高二物理选修3-2第五章5-3

第三节第三节 电感和电容对交变电流的影响电感和电容对交变电流的影响 基础夯实基础夯实 1 下列说法中 正确的是 下列说法中 正确的是 A 电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻 电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻 B 电容对交流的阻碍作用是因为电容器有电阻 电容对交流的阻碍作用是因为电容器有电阻 C 感抗 容抗和电阻一样 电流通过它们做功时都是电能转 感抗 容抗和电阻一样 电流通过它们做功时都是电能转 化为内能化为内能 D 在交变电流中 电阻 感抗 容抗可以同时存在 在交变电流中 电阻 感抗 容抗可以同时存在 答案 答案 D 解析 解析 交流电流通过线圈时 在线圈上产生自感电动势 对电交流电流通过线圈时 在线圈上产生自感电动势 对电 流的变化起到阻碍作用 流的变化起到阻碍作用 A 错 交流电通过电容器时 电容器两极错 交流电通过电容器时 电容器两极 间的电压与电源电压相反 阻碍了电流的流动 间的电压与电源电压相反 阻碍了电流的流动 B 错 电流通过它错 电流通过它 们做功时 只有在电阻上产生热 在线圈上产生磁场能 在电容器们做功时 只有在电阻上产生热 在线圈上产生磁场能 在电容器 上产生电场能 上产生电场能 C 错 故错 故 D 正确 正确 2 一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接 如下 一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接 如下 图所示 一块铁插进线圈之后 该灯将图所示 一块铁插进线圈之后 该灯将 A 变亮 变亮 B 变暗 变暗 C 对灯没影响 对灯没影响 D 无法判断 无法判断 答案 答案 B 解析 解析 在线圈内由磁场变化而产生的感应电动势 总是反抗电在线圈内由磁场变化而产生的感应电动势 总是反抗电 流变化的 正是这种反抗变化的特性流变化的 正是这种反抗变化的特性 电惰性电惰性 使线圈产生了感 使线圈产生了感 抗 加入铁芯改变了电感的自感系数 自感系数增大 感抗增大 抗 加入铁芯改变了电感的自感系数 自感系数增大 感抗增大 故答案为故答案为 B 3 2010 南京六中高二期中南京六中高二期中 如下图所示的电路中 如下图所示的电路中 a b 两端两端 连接的交流电源既含高频交流 又含低频交流 连接的交流电源既含高频交流 又含低频交流 L 是一个是一个 25mH 的的 高频扼流圈 高频扼流圈 C 是一个是一个 100pF 的电容器 的电容器 R 是负载电阻 下列说法是负载电阻 下列说法 正确的是正确的是 A L 的作用是的作用是 通低频 阻高频通低频 阻高频 B C 的作用是的作用是 通交流 隔直流通交流 隔直流 C C 的作用是的作用是 通高频 阻低频通高频 阻低频 D 通过 通过 R 的电流中 低频交流所占的百分比远远大于高频交的电流中 低频交流所占的百分比远远大于高频交 流所占的百分比流所占的百分比 答案 答案 ACD 解析 解析 L 是一个自感系数很小的高频扼流圈 其作用是是一个自感系数很小的高频扼流圈 其作用是 通低通低 频 阻高频频 阻高频 A 正确 正确 C 是一个电容很小的电容器 在题图示电路是一个电容很小的电容器 在题图示电路 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 通高通高 频 阻低频频 阻低频 C 正确 因电路中无直流电流 正确 因电路中无直流电流 B 错误 由于错误 由于 L 对高对高 频交流的阻碍作用和频交流的阻碍作用和 C 对高频交流的旁路作用 使得通过对高频交流的旁路作用 使得通过 R 的电流的电流 中 低频交流所占的百分比远大于高频交流的百分比 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 正确 4 如下图所示 甲 乙是规格相同的灯泡 接线柱如下图所示 甲 乙是规格相同的灯泡 接线柱 a b 接电压接电压 为为 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 当能正常发光 乙灯完全不亮 当 a b 接电压的有效值为接电压的有效值为 U 的交流的交流 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 是是 A 与甲灯串联的元件 与甲灯串联的元件 x 是电容器 与乙灯串联的元件是电容器 与乙灯串联的元件 y 是电是电 感线圈感线圈 B 与甲灯串联的元件 与甲灯串联的元件 x 是电感线圈 与乙灯串联的元件是电感线圈 与乙灯串联的元件 y 是电是电 容器容器 C 与甲灯串联的元件 与甲灯串联的元件 x 是二极管 与乙灯串联的元件是二极管 