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

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2019-2020年高中物理 5.3 電感和電容對(duì)交變電流的影響課時(shí)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(shuō)明線(xiàn)圈對(duì)直流電和交變電流的阻礙作用不同圖1電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，用_來(lái)表示，線(xiàn)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(kāi)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(shuō)明了直流電_電容器，交變電流能夠“_”電容器電容對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用_來(lái)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(duì)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(shuō)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(shuō)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(shí)點(diǎn)一電感對(duì)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(xiàn)圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零電壓表內(nèi)阻無(wú)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(shuō)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(gè)燈泡通過(guò)一個(gè)線(xiàn)圈與一交流電源相連接，如圖6所示一個(gè)鐵塊插進(jìn)線(xiàn)圈之后，該燈泡將()圖6A變亮 B變暗 C對(duì)燈泡沒(méi)影響 D無(wú)法判斷知識(shí)點(diǎn)二電容器對(duì)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(shí)點(diǎn)三電阻、電感、電容器在電路中的不同特點(diǎn)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(gè)25 mH的高頻扼流圈，C是一個(gè)100 pF的電容器，R是負(fù)載電阻下列說(shuō)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(guò)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(shí)，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(shí)，A燈變暗，B燈變亮，C燈變亮C改接220 V的直流電源時(shí)，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(shí)，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(shuō)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(guò)B交流成分只能從R通過(guò)C通過(guò)R的既有直流成分又有交流成分D通過(guò)L的直流成分比通過(guò)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(shuō)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(duì)于扼流圈的以下說(shuō)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(lái)“通低頻、阻高頻”C高頻扼流圈用來(lái)“通直流、阻交流”D高頻扼流圈對(duì)低頻交變電流阻礙作用較小，對(duì)高頻交變電流的阻礙作用很大2對(duì)交流電通過(guò)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(dòng)的電荷通過(guò)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(guò)了電容器D交變電流通過(guò)了電容器，實(shí)際上自由電荷并沒(méi)有通過(guò)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(shí)()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(guò)一段長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，電流為I，如果把這根長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)繞成線(xiàn)圈，再接入原電路，通過(guò)線(xiàn)圈的電流為I，則()AII BIICII D無(wú)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(kāi)關(guān)S依次分別接通R、C、L支路，這時(shí)通過(guò)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(guò)R的電流有效值不變B通過(guò)C的電流有效值變大C通過(guò)L的電流有效值變小D流過(guò)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(jí)，有關(guān)甲、乙圖的說(shuō)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(gè)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(xiàn)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(shí)，兩燈都發(fā)光，且亮度相同更換一個(gè)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(gè)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(chēng)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(lái)的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來(lái)，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(dòng)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(xiàn)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(guò)乙揚(yáng)聲器CL1的作用是阻礙低頻電流通過(guò)甲揚(yáng)聲器DL2的作用是減少通過(guò)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(gè)線(xiàn)圈L1、L2，它們的自感系數(shù)很大，F(xiàn)是保險(xiǎn)絲，R是壓敏電阻(正常情況下阻值很大，但電壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，阻值會(huì)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(kāi)關(guān)，某一次用戶(hù)沒(méi)有先關(guān)電視機(jī)(沒(méi)有斷開(kāi)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(xiàn)路中，經(jīng)天線(xiàn)接收下來(lái)的電信號(hào)既有高頻成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送給下一級(jí)，需要把低頻成分和高頻成分分開(kāi)，只讓低頻成分輸入給下一級(jí)，我們采用了如圖20所示裝置電路，其中代號(hào)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(xiàn)圈Ba是電容較大的電容器，b是高頻扼流線(xiàn)圈Ca是電容較小的電容器，b是高頻扼流線(xiàn)圈Da是電容較小的電容器，b是低頻扼流線(xiàn)圈題號(hào)1234567891011答案12如圖21所示，是一個(gè)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(duì)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(guò)通過(guò)容抗越小越小隔直流，通交流3C電感線(xiàn)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(xiàng)正確4C電感對(duì)交變電流有阻礙作用，線(xiàn)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