高中物理电感器在交流电路中的作用练习Word文件下载.docx

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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＝220

sin10πtV．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′<

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＝220

sin10πtV,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,B项错误；

若最大值大于Um,频率不变,容抗、感抗均不变,故L1、L2的亮度都增大,但亮度相同,C项错误,同理知D项错误．]

4．D　[电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关,因此,通过电阻的电流的有效值不变．电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示,线圈的自感系数越大,电流的频率越高,自感电动势就越大,即线圈对电流的阻碍作用就越大,感抗也就越大,因此,通过电感的电流有效值变小．电容器对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示,电容一定时,在相同的电压下电容器容纳的电荷一定,频率越高,充、放电的时间越短,充、放电的电流越大,容抗越小,因此,通过电容器的电流有效值变大．]

5．CD　[由于线圈直流电阻不为零,所以有直流通过R,而线圈对交流有阻碍作用,因此也有交流成分通过R,B错,C正确；

由于R对交流也有阻碍作用,所以也有交流成分通过L,A错；

因为一般导线的直流电阻都很小,所以通过线圈的直流要比通过R的要大,D正确．]

6．AC　[电源由“220V,50Hz”改为“220V,100Hz”时,由XL＝2πfL,XC＝

可知XL变大,XC减小,A变亮,B变暗,C不变,A对,改接220V直流电源时,电容器处于断路,A灯熄灭,C灯亮度不变,由于L对直流没有感抗,所以B灯变亮,C对．]

7．BD　[这是一个实际应用问题,考查对电感、电容在高频、低频同时存在的电路中的综合作用．只要抓住基础知识点,就可进行综合分析．电路中的电感和电容作用可以简单概括为：

电感——通直流,阻交流,通低频,阻高频；

电容——通交流,隔直流,通高频,阻低频．]

8．BC　[由于L1和L2的自感作用,R,C2,L2,L1所构成的闭合回路中产生较大的电流,C2,L1,L2可能烧坏,而C1与R元件并联,由于R的保护C1不会烧坏,选B、C.]

9．C　[电容器具有通高频、阻低频的作用,这样的电容器电容应较小．电感线圈在该电路中要求做到通低频、阻高频,所以它是一个高频扼流圈（自感系数较小的电感线圈）．]

10．电阻　电感器　电容器

11．电容器　电感器

12．

（1）AB间接交流

（2）只有红灯亮,AB间接直流且A端为正极；

只有黄灯亮,AB间接直流且B端为正极．

解析　由于电容器C具有隔直流的特性,故只有绿灯亮时AB之间必是交流电源,至于此时为什么红灯和黄灯不亮,则是由于线圈L具有阻交流的作用．当AB之间接入直流电时,绿灯不亮是显见的,此时红灯亮还是黄灯亮,则必须考虑二极管D1和D2的单向导电性．故AB间接交变电流时,绿灯亮；

AB间接直流电且A端是正极时红灯亮；

AB间接直流电且B端是正极时黄灯亮．