2019-2020年高中物理 5.3 電感和電容對交變電流的影響課時作業(yè) 新人教版選修3-2.doc

2019-2020年高中物理 5.3 電感和電容對交變電流的影響課時作業(yè) 新人教版選修3-21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1電感對交變電流阻礙作用的大小，用_來表示，線圈的自感系數(shù)越大，自感作用就越大，感抗就_；交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用越大，感抗_，電感有_的作用2如圖2所示，開關(guān)S接到直流電源上，觀察的現(xiàn)象是燈泡_；接通交變電流源，觀察的現(xiàn)象是燈泡_，說明了直流電_電容器，交變電流能夠“_”電容器電容對交變電流的阻礙作用的大小用_來表示，電容越大，容抗就_；交變電流的頻率越高，容抗_，電容器有“_”的作用圖23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(guān)，還跟交流電的頻率有關(guān)，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4如圖3所示的電路中，正弦交流電源電壓的有效值為220 V，則關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，以下說法中正確的是()圖3A等于220 V B大于220 VC小于220 V D等于零5如圖4甲、乙兩圖是電子技術(shù)中的常用電路，a、b是各部分電路的輸入端，其中輸入的交流高頻成分用“”表示，交流低頻成分用“”表示，直流成分用“”表示關(guān)于兩圖中負(fù)載電阻R上得到的電流特征是()圖4A圖甲中R得到的是交流成分B圖甲中R得到的是直流成分C圖乙中R得到的是低頻成分D圖乙中R得到的是高頻成分【概念規(guī)律練】知識點一電感對交變電流的阻礙作用圖51如圖5所示的電路中，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u220sin 10t V若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25 Hz，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6所示一個鐵塊插進(jìn)線圈之后，該燈泡將()圖6A變亮 B變暗 C對燈泡沒影響 D無法判斷知識點二電容器對交變電流的阻礙作用3如圖7所示的電路，F(xiàn)為一交流發(fā)電機(jī)，C為平行板電容器，為使電流表A的示數(shù)增加，可行的方法是()圖7A使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速增加B使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速減小C在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)D使電容器兩極板間距離增大4如圖8所示，(a)、(b)兩電路是電容器的兩種不同連接方式，它們各在什么情況下采用？應(yīng)該怎樣選用電容器？圖8知識點三電阻、電感、電容器在電路中的不同特點5在圖9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25 mH的高頻扼流圈，C是一個100 pF的電容器，R是負(fù)載電阻下列說法正確的是圖9AL的作用是“通低頻，阻高頻”BC的作用是“通交流，隔直流”CC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(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比6如圖10所示的電路中，A、B、C三燈亮度相同，電源為220 V,50 Hz的交流電源，以下敘述中正確的是()圖10A改接220 V,100 Hz的交流電源時，A燈變亮，B燈變暗，C燈亮度不變B改接220 V,100 Hz的交流電源時，A燈變暗，B燈變亮，C燈變亮C改接220 V的直流電源時，A燈熄滅，B燈變亮，C燈亮度不變D改接220 V的直流電源時，A燈熄滅，B燈變亮，C燈變暗【方法技巧練】電感、電容的處理技巧7如圖11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11A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的直流成分要大圖128如圖12所示的電路中，正弦交流電源電壓的有效值為220 V，則關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，以下說法中正確的是()A等于220 V B大于220 VC小于220 V D等于零1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2對交流電通過電容器的理解正確的是()A交變電流能夠使電容器極板間的絕緣介質(zhì)變成導(dǎo)體B交變電流定向移動的電荷通過電容器兩板間的絕緣介質(zhì)C交變電流能夠使電容器交替進(jìn)行充電、放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交變電流通過了電容器D交變電流通過了電容器，實際上自由電荷并沒有通過電容器極板間的絕緣介質(zhì)(擊穿除外)3如圖13所示，平行板電容器與燈泡串聯(lián)，接在交流電源上，燈泡正常發(fā)光，則()圖13A把電介質(zhì)插入電容器，燈泡一定變亮B把電容器兩極板間距離增大，燈泡一定變亮C把電容器兩極板間距離減小，燈泡一定變亮D使交流電頻率增大，燈泡變暗4如圖14所示，白熾燈和電容器串聯(lián)后接在交變電源的兩端，當(dāng)交變電源的頻率減小時()圖14A電容器電容增加 