2018-2019學年教科版高中物理選修3-2練習：第二章 交變電流 第5節(jié)

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第5節(jié)電感器在交流電路中的作用1．電感器對交流電有阻礙作用,阻礙作用的大小用______表示，線圈的自感系數(shù)越大,交流電的頻率越高，對交流電的阻礙作用________,即感抗__________，XL＝________。2．感抗的形成是因為交變電流通過線圈時，由于自感的作用產(chǎn)生了____________，自感電動勢要阻礙電流的變化,這樣就形成了對電流的阻礙作用．3．電子技術中常用的扼流圈有兩類:一類是低頻扼流圈，它的作用是“________________”;另一類是高頻扼流圈，它的作用是“________________________”．4．如圖1所示，電鍵接直流上燈泡的亮度______（填大于、小于或等于）接到交流上燈泡亮度，說明線圈對直流電和交變電流的阻礙作用不同．圖15．如圖2所示的電路中，正弦交流電源電壓的有效值為220V，則關于交流電壓表的示數(shù)，以下說法中正確的是（）圖2A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于零6．電感和電容對交流電的阻礙作用的大小不但跟電感、電容本身有關,還跟交流電的頻率有關，下列說法中正確的是()A．電感是通直流、阻交流，通高頻、阻低頻B．電容是通直流、阻交流，通高頻、阻低頻C．電感是通直流、阻交流,通低頻、阻高頻D．電容是通交流、隔直流，通低頻、阻高頻【概念規(guī)律練】知識點一電感對交變電流的阻礙作用圖31．如圖3所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零．電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u＝220eq\r（2）sin10πtV．若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25Hz，下列說法中正確的是（）A．電流表示數(shù)增大B．電壓表示數(shù)減小C．燈泡變暗D．燈泡變亮2．一個燈泡通過一個線圈與一交流電源相連接,如圖4所示．一個鐵塊插進線圈之后，該燈泡將（）圖4A．變亮B．變暗C．對燈泡沒影響D．無法判斷知識點二對扼流圈的理解3．如圖5所示電路,前級輸出的電流既有高頻成分又有低頻成分，要把低頻成分的電流輸送到下一級，需在ab間接一個________扼流圈，它的自感系數(shù)應________．圖54．對于扼流圈的以下說法，正確的是()A．扼流圈是利用電感阻礙交變電流的作用制成的B．低頻扼流圈用來“通低頻、阻高頻"C．高頻扼流圈用來“通直流、阻交流"D．高頻扼流圈對低頻交變電流阻礙作用較小，對高頻交變電流的阻礙作用很大【方法技巧練】電容器與電感器配合使用時的分析技巧5．如圖6所示是電視機電源部分的濾波裝置，當輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用．圖66．在圖7所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個25mH的高頻扼流圈,C是一個100pF的電容器，R是負載電阻．下列說法中正確的是(）圖7A．L的作用是“通低頻，阻高頻”B．C的作用是“通交流，隔直流”C．C的作用是“通高頻,阻低頻”D．通過R的電流中，低頻交流所占的百分比遠遠大于高頻交流所占的百分比1．關于感抗，下列說法中正確的是(）A．感抗是由于電流變化時在線圈中產(chǎn)生了自感電動勢，阻礙電流的變化B．感抗的大小不僅與自感系數(shù)有關，還與電流的頻率有關C．感抗雖然對交變電流有阻礙作用，但不消耗能量D．感抗是線圈的電阻產(chǎn)生的2．交變電流通過一段長直導線時，電流為I,如果把這根長直導線繞成線圈，再接入原電路，通過線圈的電流為I′，則（)A．I′〉IB．I′<IC．I′＝ID．無法比較3。兩個相同的燈泡L1和L2，接到如圖8所示的電路中，燈L1與電容器串聯(lián)，燈L2與電感線圈串聯(lián),當a、b處接電壓最大值為Um、頻率為f的正弦交流電源時，兩燈都發(fā)光，且亮度相同．更換一個新的正弦交流電源后，燈L1的亮度高于燈L2的亮度，新電源的電壓最大值和頻率可能是（）圖8A．最大值仍為Um,而頻率大于fB．最大值仍為Um，而頻率小于fC．最大值大于Um，而頻率仍為fD．最大值小于Um，而頻率仍為f4．在頻率為f的交變電流電路中,如圖9所示,當開關S依次分別接通R、C、L支路,這時通過各支路的電流有效值相等．若將交變電流的頻率提高到2f，維持其他條件不變，則下列幾種情況不正確的是(圖9A．