5.3 电感和电容对交变电流的影响·2012物理人教版选修3-2-特训班

3 电感和电容对交变电流的影响知能要点提炼课标考题表现对应题号关注1. 能识别电容器和电感器，会比较电容器和电感器对交变电流的阻碍作用。2009江苏卷选择1、2、5、6、7、15、172. 会分析影响电容器和电感器对交变电流阻碍作用大小的因素，能解释相关的问题。2010四川卷选择3、4、8、9、10、11、12、13、14、16飞跃，这里是最好的起点1. 电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用某电解电容器上标有“25 V450 F”字样，下列说法中正确的是()A. 此电容器在交变电流、直流电路25 V的电压时都能正常工作B. 此电容器只有在不超过25 V的直流电压下才能正常工作C. 当工作电压是直流25 V时，电容才是450 FD. 若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25 V2如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率减小时().A电容器电容增加 B电容器电容减小C电灯变暗 D电灯变亮3. 对于如图所示的电路，下列说法正确的是()A. 双刀双掷开关S接上部时，灯泡亮度较大B. 双刀双掷开关S接下部时，灯泡亮度较大C. 双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈L的铁芯抽出，在抽出的过程中，灯泡亮度变大D. 双刀双掷开关S接下部，同时将电感线圈L的铁芯抽出，在抽出的过程中，灯泡亮度变小4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，我们采用了如图所示装置电路，其中代号a、b应选择的元件是().Aa是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈Ba是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈Ca是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈Da是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈5. 如图所示电路中，u是有效值为220 V的交流电源，C是电容器，R是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是()A. 等于220 VB. 大于220 VC. 小于220 VD. 等于零6. 如图所示，左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号那么C1、C2中哪个该用电容较大的电容器？哪个该用电容较小的电容器？7如图所示，从AO输入的信号中，有直流电流和交变电流问：(1)现要求信号到达BO两端没有直流电压，需要在AB间接一个什么元件？该元件的作用是什么？(2)若要求信号到达BO端只有直流电压，而没有交变电压，则应在AB间接入一个什么元件？该元件的作用是什么？课内与课外的桥梁是这样架起的8. 如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是()A. 与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈B. 与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器C. 与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串联的元件y是电容器D. 与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是二极管9. 如图所示的电路中，如果交变电流的电压不变、频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是()A. 1、2两灯均变亮，3灯变暗B. 1灯变亮，2、3两灯均变暗C. 1、2灯均变暗，3灯亮度不变D. 1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变10如图所示，图(1)、(2)中电源为交流电源，图(3)、(4)中电源为直流电源，四个电路中的电压表示数、电容器和灯泡都相同，则以下说法中正确的是().A灯L1比灯L2亮B灯L3也能发光，但亮度最暗C灯L2与L4的亮度相同D灯L4比L2亮11. 在如图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各交流电压表的示数将()A. V1、V3增大，V2减小B. V1不变，V2减小，V3增大C. V1不变，V2增大，V3减小D. V1、V2、V3都不变12. “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和音频电流按高、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，如图所示为音箱的电路图，高、低频混和电流由a、b输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则()A. 甲扬声器是高音扬声器B. C2的作用是阻碍高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的作用是减弱乙扬声器的低频电流13如图所示，是一个判定AB之间电源性质的仪器若接通电源后只有绿灯亮，则AB之间是什么电源？若只有红灯亮或黄灯亮，AB之间电源又如何？对未知的探究，你也行！14彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图所示，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().AR BL1或L2CC2 DC115. 某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源相通，稳定后的二个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是()A. 当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度也相同B. 当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光，但L1比L2亮C. 当开关置于3、4时，稳定后，若只增加交变电流的频率，则二个灯泡的亮度将同时变暗D. 当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增大16教室和家庭中的电风扇都可以调节快慢，如图所示，要调节快慢，就要改变电动机的电流风扇一般是用交流电，要改变交流电的大小，可以用电感调速器，调速器的结构如图所示，探究它是利用什么作用调节吊扇快慢的解剖真题，体验情境。