B電容器電容減小C電燈變暗 D電燈變亮5交變電流通過一段長直導(dǎo)線時，電流為I，如果把這根長直導(dǎo)線繞成線圈，再接入原電路，通過線圈的電流為I，則()AI>I BI<ICII D無法比較6在頻率為f的交變電流電路中，如圖15所示，當(dāng)開關(guān)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15A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7如圖16甲、乙所示，從某一裝置中輸出的電流既有交流成分，又有直流成分，現(xiàn)要把交流成分輸送給下一級，有關(guān)甲、乙圖的說法正確的是()圖16A應(yīng)選用甲圖電路，其中C的電容要大B應(yīng)選用甲圖電路，其中C的電容要小C應(yīng)選用乙圖電路，其中C的電容要大D應(yīng)選用乙圖電路，其中C的電容要小8. 兩個相同的燈泡L1和L2，接到如圖17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(dāng)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17A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f9如圖18所示，“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(yáng)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(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器，音箱要將擴(kuò)音機(jī)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(yīng)的揚(yáng)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(jī)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18A甲揚(yáng)聲器是高頻揚(yáng)聲器BC2的作用是阻礙低頻電流通過乙揚(yáng)聲器CL1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器DL2的作用是減少通過乙揚(yáng)聲器的低頻電流10彩色電視機(jī)的電源輸入端裝有電源濾波器，其電路圖如圖19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(shè)定值時，阻值會迅速減小，可以保護(hù)與其并聯(lián)的元件)，C1、C2是電容器，S為電視機(jī)開關(guān)，某一次用戶沒有先關(guān)電視機(jī)(沒有斷開S)就拔掉電源插頭，結(jié)果燒壞了圖中的電路元件，可能被燒壞的元件是()圖19AR BL1或L2CC2 DC111在收音機(jī)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20所示裝置電路，其中代號a、b應(yīng)選擇的元件是()圖20Aa是電容較大的電容器，b是低頻扼流線圈Ba是電容較大的電容器，b是高頻扼流線圈Ca是電容較小的電容器，b是高頻扼流線圈Da是電容較小的電容器，b是低頻扼流線圈題號1234567891011答案12如圖21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AB之間是什么電源？若只有紅燈亮或黃燈亮，AB之間電源又如何？圖21第3節(jié)電感和電容對交變電流的影響 答案課前預(yù)習(xí)練1大于感抗越大越大通低頻，通直流，阻高頻2不亮亮不能通過通過容抗越小越小隔直流，通交流3C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4C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ULURU，故交流電壓表的示數(shù)小于220 V，C正確5AC當(dāng)交變電流加在電容器上時，有“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”的特性，甲圖中電容器隔直流，R得到的是交流成分A正確，B錯誤；乙圖中電容器能通過交流高頻成分，阻礙交流低頻成分，R得到的是低頻成分，C正確，D錯誤課堂探究練1C根據(jù)所加的交流電u220sin 10t V，可知10，由2f可得f5 Hz.若只將電源的頻率改為f25 Hz，則可知電感線圈對交變電流的阻礙作用變大，即感抗變大，電感線圈跟燈泡串聯(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，燈泡變暗點評電感線圈對交變電流的阻礙作用跟交變電流的頻率有關(guān)：頻率越高阻礙作用就越大2B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，降落在燈上的電壓減小，所以燈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(guān)加入鐵芯后，自感系數(shù)增大，自感系數(shù)增大，對交流的阻礙作用變大3A當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加時，交變電流的頻率增大，容抗減小，電流表A的讀數(shù)增大，A項正確，B項錯誤；在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)時，電容器的電容減??