与乙灯串联的元件 y 是电是电 容器容器 D 与甲灯串联的元件 与甲灯串联的元件 x 是电感线圈 与乙灯串联的元件是电感线圈 与乙灯串联的元件 y 是是 二极管二极管 答案 答案 B 解析 解析 由由 a b 接直流时的现象可知 元件接直流时的现象可知 元件 x 通直流通直流 元件 元件 y 隔直流隔直流 由 由 a b 接交流电源时的现象可知 元件接交流电源时的现象可知 元件 x 阻交流阻交流 元件元件 y 通交流通交流 根据电容器和电感线圈的特点 元件 根据电容器和电感线圈的特点 元件 x 是电感线是电感线 圈 元件圈 元件 y 是电容器 选项是电容器 选项 B 正确 正确 5 在如下图所示电路中 交变电源是有效值为 在如下图所示电路中 交变电源是有效值为 220V 的电源 的电源 C 是电容器 是电容器 R 是电阻 关于交流电压表的示数 下列说法中正确是电阻 关于交流电压表的示数 下列说法中正确 的是的是 A 等于 等于 220V B 大于 大于 220V C 小于 小于 220V D 等于零 等于零 答案 答案 C 解析 解析 虽然交变电流能通过电容器 但对交流有阻碍作用 电虽然交变电流能通过电容器 但对交流有阻碍作用 电 容器的容抗与电阻串联 根据串联分压原理可知电阻两端电压应小容器的容抗与电阻串联 根据串联分压原理可知电阻两端电压应小 于电源电压 而电压表测的是电阻两端的电压 故选项于电源电压 而电压表测的是电阻两端的电压 故选项 C 正确 正确 6 2011 江苏淮海中学高二期中江苏淮海中学高二期中 电阻电阻 R 电容 电容 C 和电感器和电感器 L 是常用的电子元器件 在频率是常用的电子元器件 在频率 f 的交变电流电路中 如下图所示 的交变电流电路中 如下图所示 当开关当开关 S 依次分别接依次分别接 R C L 支路 这时通过各支路的电流有效值支路 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相等 若将交变电流的频率提高到 2f 维持其它条件不变 则下列 维持其它条件不变 则下列 几种情况正确的是几种情况正确的是 A 通过 通过 R 的电流有效值不变的电流有效值不变 B 通过 通过 C 的电流有效值增大的电流有效值增大 C 通过 通过 L 的电流有效值减小的电流有效值减小 D 通过 通过 R C L 的电流有效值不变的电流有效值不变 答案 答案 ABC 7 如下图所示 从 如下图所示 从 AO 输入的信号中 有直流电流和交变电输入的信号中 有直流电流和交变电 流 问 流 问 1 现要求信号到达现要求信号到达 BO 两端没有直流电压 需要在两端没有直流电压 需要在 AB 间接一间接一 个什么元件 该元件的作用是什么 个什么元件 该元件的作用是什么 2 若要求信号到达若要求信号到达 BO 端只有直流电压 而没有交变电压 则端只有直流电压 而没有交变电压 则 应在应在 AB 间接入一个什么元件 该元件的作用是什么 间接入一个什么元件 该元件的作用是什么 答案 答案 1 电容器电容器 对直流电有隔断作用对直流电有隔断作用 2 电感线圈电感线圈 对交流对交流 电有阻碍作用电有阻碍作用 解析 解析 1 因为因为 BO 端不需要直流电 只需要交流电 根据电容端不需要直流电 只需要交流电 根据电容 器器 C 有有 通交流 隔直流通交流 隔直流 的特点 应在的特点 应在 AB 端接入一电容器端接入一电容器 C 该电容器对直流电有隔断作用 而交变电流能通过 该电容器对直流电有隔断作用 而交变电流能通过 2 因为因为 BO 端不需要交流电 只需要直流电 故根据电感端不需要交流电 只需要直流电 故根据电感 L 有有 通直流 阻交流通直流 阻交流 的特点 应在的特点 应在 AB 端接入一个电感线圈 该线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 圈对交流电有阻碍作用 对直流电有通过作用 能力提升能力提升 1 如下图所示 图 如下图所示 图 1 2 中电源为交流电源 图中电源为交流电源 图 3 4 中电中电 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 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则以下说法中正确的是 A 灯 灯 L1比灯比灯 L2亮亮 B 灯 灯 L3也能发光 但亮度最暗也能发光 但亮度最暗 C 灯 灯 L2与与 L4的亮度相同的亮度相同 D 灯 灯 L4比比 L2亮亮 答案 答案 C 2 2011 杭州外国语学校高二期末杭州外国语学校高二期末 在收音机线路中 经天线接在收音机线路中 经天线接 收下来的电信号既有高频成分 又有低频成分 经放大后送到下一收下来的电信号既有高频成分 又有低频成分 经放大后送到下一 组 需要把低频成份和高频成份分开 只让低频成份输送到再下一组 需要把低频成份和高频成份分开 