(shí)，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(cuò)誤；乙圖中電容器能通過(guò)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(cuò)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(xiàn)圈對(duì)交變電流的阻礙作用變大，即感抗變大，電感線(xiàn)圈跟燈泡串聯(lián)，由串聯(lián)分壓原理知，線(xiàn)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(diǎn)評(píng)電感線(xiàn)圈對(duì)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(xiàn)圈的自感系數(shù)，自感系數(shù)增大，感抗增大，降落在電感線(xiàn)圈上的電壓增大，降落在燈上的電壓減小，所以燈變暗點(diǎn)評(píng)電感線(xiàn)圈的自感系數(shù)與線(xiàn)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(duì)交流的阻礙作用變大3A當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，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(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)時(shí)，電容器的電容減??；使電容器兩極板間距離增大時(shí)，電容也減小，當(dāng)電容減小時(shí)，容抗增大，對(duì)交變電流的阻礙作用增大，電流表A示數(shù)減小，C、D兩項(xiàng)均錯(cuò)誤故正確答案為A.點(diǎn)評(píng)容抗由電容和交流電的頻率來(lái)決定電容越大，容抗越小，交流電的頻率越高，容抗越小4見(jiàn)解析解析(a)C1起隔直的作用，對(duì)下級(jí)輸出的是交流，應(yīng)選用電容較大的電容器(b)C2起過(guò)濾高頻的作用：若對(duì)下級(jí)輸出直流，C2選用容量大的；若對(duì)下級(jí)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(guò)，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(duì)高頻電流起旁路作用，而讓需要的低頻信號(hào)輸入到下一級(jí)，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(shí)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(diǎn)評(píng)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(gè)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(gè)電容很小的電容器，在題圖所示電路中，對(duì)高頻交流的容抗遠(yuǎn)小于對(duì)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(wú)直流電流，B錯(cuò)誤；由于L對(duì)高頻交流的阻礙作用和C對(duì)高頻交流的旁路作用，使得通過(guò)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(diǎn)評(píng)(1)電阻對(duì)交流、直流有相同的阻礙作用，交變電流頻率變化時(shí)，阻礙作用不變(2)電感線(xiàn)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(shí)，由XL2fL，XC可知XL變大，XC減小，A變亮，B變暗，C不變，A對(duì)，改接220 V直流電源時(shí)，電容器處于斷路，A燈熄滅，C燈亮度不變，由于L對(duì)直流沒(méi)有感抗，所以B燈變亮，C對(duì)點(diǎn)評(píng)交流電頻率變大時(shí)，感抗變大，容抗變小，電阻不受影響；電感對(duì)直流的阻礙作用幾乎為零，電容不通直流7CD由于線(xiàn)圈直流電阻不為零，所以有直流通過(guò)R，而線(xiàn)圈對(duì)交流有阻礙作用，因此也有交流成分通過(guò)R，B錯(cuò)，C正確；由于R對(duì)交流也有阻礙作用，所以也有交流成分通過(guò)L，A錯(cuò)；因?yàn)橐话銓?dǎo)線(xiàn)的直流電阻都很小，所以通過(guò)線(xiàn)圈的直流要比通過(guò)R的要大，D正確方法總結(jié)當(dāng)電感線(xiàn)圈對(duì)直流電阻很小時(shí)，在直流電路中可做為一個(gè)小電阻來(lái)理解，當(dāng)電感線(xiàn)圈對(duì)直流電阻為零時(shí)，在直流電路中可做為一根導(dǎo)線(xiàn)來(lái)理解8C雖然交變電流能通過(guò)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(cè)的是電阻兩端的電壓，C正確方法總結(jié)電容對(duì)直流有“隔斷”作用，對(duì)交流有阻礙作用，當(dāng)交流電“通過(guò)”時(shí)，電容器兩端也有電壓課后鞏固練1AD低頻扼流圈用來(lái)“通直流、阻交流”，對(duì)低頻電流阻礙作用也很大，而高頻扼流圈是對(duì)高頻阻礙作用很大，對(duì)低頻阻礙作用較小，用來(lái)“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(guò)”電容器，并非電荷真的通過(guò)電容器兩板間的電介質(zhì)，而是交變電流交替對(duì)電容器充放電，電容器中并未有電荷通過(guò)，但電路中有了電流，表現(xiàn)為交變電流通過(guò)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(shí)，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(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A和B是錯(cuò)誤的，當(dāng)交變電源的頻率減小時(shí)，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(duì)，D錯(cuò)5B當(dāng)交變電流通過(guò)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，對(duì)交變電流的阻礙作用相當(dāng)于一個(gè)電阻器，當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)繞成線(xiàn)圈后，就成了一個(gè)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(duì)交變電流阻礙作用的大小與電流的頻率無(wú)關(guān)，因此，通過(guò)電阻的電流的有效值不變電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小用感抗表示，線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大，電流的頻率越高，自感電動(dòng)勢(shì)就越大，即線(xiàn)圈對(duì)電流的阻礙作用就越大，感抗也就越大，因此，通過(guò)電感的電流有效值變小電容器對(duì)交變電流阻礙作用的大小用容抗表示，電容一定時(shí)，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(shí)間越短，充、放電的電流越大，容抗越小，因此，通過(guò)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(guò)電容器而輸送到下一級(jí)，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(shí)，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(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤，同理知D項(xiàng)錯(cuò)誤9BD這是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，考查對(duì)電感、電容在高頻、低頻同時(shí)存在的電路中的綜合作用只要抓住基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，就可進(jìn)行綜合分析電路中的電感和電容作用可以簡(jiǎn)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(huì)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(xiàn)圈在該電路中要求做到通低頻、阻高頻，所以它是一個(gè)高頻扼流圈(自感系數(shù)較小的電感線(xiàn)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(shí)為什么紅燈和黃燈不亮，則是由于線(xiàn)圈L具有阻交流的作用當(dāng)AB之間接入直流電時(shí)，綠燈不亮是顯見(jiàn)的，此時(shí)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(shí)，綠燈亮；AB間接直流電且A端是正極時(shí)紅燈亮；AB間接直流電且B端是正極時(shí)黃燈亮