Question

某学生选用匝数可调的可拆变压器（该变压器视为理想变压器），如图甲所示，做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，可以研究副线圈匝数对输出电压的影响。

（1）以为纵坐标，为横坐标。在图乙中画出变压器的输出电压与匝数关系图像的示意图，并说明—图像斜率的物理意义。

（2）设变压器原线圈的匝数为，感应电动势为，端电压为；副线圈的匝数为，感应电动势为，端电压为。请理论推导理想变压器线圈两端的电压与匝数的关系。

（3）如图丙、丁所示，是电压互感器和电流互感器的原理图（“○”中的电表未画出），根据他们的工作原理填写下列表格。

	“○”中所用的电表（选填“电压表”或“电流表”）	比较原线圈与副线圈导线的粗细（选填“较粗”或“较细”）
丙
丁

Answer

(1)图见解析，物理意义为每匝线圈的电压 (2)推导过程见解析 (3)见解析

【解析】

(1)根据题意做出图像如图所示：

—图像斜率的物理意义表示每匝线圈产生的电压。

(2)由于互感现象没有漏磁，原副线圈中的每匝线圈都具有相同的，根据法拉第电磁感应定律有：

所以联立有：

由于不计原副线圈的电阻，因此原线圈两端电压U1=E1，副线圈两端电压U2=E2，所以有：

(3)根据电压互感器和电流互感器原理和特点可填表如下：

“○”中所用的电表（选填“电压表”或“电流表”）

比较原线圈与副线圈导线的粗细（选填“较粗”或“较细”）

丙

电压表

较细

丁

电流表

较粗