17. (2009江苏5,3分)在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定()A. 电源的电动势E一定小于击穿电压UB. 电容器所带的最大电荷量一定为CEC. 闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D. 在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等无处不在的小电机小电机在生活中的应用非常广泛下面就向同学们举例简单说明信息处理设备：信息处理设备包括信息输入、存储、处理、输出、传递等环节，涉及微型计算机、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、打印机、传真机、复印机、手机等这些设备使用的小电机主要有：永磁直流电机、无刷直流电机、步进电机、微型同步电机等几类家用电器：家用电器产品种类繁多，主要产品有空调、电冰箱、洗衣机、吸尘器、冷冻柜、空气清洁机、电风扇、干衣机、电气取暖炉等车辆：汽车、电动摩托车、电动自行车配套用的电机约占小电机总产量的15%.每台汽车至少有15台小电机，一辆豪华轿车使用的小电机甚至超过80台，如发动机冷却风扇电机、空调器电机、DVD电机、摇窗电机、门锁电机、油泵电机、刮水器电机、坐椅电机等机器人：工业机器人大多数有多个自由度，如伸缩、摆动、升降、旋转、弯曲、开闭等据有关资料报道，一台工业用机器人至少有10台以上各种小电机，完成驱动、伺服、速度、位置、声讯传感等功能除了工业机器人外，近几年还开发了其他使用领域的机器人，如家庭医生机器人、照顾残疾人机器人、帮助康复机器人、打扫卫生机器人、按摩机器人、排雷机器人等机器人中广泛应用各类小电机，如直流伺服电动机、交流伺服电动机、感应同步电动机、旋转变压器、直线电动机、力矩电机等美容电器：在经济较发达的国家，家用美容电器已成为普及型的家庭用具使用小电机的一般有以下几种美容电器：电动剃须刀、理发刀、电吹风、剪毛器、电动牙刷、按摩式洁肤器、超声波洗脸器等保健电器：随着老龄人口增加和人们越来越关注自己的身体健康，医疗保健类电子产品已进入千家万户目前，小电机也藏身于各种新颖的家用医疗保健用电器中，如脊背按摩器、按摩椅、腿肚按摩器、电子按摩器、跑步机等厨卫电器：生活条件的不断改善，引发了人们对高品质生活的不懈追求厨房和卫生间中使用的各种款式的家用电器也日趋增多，如厨房用的热水器、洗碗机、排油烟机、碎骨机、豆浆机、打蛋机、消毒柜、面包机、榨汁机、微波炉等；卫生间用的自动冲洗坐便器、排气扇、电吹风、带有刮水器的镜子等这些电器中都有小电机的身影3电感和电容对交变电流的影响1. B解析：电解电容器的极性是固定的，因此只能在直流电压下工作选B.2C解析：电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关，故选项A和B是错误的，当交变电源的频率减小时，电容器充放电的速度减慢，电容器的容抗增大，电流减小，电灯变暗，故C对，D错3. A、C解析：双刀双掷开关S接上部时为直流电，电感线圈直流电阻很小，所以灯泡亮度较大双刀双掷开关S接下部时为交变电流，同时将电感线圈L的铁芯抽出，线圈的感抗变小，所以灯泡亮度变大4C解析：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)5. C解析：电容器对交流电的阻碍作用，类似于一个“电阻”，电容器与电阻R串联，据串联分压的原理可知电阻R两端的电压应小于电源电压，而电压表测的是电阻两端的电压6. 电容的作用是“通交流，隔直流”、 “通高频，阻低频”，由其表达式XCfC可看出：左图中的C1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频不易通过，右图中的C2一般用电容大的，使低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过7(1)电容器对直流电有隔断作用(2)电感线圈对交流电有阻碍作用解析：(1)因为BO端不需要直流电，只需要交流电，根据电容器C有“通交流、隔直流”的特点，应在AB端接入一电容器C，该电容器对直流电有隔断作用，而交变电流能通过(2)因为BO端不需要交流电，只需要直流电，故根据电感L有“通直流，阻交流”的特点，应在AB端接入一个电感线圈，该线圈对交流电有阻碍作用，对直流电有通过作用8. B解析：由于接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，乙灯完全不亮，当a、b接电压的有效值为U的交变电流时，乙灯能正常发光，所以y的作用是隔直通交，y为电容器由于接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，当a、b接电压的有效值为U的交变电流源时，甲灯发出微弱的光，所以x对于直流电相当于电阻，对于交变电流有较大的阻碍作用，为电感线圈9. D解析：电感线圈的感抗XL2fL，电容器的容抗XC，所以交变电流的频率增大时，感抗增大，容抗减小10C解析：解析：电容在交流电路中相当于用电器，而在直流电路中相当于断路.图(1)（交流电路）中电容与灯泡串联，分压作用下灯泡得到的电压小于U；图(2)（交流电路）中电容与灯泡并联，灯泡得到的电压等于U；图(3)（直流电路）中电容相当于断路，灯泡不亮；图(4)（直流电路）中电容无用，灯泡得到电压等于U.所以显然：A选项中灯L1比灯L2暗，故该选项错误； B选项中灯L3不能发光，故该选项错误；C选项中灯L2和L4亮度相同，故该选项正确；D选项中灯L4比灯L1亮，故该选项正确.11. C解析：电感线圈的感抗XL2fL，电容器的容抗XC，所以交变电流的频率增大时，感抗增大，容抗减小所以C选项正确12. D解析：由电感线圈的感抗XL2fL，电容器的容抗XC可知：L1作用为通低频阻高频，C1的作用是通高频阻低频，所以甲是低音扬声器；C2的作用是通高频阻低频，L2的作用是通低频阻高频，所以乙是高音扬声器13AB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端是正极时黄灯亮解析：由于电容器C具有隔直流的特性，故绿灯亮时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14B、C解析：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.15. D解析：利用排除法由电容器“隔直通交”的作用知A、B错由感抗与交变电流的频率成正比可知增大f，感抗增大，L1变暗，容抗与f成反比，可知增大f，容抗减小，L2变亮所以C错，D正确16见解析 解析：由图可知，在“日”字形的软铁芯上，绕了数百匝线圈，每隔数十匝就将抽头接到2至5各端钮上线圈与电风扇电动机串联，它将分掉电源加在电风扇上的部分电压，使电风扇转速降低图中端钮0是断路；端钮1不经线圈直接通电，风扇的转速最高；端钮5经过的线圈匝数最多，故转速最低.17. D解析：只有闪光灯两端电压达到其击穿电压时，闪光灯才有电流通