高中物理 第2章 第5节 电感器在交流电路中的作用课时作业 教科版选修32.docx

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高中物理第2章第5节电感器在交流电路中的作用课时作业教科版选修32

2019-2020年高中物理第2章第5节电感器在交流电路中的作用课时作业教科版选修3-2

1．电感器对交流电有阻碍作用，阻碍作用的大小用______表示，线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，对交流电的阻碍作用________，即感抗__________，XL＝________.

2．感抗的形成是因为交变电流通过线圈时，由于自感的作用产生了____________，自感电动势要阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用．

3．电子技术中常用的扼流圈有两类：

一类是低频扼流圈，它的作用是

“________________”；另一类是高频扼流圈，它的作用是“________________________”．

4．如图1所示，电键接直流上灯泡的亮度______（填大于、小于或等于）接到交流上灯泡亮度，说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同．

图1

5．如图2所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是（　　）

图2

A．等于220VB．大于220V

C．小于220VD．等于零

6．电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法中正确的是（　　）

A．电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频

B．电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频

C．电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频

D．电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频

【概念规律练】

知识点一　电感对交变电流的阻碍作用

图3

1．如图3所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零．电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220sin10πtV．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为25Hz，下列说法中正确的是（　　）

A．电流表示数增大

B．电压表示数减小

C．灯泡变暗

D．灯泡变亮

2．一个灯泡通过一个线圈与一交流电源相连接，如图4所示．一个铁块插进线圈之后，该灯泡将（　　）

图4

A．变亮B．变暗

C．对灯泡没影响D．无法判断

知识点二　对扼流圈的理解

3．如图5所示电路，前级输出的电流既有高频成分又有低频成分，要把低频成分的电流输送到下一级，需在ab间接一个________扼流圈，它的自感系数应________．

图5

4．对于扼流圈的以下说法，正确的是（　　）

A．扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的

B．低频扼流圈用来“通低频、阻高频”

C．高频扼流圈用来“通直流、阻交流”

D．高频扼流圈对低频交变电流阻碍作用较小，对高频交变电流的阻碍作用很大

【方法技巧练】

电容器与电感器配合使用时的分析技巧

5．如图6所示是电视机电源部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用．

图6

6．在图7所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻．下列说法中正确的是（　　）

图7

A．L的作用是“通低频，阻高频”

B．C的作用是“通交流，隔直流”

C．C的作用是“通高频，阻低频”

D．通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比

1．关于感抗，下列说法中正确的是（　　）

A．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势，阻碍电流的变化

B．感抗的大小不仅与自感系数有关，还与电流的频率有关

C．感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量

D．感抗是线圈的电阻产生的

2．交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则（　　）

A．I′>IB．I′

C．I′＝ID．无法比较

3.两个相同的灯泡L1和L2，接到如图8所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是（　　）

图8

A．最大值仍为Um，而频率大于f

B．最大值仍为Um，而频率小于f

C．最大值大于Um，而频率仍为f

D．最大值小于Um，而频率仍为f

4．在频率为f的交变电流电路中，如图9所示，当开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况不正确的是（　　）

图9

A．通过R的电流有效值不变

B．通过C的电流有效值变大

C．通过L的电流有效值变小

D．流过R、C、L的电流有效值都不变

5．如图10所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中，正确的是（L的直流电阻不为零）（　　）

图10

A．直流成分只能从L通过

B．交流成分只能从R通过

C．通过R的既有直流成分又有交流成分

D．通过L的直流成分比通过R的直流成分要大

6.如图11所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220V,50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是（　　）

图11

A．改接220V,100Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变

B．改接220V,100Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮

C．改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变

D．改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗

7．如图12所示，“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器（　　）

图12

A．甲扬声器是高频扬声器

B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器

C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器

D．L2的作用是减少通过乙扬声器的低频电流

8．彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图13所示，主要元件是两个线圈L1、L2，它们的自感系数很大，F是保险丝，R是压敏电阻（正常情况下阻值很大，但电压超过设定值时，阻值会迅速减小，可以保护与其并联的元件），C1、C2是电容器，S为电视机开关，某一次用户没有先关电视机（没有断开S）就拔掉电源插头，结果烧坏了图中的电路元件，可能被烧坏的元件是（　　）