只让低频成份输送到再下一 级 我们可以采用如下图所示电路 其中级 我们可以采用如下图所示电路 其中 a b 应选择的元件是应选择的元件是 A a 是电容较大的电容器 是电容较大的电容器 b 是低频扼流圈是低频扼流圈 B a 是电容较大的电容器 是电容较大的电容器 b 是高频扼流圈是高频扼流圈 C a 是电容较小的电容器 是电容较小的电容器 b 是低频扼流圈是低频扼流圈 D a 是电容较小的电容器 是电容较小的电容器 b 是高频扼流圈是高频扼流圈 答案 答案 D 解析 解析 根据电容器根据电容器 通高频阻低频通高频阻低频 和高频扼流圈和高频扼流圈 通低频阻通低频阻 高频高频 的特性知的特性知 D 项正确 项正确 3 两相同的白炽灯 两相同的白炽灯 L1 L2接到如下图所示的电路中 灯接到如下图所示的电路中 灯 L1与与 电容器串联 灯电容器串联 灯 L2与电感线圈串联 当与电感线圈串联 当 a b 处接电压最大值为处接电压最大值为 Um 频率为 频率为 f 的正弦交流电源时 两灯都正常发光 且亮度相同 的正弦交流电源时 两灯都正常发光 且亮度相同 更换一个新的正弦交流电源后灯更换一个新的正弦交流电源后灯 L1的亮度大于灯的亮度大于灯 L2的亮度 新电的亮度 新电 源的电压最大值和频率应该满足的条件是源的电压最大值和频率应该满足的条件是 A 最大值仍为 最大值仍为 Um 而频率大于 而频率大于 f B 最大值仍为 最大值仍为 Um 而频率小于 而频率小于 f C 最大值大于 最大值大于 Um 而频率为 而频率为 f D 最大值小于 最大值小于 Um 而频率仍为 而频率仍为 f 答案 答案 A 4 如下图所示的电路 如下图所示的电路 F 为一交流发电机 为一交流发电机 C 为平行板电容器 为平行板电容器 为使电流表为使电流表 A 的示数增加 可行的办法是的示数增加 可行的办法是 A 使发电机 使发电机 F 的转速增加的转速增加 B 使发电机 使发电机 F 的转速减小的转速减小 C 在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质 在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质 D 使电容器两极板间距离增大 使电容器两极板间距离增大 答案 答案 A 解析 解析 本题考查电容对交变电流的阻碍作用 本题的关键是理本题考查电容对交变电流的阻碍作用 本题的关键是理 解容抗与交变电流的频率和电容器的电容都成反比 当发电机转速解容抗与交变电流的频率和电容器的电容都成反比 当发电机转速 增加时 交变电流的频率增大 容抗减小 电流表增加时 交变电流的频率增大 容抗减小 电流表 A 的读数增大 的读数增大 A 项正确 项正确 B 项错误 在平行板电容器间换用介电常数较小的电介项错误 在平行板电容器间换用介电常数较小的电介 质时 电容器的电容减小 使电容器两极板间距离增大时电容也减质时 电容器的电容减小 使电容器两极板间距离增大时电容也减 小 当电容减小时 容抗增大 对交变电流的阻碍作用增大 电流小 当电容减小时 容抗增大 对交变电流的阻碍作用增大 电流 表表 A 示数减小 示数减小 C D 两项错误 故正确答案为两项错误 故正确答案为 A 点评 点评 容抗与交变电流的频率和电容器电容成反比 在交变电容抗与交变电流的频率和电容器电容成反比 在交变电 路中相当于一个电阻 路中相当于一个电阻 5 某信号源中有直流成分 交流高频成分和交流低频成分 为 某信号源中有直流成分 交流高频成分和交流低频成分 为 使放大器仅得到交流低频成分 如下图所示电路中可行的是使放大器仅得到交流低频成分 如下图所示电路中可行的是 答案 答案 D 解析 解析 信号源中含有三种成分 去掉直流成分用隔直电容器即信号源中含有三种成分 去掉直流成分用隔直电容器即 可 因此排除可 因此排除 A B 而 而 C 中交流高频 低频成分均进入放大器 中交流高频 低频成分均进入放大器 需加入另一旁路电容器需加入另一旁路电容器 C2 所以选项 所以选项 D 正确 正确 6 如下图所示 当交流电源的电压有效值是 如下图所示 当交流电源的电压有效值是 220V 频率为 频率为 50Hz 时 三盏电灯的亮度相同 当电源电压不变只将交流电源的频时 三盏电灯的亮度相同 当电源电压不变只将交流电源的频 率改为率改为 100Hz 时 则各灯亮度变化情况为 时 则各灯亮度变化情况为 a 灯灯 b 灯灯 c 灯灯 填填 变亮变亮 变暗变暗 或或 不变不变 答案 答案 变亮 变暗 不变变亮 变暗 不变 解析 解析 频率变大 电容器容抗减小 又电压不变 故频率变大 电容器容抗减小 又电压不变 故 a 灯变亮 灯变亮 频率变大 电感线圈的电感变大 又电压不变 故频率变大 电感线圈的电感变大 又电压不变 故 b 灯变暗 频率灯变暗 频率 的变化对电阻的变化对电阻 R 无影响 故无影响 故 c 灯亮度不变