；使電容器兩極板間距離增大時，電容也減小，當(dāng)電容減小時，容抗增大，對交變電流的阻礙作用增大，電流表A示數(shù)減小，C、D兩項均錯誤故正確答案為A.點評容抗由電容和交流電的頻率來決定電容越大，容抗越小，交流電的頻率越高，容抗越小4見解析解析(a)C1起隔直的作用，對下級輸出的是交流，應(yīng)選用電容較大的電容器(b)C2起過濾高頻的作用：若對下級輸出直流，C2選用容量大的；若對下級輸出低頻，C2選用容量小的圖中的C1串聯(lián)在電路中，它的作用是“通交流、隔直流”，為了使交流成分都能順利地通過，容抗必須較小，應(yīng)選用電容較大的電容器圖中的C2并聯(lián)在電路中，如果輸入端輸入的電流中包含有高頻和低頻兩種交流成分，該電容器的作用是“通高頻、阻低頻”，即對高頻電流起旁路作用，而讓需要的低頻信號輸入到下一級，一般取電容較小的電容器；如果輸入的電流是直流和交流兩種成分，該電容器的作用是濾去交流成分，把直流成分輸入到下一極，這時要選用電容較大的電容器另外，選用電容器還須注意它的耐壓值，以防被擊穿點評交流電路中常包含有直流成分和交流成分，電容器在電路中有“通交流、隔直流”或“通高頻、阻低頻”的作用5ACDL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(yuǎn)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(yuǎn)大于高頻交流的百分比，D正確點評(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)電感線圈通直流阻交流，通低頻阻高頻(3)電容器通交流隔直流，通高頻阻低頻6AC電源由“220 V,50 Hz”改為“220 V,100 Hz”時，由XL2fL，XC可知XL變大，XC減小，A變亮，B變暗，C不變，A對，改接220 V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對點評交流電頻率變大時，感抗變大，容抗變小，電阻不受影響；電感對直流的阻礙作用幾乎為零，電容不通直流7CD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(dǎo)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正確方法總結(jié)當(dāng)電感線圈對直流電阻很小時，在直流電路中可做為一個小電阻來理解，當(dāng)電感線圈對直流電阻為零時，在直流電路中可做為一根導(dǎo)線來理解8C雖然交變電流能通過電容器，但也受到阻礙作用，電容器與電阻串聯(lián)，根據(jù)分壓原理可知電阻兩端的電壓小于電源電壓，電壓表測的是電阻兩端的電壓，C正確方法總結(jié)電容對直流有“隔斷”作用，對交流有阻礙作用，當(dāng)交流電“通過”時，電容器兩端也有電壓課后鞏固練1AD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2CD電流能“通過”電容器，并非電荷真的通過電容器兩板間的電介質(zhì)，而是交變電流交替對電容器充放電，電容器中并未有電荷通過，但電路中有了電流，表現(xiàn)為交變電流通過了電容器3AC在電容器中插入電介質(zhì)或把電容器兩極間距離減小，電容C增大，容抗減小，電流增加，燈泡變亮；當(dāng)頻率增加時，容抗減小，燈泡也變亮；把電容器兩板間的距離增大，將使電容器C減小，容抗增加，燈泡將變暗4C電容器的電容是由電容器本身的特性所決定的，與外加的交變電源的頻率無關(guān)，故選項A和B是錯誤的，當(dāng)交變電源的頻率減小時，電容器充放電的速度減慢，電容器的容抗增大，電流減小，電燈變暗，故C對，D錯5B當(dāng)交變電流通過長直導(dǎo)線時，對交變電流的阻礙作用相當(dāng)于一個電阻器，當(dāng)導(dǎo)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，電流減小6D電阻對交變電流阻礙作用的大小與電流的頻率無關(guān)，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小電容器對交變電流阻礙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7C電容器在電路中要起到“隔直流、通交流”的作用，應(yīng)選乙圖電路要使交流成分都順利通過電容器而輸送到下一級，則電容器的容抗要小，容抗與電容成反比，故C的電容要大8A電壓最大值不變，則其有效值也不變，當(dāng)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9BD這是一個實際應(yīng)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(chǔ)知識點，就可進(jìn)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10BC由于L1和L2的自感作用，R，C2，L2，L1所構(gòu)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(hù)C1不會燒壞，選B、C.11C電容器具有通高頻、阻低頻的作用，這樣的電容器電容應(yīng)較小電感線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)12綠燈亮AB間接交流；紅燈亮AB間接直流且A端為正極，黃燈亮AB間接直流且B端為正極解析由于電容器C具有隔直流的特性，故只有綠燈亮?xí)rAB之間必是交流電源，至于此時為什么紅燈和黃燈不亮，則是由于線圈L具有阻交流的作用當(dāng)AB之間接入直流電時，綠燈不亮是顯見的，此時紅燈亮還是黃燈亮，則必須考慮二極管D1和D2的單向?qū)щ娦怨蔄B間接交變電流時，綠燈亮；AB間接直流電且A端是正極時紅燈亮；AB間接直流電且B端是正極時黃燈亮