图13

A．RB．L1或L2C．C2D．C1

9．在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图14所示装置电路，其中代号a、b应选择的元件是（　　）

图14

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈

C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈

D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈

题　号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

答　案

10.如图15所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源．当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮；当开关S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光．由此可知，a元件应是________，b元件应是________，c元件应是________．

图15

11．如图16所示为电子技术中的部分电路，前级输出的电流中既有直流成分，又有交流成分．如果只需要把交流成分输送到下一级装置，应在a、b两点间接入一个________；如果只需把直流输送到下一级装置，应在a、b两点间接入一个________．

图16

12．如图17所示，是一个判定AB之间电源性质的仪器，自感系数和电容都较大．若接通电源后只有绿灯亮，则

图17

（1）AB之间是什么电源？

（2）若只有红灯亮或黄灯亮，AB之间电源又如何？

第5节　电感器在交流电路中的作用答案

课前预习练

1．感抗　越大　越大　2πfL

2．自感电动势

3．通直流，阻交流　通低频，通直流，阻高频

4．大于

5．C　[电感对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即UL＋UR＝U，故交流电压表的示数小于220V，C正确．]

6．C　[电感线圈的作用是“通直流、阻交流，通低频、阻高频”，电容器的作用是“通交流、隔直流，通高频、阻低频”，所以C项正确．]

课堂探究练

1．C　[根据所加的交流电u＝220sin10πtV，可知ω＝10π，由ω＝2πf可得f＝5Hz.若只将电源的频率改为f′＝25Hz，则可知电感线圈对交变电流的阻碍作用变大，即感抗变大，电感跟电灯串联，由串联分压原理知，线圈两端电压变大，所以电压表示数变大，电流表示数变小，电灯变暗．]

点评　电感对交变电流的阻碍作用跟交变电流的频率有关．频率越高阻碍作用就越大．

2．B　[加入铁芯改变了电感线圈的自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落在电感线圈上的电压增大，降落在灯泡上的电压减小，所以灯泡变暗．]

点评　电感线圈的自感系数与线圈大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关．加入铁芯后，自感系数增大，对交流的阻碍作用变大．

3．高频　小

解析　高频扼流圈有“通低频，阻高频”的作用，故应接高频扼流圈．要通过低频即对低频的阻碍作用小，由XL＝2πfL知L要小．

4．AD　[低频扼流圈用来“通直流、阻交流”，对低频电流阻碍作用也很大，而高频扼流圈是对高频阻碍作用很大，对低频阻碍作用较小，用来“通低频，通直流，阻高频”．高频扼流圈的自感系数较小，低频扼流圈的自感系数较大．]

点评　低频扼流圈，“扼制”低频电流，线圈的自感系数较大；高频扼流圈，“扼制”高频电流，线圈的自感系数较小．

5．见解析

解析　当含有多种成分的电流输入到C1两端，由于C1的“通交流、隔直流”的功能，电流中的交流成分被衰减，而线圈L有“通直流、阻交流”的功能，直流成分电流顺利通过L，一小部分交流通过L，到达C2两端时，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样在输出端得到较稳定的直流电，这个直流电供电视机内芯正常工作．

6．ACD　[L是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，A正确；C是一个电容很小的电容器，在题图所示电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频、阻低频”，C正确；因电路中无直流电流，B错误；由于L对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流的百分比，D正确．]

方法总结　要正确理解电阻、电感、电容对交流、直流的阻碍作用．

（1）电阻对交流、直流有相同的阻碍作用，交变电流频率变化时，阻碍作用不变．

（2）电容器通交流隔直流，通高频阻低频．

（3）电感器通直流阻交流，通低频阻高频．

课后巩固练

1．ABC

2．B　[当交变电流通过长直导线时，对交变电流的阻碍作用相当于一个电阻器，当导线绕成线圈后，就成了一个电感器，电流除受电阻的阻碍作用外，还受到电感器的阻碍作用，电流减小．]

3．A　[电压最大值不变，则其有效值也不变，当频率变大时，容抗变小，感抗变大，故L1变亮，L2变暗，即灯L1的亮度高于灯L2的亮度，A项正确，