通過R的電流有效值不變B．通過C的電流有效值變大C．通過L的電流有效值變小D．流過R、C、L的電流有效值都不變5．如圖10所示,輸入端ab的輸入電壓既有直流成分，又有交流成分，以下說法中，正確的是(L的直流電阻不為零）(）圖10A．直流成分只能從L通過B．交流成分只能從R通過C．通過R的既有直流成分又有交流成分D．通過L的直流成分比通過R的直流成分要大6。如圖11所示的電路中，A、B、C三燈亮度相同，電源為220V，50Hz的交流電源，以下敘述中正確的是()圖11A．改接220V，100Hz的交流電源時,A燈變亮，B燈變暗，C燈亮度不變B．改接220V，100Hz的交流電源時，A燈變暗，B燈變亮,C燈變亮C．改接220V的直流電源時,A燈熄滅，B燈變亮，C燈亮度不變D．改接220V的直流電源時,A燈熄滅,B燈變亮，C燈變暗7．如圖12所示，“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚聲器,它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚聲器和低音揚聲器，音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應的揚聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機械振動．圖為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由a、b端輸入,L1和L2是線圈，C1和C2是電容器（）圖12A．甲揚聲器是高頻揚聲器B．C2的作用是阻礙低頻電流通過乙揚聲器C．L1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚聲器D．L2的作用是減少通過乙揚聲器的低頻電流8．彩色電視機的電源輸入端裝有電源濾波器，其電路圖如圖13所示，主要元件是兩個線圈L1、L2，它們的自感系數(shù)很大，F(xiàn)是保險絲,R是壓敏電阻(正常情況下阻值很大，但電壓超過設定值時,阻值會迅速減小,可以保護與其并聯(lián)的元件)，C1、C2是電容器,S為電視機開關，某一次用戶沒有先關電視機（沒有斷開S)就拔掉電源插頭,結果燒壞了圖中的電路元件,可能被燒壞的元件是(）圖13A．RB．L1或L2C．C2D9．在收音機線路中,經(jīng)天線接收下來的電信號既有高頻成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送給下一級,需要把低頻成分和高頻成分分開,只讓低頻成分輸入給下一級,我們采用了如圖14所示裝置電路，其中代號a、b應選擇的元件是()圖14A．a(chǎn)是電容較大的電容器,b是低頻扼流線圈B．a(chǎn)是電容較大的電容器,b是高頻扼流線圈C．a(chǎn)是電容較小的電容器，b是高頻扼流線圈D．a(chǎn)是電容較小的電容器，b是低頻扼流線圈題號123456789答案10.如圖15所示,A、B、C為三個相同的燈泡，a、b、c為與之串聯(lián)的三個元件，E1為直流電源，E2為交流電源．當開關S接“1”時，A、B兩燈均正常發(fā)光，C燈不亮;當開關S接“2”時，A燈仍正常發(fā)光，B燈變暗，C燈正常發(fā)光．由此可知，a元件應是________,b元件應是________,c元件應是________．圖1511．如圖16所示為電子技術中的部分電路，前級輸出的電流中既有直流成分，又有交流成分．如果只需要把交流成分輸送到下一級裝置，應在a、b兩點間接入一個________；如果只需把直流輸送到下一級裝置，應在a、b兩點間接入一個________．圖1612．如圖17所示，是一個判定AB之間電源性質(zhì)的儀器，自感系數(shù)和電容都較大．若接通電源后只有綠燈亮,則圖17(1）AB之間是什么電源?（2）若只有紅燈亮或黃燈亮，AB之間電源又如何？第5節(jié)電感器在交流電路中的作用答案課前預習練1．感抗越大越大2πfL2．自感電動勢3．通直流，阻交流通低頻，通直流，阻高頻4．大于5．C[電感對交變電流有阻礙作用，線圈與燈泡串聯(lián)，其電壓之和等于電源電壓，即UL＋UR＝U，故交流電壓表的示數(shù)小于220V，C正確．］6．C［電感線圈的作用是“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”，電容器的作用是“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”，所以C項正確．]課堂探究練1．C[根據(jù)所加的交流電u＝220eq\r（2)sin10πtV，可知ω＝10π，由ω＝2πf可得f＝5Hz.