效值为U1＝eq \f(220\r(2),\r(2))＝220 V，原线圈电流为I1＝eq \f(P,U1)＝40 A，副线圈输出电流的有效值为I2＝eq \f(n1,n2)I1＝20 A，变压器无法改变电流的频率，故f＝eq \f(ω,2π)＝eq \f(100π,2π) Hz＝50 Hz，故选A。
(理想变压器原线圈接电阻问题分析)手机无线充电技术越来越普及，如图甲所示是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比n1∶n2＝5∶1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220 V的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为5 V，充电电流为2 A。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是( A )
A．快速充电时，送电线圈的输入电压U1＝212.5 V
B．快速充电时，cd间电压U2＝44 V
C．快速充电时，送电线圈的输入功率为10 W
D．R的值为187.5 Ω
[解析] 对送电线圈有220 V＝I1R＋U1，受电线圈有U2＝I2R＋5 V，由原副线圈电流和匝数的关系可得eq \f(I2,I1)＝eq \f(5,1)，由原副线圈电压和匝数的关系可得eq \f(U1,U2)＝eq \f(5,1)，联立解得U1＝212.5 V，U2＝42.5 V，A正确，B错误；变压器原副线圈的功率相等，则送电线圈的输入功率P1＝P2＝U2I2＝42.5×2 W＝85 W，C错误；由欧姆定律可得R＝eq \f(U2－U,I2)＝eq \f(42.5－5,2) Ω＝18.75 Ω，D错误。
(理想变压器副线圈接二极管问题分析)如图甲所示的充电器正在给手机充电。乙图是简化原理图，理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶2，原线圈接220 V交变电流，副线圈通过理想二极管连接手机。下列说法正确的是( C )
A．副线圈的电流为8 A
B．手机两端的电压为8 V
C．通过手机的电流为直流电
D．拔掉手机，充电线两端电压为零
[解析] 手机的电阻未知，根据题给条件无法求出副线圈的电流，故A错误；根据eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)可得，副线圈输出电压为U2＝eq \f(n2,n1)U1＝8 V，经过二极管后，根据有效值定义可得eq \f(U2,R)·T＝eq \f(U\\al(2,2),R)·eq \f(T,2)，解得手机两端的电压U＝4eq \r(2) V，故B错误；因二极管具有单向导电性，所以通过手机的电流为直流电，故C正确；拔掉手机，充电线两端电压不为零，故D错误。
(2022·山东卷)如图所示的变压器，输入电压为220 V，可输出12 V、18 V、30 V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u＝Umcs(100πt)V。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1 V。将阻值为12 Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12 W。下列说法正确的是( D )
A．n1为1 100匝，Um为220 V
B．BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4 A
C．若将R接在AB两端，R两端的电压为18 V，频率为100 Hz
D．若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5 A，周期为0.02 s
[解析] 变压器的输入电压为220 V，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220eq \r(2) V，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为eq \f(n1,1)＝eq \f(220 V,0.1 V)，解得原线圈为2 200匝，A错误；根据图像可知，当原线圈输入220 V时，BC间的电压应该为12 V，故BC间的线圈匝数关系有eq \f(nBC,1)＝eq \f(12 V,0.1 V)＝120，BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为IBC＝eq \f(P,UBC)＝eq \f(12 W,12 V)＝1 A，B错误；若将R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220 V时，AB间的电压应该为18 V。根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为100π，故交流电的频率为f＝eq \f(1,T)＝eq \f(ω,2π)＝50 Hz，C错误；若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入220 V时，AC间的电压应该为30 V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为IAC＝eq \f(UAC,R)＝eq \f(30,12) A＝2.5 A，交流电的周期为T＝eq \f(1,f)＝eq \f(2π,ω)＝0.02 s，D正确。故选D。