2019-2020年高中物理 第2章 第5節(jié) 電感器在交流電路中的作用課時(shí)作業(yè) 教科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第2章 第5節(jié) 電感器在交流電路中的作用課時(shí)作業(yè) 教科版選修3-21電感器對(duì)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(duì)交流電的阻礙作用_，即感抗_，XL_.2感抗的形成是因?yàn)榻蛔冸娏魍ㄟ^(guò)線圈時(shí)，由于自感的作用產(chǎn)生了_，自感電動(dòng)勢(shì)要阻礙電流的變化，這樣就形成了對(duì)電流的阻礙作用3電子技術(shù)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(shuō)明線圈對(duì)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2A等于220 V B大于220 VC小于220 V D等于零6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【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(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)線圈與一交流電源相連接，如圖4所示一個(gè)鐵塊插進(jìn)線圈之后，該燈泡將()圖4A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)二對(duì)扼流圈的理解3如圖5所示電路，前級(jí)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(jí)，需在ab間接一個(gè)_扼流圈，它的自感系數(shù)應(yīng)_圖54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【方法技巧練】電容器與電感器配合使用時(shí)的分析技巧5如圖6所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)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(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)法中正確的是()圖7AL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1關(guān)于感抗，下列說(shuō)法中正確的是()A感抗是由于電流變化時(shí)在線圈中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的變化B感抗的大小不僅與自感系數(shù)有關(guān)，還與電流的頻率有關(guān)C感抗雖然對(duì)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(guò)一段長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí)，電流為I，如果把這根長(zhǎng)直導(dǎo)線繞成線圈，再接入原電路，通過(guò)線圈的電流為I，則()AII BIICII D無(wú)法比較3. 兩個(gè)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(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(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9A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(shuō)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(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6.如圖11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11A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7如圖12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是線圈，C1和C2是電容器()圖12A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8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13所示，主要元件是兩個(gè)線圈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13AR BL1或L2 CC2 DC19在收音機(jī)線路中，經(jīng)天線接收下來(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14所示裝置電路，其中代號(hào)a、b應(yīng)選擇的元件是()圖14Aa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(hào)123456789答案10.如圖15所示，A、B、C為三個(gè)相同的燈泡，a、b、c為與之串聯(lián)的三個(gè)元件，E1為直流電源，E2為交流電源當(dāng)開(kāi)關(guān)S接“1”時(shí)，A、B兩燈均正常發(fā)光，C燈不亮；當(dāng)開(kāi)關(guān)S接“2”時(shí)，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(yīng)是_，b元件應(yīng)是_，c元件應(yīng)是_圖1511如圖16所示為電子技術(shù)中的部分電路，前級(jí)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(jí)裝置，應(yīng)在a、b兩點(diǎn)間接入一個(gè)_；如果只需把直流輸送到下一級(jí)裝置，應(yīng)在a、b兩點(diǎn)間接入一個(gè)_圖1612如圖17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(yù)習(xí)練1感抗越大越大2fL2自感電動(dòng)勢(shì)3通直流，阻交流通低頻，通直流，阻高頻4大于5C電感對(duì)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6C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(xiàng)正確課堂探究練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(duì)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(diǎn)評(píng)電感對(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(diǎn)評(píng)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，對(duì)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(yīng)接高頻扼流圈要通過(guò)低頻即對(duì)低頻的阻礙作用小，由XL2fL知L要小4AD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)較大點(diǎn)評(píng)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)較小5見(jiàn)解析解析當(dāng)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(guò)L，一小部分交流通過(guò)L，到達(dá)C2兩端時(shí)，C2進(jìn)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(gè)直流電供電視機(jī)內(nèi)芯正常工作6ACDL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正確方法總結(jié)要正確理解電阻、電感、電容對(duì)交流、直流的阻礙作用(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1ABC2B當(dāng)交變電流通過(guò)長(zhǎng)直導(dǎo)線時(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)線繞成線圈后，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3A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4D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5CD由于線圈直流電阻不為零，所以有直流通過(guò)R，而線圈對(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)線的直流電阻都很小，所以通過(guò)線圈的直流要比通過(guò)R的要大，D正確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)7BD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8BC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.9C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(gè)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間接交流(2)只有紅燈亮，AB間接直流且A端為正極；只有黃燈亮，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