若只將電源的頻率改為f′＝25Hz，則可知電感線圈對交變電流的阻礙作用變大，即感抗變大，電感跟電燈串聯(lián)，由串聯(lián)分壓原理知，線圈兩端電壓變大，所以電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小，電燈變暗．]點評電感對交變電流的阻礙作用跟交變電流的頻率有關．頻率越高阻礙作用就越大．2．B［加入鐵芯改變了電感線圈的自感系數(shù),自感系數(shù)增大，感抗增大,降落在電感線圈上的電壓增大,降落在燈泡上的電壓減小，所以燈泡變暗．］點評電感線圈的自感系數(shù)與線圈大小、形狀、圈數(shù)以及是否有鐵芯等因素有關．加入鐵芯后，自感系數(shù)增大,對交流的阻礙作用變大．3．高頻小解析高頻扼流圈有“通低頻，阻高頻”的作用，故應接高頻扼流圈．要通過低頻即對低頻的阻礙作用小，由XL＝2πfL知L要小．4．AD[低頻扼流圈用來“通直流、阻交流”，對低頻電流阻礙作用也很大，而高頻扼流圈是對高頻阻礙作用很大,對低頻阻礙作用較小，用來“通低頻，通直流,阻高頻”．高頻扼流圈的自感系數(shù)較小，低頻扼流圈的自感系數(shù)較大．］點評低頻扼流圈，“扼制”低頻電流，線圈的自感系數(shù)較大；高頻扼流圈,“扼制”高頻電流，線圈的自感系數(shù)較?。?．見解析解析當含有多種成分的電流輸入到C1兩端，由于C1的“通交流、隔直流”的功能，電流中的交流成分被衰減,而線圈L有“通直流、阻交流”的功能，直流成分電流順利通過L,一小部分交流通過L，到達C2兩端時，C2進一步濾除電流中殘余的交流成分，這樣在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，這個直流電供電視機內(nèi)芯正常工作．6．ACD［L是一個自感系數(shù)很小的高頻扼流圈，其作用是“通低頻,阻高頻”,A正確；C是一個電容很小的電容器，在題圖所示電路中，對高頻交流的容抗遠小于對低頻交流的容抗，其作用是“通高頻、阻低頻”,C正確；因電路中無直流電流，B錯誤;由于L對高頻交流的阻礙作用和C對高頻交流的旁路作用,使得通過R的電流中,低頻交流所占的百分比遠大于高頻交流的百分比，D正確．］方法總結要正確理解電阻、電感、電容對交流、直流的阻礙作用．(1)電阻對交流、直流有相同的阻礙作用，交變電流頻率變化時，阻礙作用不變．(2)電容器通交流隔直流，通高頻阻低頻．(3)電感器通直流阻交流，通低頻阻高頻．課后鞏固練1．ABC2．B[當交變電流通過長直導線時,對交變電流的阻礙作用相當于一個電阻器，當導線繞成線圈后，就成了一個電感器，電流除受電阻的阻礙作用外，還受到電感器的阻礙作用，電流減?。?．A［電壓最大值不變,則其有效值也不變,當頻率變大時，容抗變小，感抗變大,故L1變亮，L2變暗,即燈L1的亮度高于燈L2的亮度，A項正確，B項錯誤；若最大值大于Um，頻率不變，容抗、感抗均不變,故L1、L2的亮度都增大，但亮度相同，C項錯誤,同理知D項錯誤．]4．D[電阻對交變電流阻礙作用的大小與電流的頻率無關，因此，通過電阻的電流的有效值不變．電感對交變電流阻礙作用的大小用感抗表示,線圈的自感系數(shù)越大,電流的頻率越高,自感電動勢就越大，即線圈對電流的阻礙作用就越大，感抗也就越大，因此，通過電感的電流有效值變?。娙萜鲗蛔冸娏髯璧K作用的大小用容抗表示,電容一定時,在相同的電壓下電容器容納的電荷一定，頻率越高，充、放電的時間越短，充、放電的電流越大，容抗越小，因此，通過電容器的電流有效值變大．]5．CD［由于線圈直流電阻不為零,所以有直流通過R，而線圈對交流有阻礙作用，因此也有交流成分通過R，B錯，C正確;由于R對交流也有阻礙作用，所以也有交流成分通過L，A錯；因為一般導線的直流電阻都很小，所以通過線圈的直流要比通過R的要大，D正確．]6．AC[電源由“220V，50Hz”改為“220V，100Hz”時，由XL＝2πfL，XC＝eq\f(1,2πfC)可知XL變大，XC減小，A變亮，B變暗，C不變，A對，改接220V直流電源時,電容器處于斷路，A燈熄滅，C燈亮度不變，由于L對直流沒有感抗,所以B燈變亮,C對．］7．BD[這是一個實際應用問題，考查對電感、電容在高頻、低頻同時存在的電路中的綜合作用．只要抓住基礎知識點，就可進行綜合分析．電路中的電感和電容作用可以簡單概括為：電感——通直流,阻交流，通低頻，阻高頻；電容—-通交流，隔直流，通高頻，阻低頻．]8．BC[由于L1和L2的自感作用，R，C2,L2,L1所構成的閉合回路中產(chǎn)生較大的電流，C2,L1，L2可能燒壞，而C1與R元件并聯(lián)，由于R的保護C1不會燒壞，選B、C.]9．C[電容器具有通高頻、阻低頻的作用，這樣的電容器電容應較?。姼芯€圈在該電路中要求做到通低頻、阻高頻，所以它是一個高頻扼流圈（自感系數(shù)較小的電感線圈）．］10．電阻電感器電容器11．電容器電感器12．(1）AB間接交