【創(chuàng)新設(shè)計】高中物理人教版選修3-2同步訓練：5.4-電感和電容對交變電流的影響

感抗及其應用1．如圖545所示的電路中，L為電感線圈，L′為燈泡，電流表內(nèi)阻為零．電壓表內(nèi)阻無限大，溝通電源的電壓u＝220eq\r(2)sin(100πt)V．若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100Hz，下列說法中正確的是()圖545A．電流表示數(shù)增大 B．電壓表示數(shù)減小C．燈泡變暗 D．燈泡變亮解析由u＝220eq\r(2)sin100πtV可知電源原來的頻率：f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，當頻率增大時，線圈的感抗增大，電路中的干路電流將減小，因此A、D錯，C正確．圖中電燈與電感線圈串聯(lián)，所以總電壓(有效值)U＝UL＋UL′，因UL′減小，而總電壓的有效值不變，所以UL增大，因此選項B錯．答案C容抗及其作用2.圖546如圖546所示，接在溝通電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是()A．把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮B．增大電容器兩板間的距離，燈泡變亮C．減小電容器兩板間的正對面積，燈泡變暗D．使交變電流頻率減小，燈泡變暗解析電容器的電容與介電常數(shù)成正比，與正對面積成正比，與兩板間距離成反比．而容抗與電容成反比，與頻率成反比．把介質(zhì)插入電容器，電容變大，容抗減小，燈泡變亮，A正確；電容器兩板間距離增大，電容減小，容抗增大，燈泡變暗，B錯；減小電容器兩極正對面積，電容減小，容抗增大，燈泡變暗，C正確；溝通電的頻率減小，容抗增大，燈泡變暗，D正確．答案ACD電阻、感抗、容抗的區(qū)分3．在圖547所示的電路中，a、b兩端連接的溝通電源既含高頻溝通，又含低頻溝通；L是一個25mH的高頻扼流圈，C是一個100pF的電容器，R是負載電阻．下列說法正確的是()圖547A．L的作用是“通低頻，阻高頻”B．C的作用是“通溝通，隔直流”C．C的作用是“通高頻，阻低頻”D．通過R的電流中，低頻溝通所占的百分比遠遠小于高頻溝通所占的百分比解析L是自感系數(shù)很小的高頻扼流圈，其作用是“通低頻、阻高頻”，A正確；C是電容很小的電容器，其作用是“通高頻，阻低頻”，也稱高頻旁路電容，由于L對高頻的阻礙作用和C對高頻的旁路作用，使得R中的電流，低頻成分遠遠大于高頻成分，故A、C正確．答案AC4．如圖548所示的電路中，A、B、C三燈亮度相同，電源為220V,50Hz的溝通電源，以下敘述中正確的是()圖548A．改接220V,100Hz的溝通電源時，A燈變亮，B燈變暗，C燈亮度不變B．改接220V,100Hz的溝通電源時，A燈變暗，B燈變亮，C燈變亮C．改接220V的直流電源時，A燈熄滅，B燈變亮，C燈亮度不變D．改接220V的直流電源時，A燈熄滅，B燈變亮，C燈變暗解析增加溝通電源的頻率時，感抗增大，容抗減小，電阻的阻礙不變．故A變亮，B變暗、C不變，故A正確，B錯誤；改為直流電源時，電容斷路，A燈滅，電感L無感抗，B燈更亮，電阻R阻礙不變，C燈亮度不變．答案AC(時間：60分鐘)題組一感抗及其應用圖5491．如圖549所示的電路中，正弦溝通電源電壓的有效值為220V，則關(guān)于溝通電壓表的示數(shù)，以下說法中正確的是()A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于零解析電感線圈對交變電流產(chǎn)生感抗，具有“通直流、阻溝通，通低頻、阻高頻”的作用，故C正確．答案C2．一個燈泡通過一個線圈與一溝通電源相連接，如圖5410所示．一塊鐵插進線圈之后，該燈將()圖5410A．變亮 B．變暗C．沒有影響 D．無法推斷解析在線圈內(nèi)由于磁場變化而產(chǎn)生的感應電動勢，總是抵制電流變化．正是這種抵制變化的特性(電惰性)，使線圈產(chǎn)生了感抗．加入鐵芯轉(zhuǎn)變了電感的自感系數(shù)，自感系數(shù)增大，感抗增大，降落的電壓增大，燈泡上的電壓減小，所以燈變暗．答案B3．如圖5411所示溝通電源的電壓有效值跟直流電源的電壓相等，當將雙刀雙擲開關(guān)接到直流電源上時，燈泡的實際功率為P1，而將雙刀雙擲開關(guān)接在溝通電源上時，燈泡的實際功率為P2則()圖5411A．P1＝P2 B．P1＞P2C．P1＜P2 D．不能比較解析接在直流電源上，線圈對直流沒有阻礙作用，電能全部轉(zhuǎn)化為小燈泡的內(nèi)能，而當接至溝通電源上時，線圈對電流有阻礙作用，因此電能除轉(zhuǎn)化成燈泡的內(nèi)能外，還有一部分電能轉(zhuǎn)化為磁場能，故P1＞P2.答案B題組二容抗及其應用4．對電容器能通交變電流的緣由，下列說法正確的是()A．當電容器接到溝通電源上時，由于有自由電荷通過電容器，電路中才有交變電流B．當電容器接到溝通電源上時，電容器交替進行充電和放電，電路中才有交變電流C．在有電容器的溝通電路中，沒有電荷定向移動D．在有電容器的溝通電路中，沒有電荷通過電容器解析電容器實質(zhì)上是通過反復充、放電來實現(xiàn)通電的，并無電荷流過電容器．答案BD5．如圖5412所示，白熾燈和電容器串聯(lián)后接在溝通電源的兩端，當溝通電的頻率增加時()圖5412A．電容器電容增加 B．電容器電容減小C．電燈變暗 D．電燈變亮解析由C＝eq\f(εS,4πkd)可知，C與f無關(guān)，故C不變，A、B錯誤．交變電流的頻率增加，容抗變小，故電流變大，故D正確．答案D6．如圖5413所示的電路，F(xiàn)為一溝通發(fā)電機，C為平行板電容器，為使電流表A的示數(shù)增加，可行的方法是()圖5413A．使發(fā)電機F的轉(zhuǎn)速增加B．使發(fā)電機F的轉(zhuǎn)速減小C．在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)D．使電容器兩極板間距離增大解析當發(fā)電機轉(zhuǎn)速增加時，交變電流的頻率增大，容抗減小，電流表A的讀數(shù)增大，A項正確，B項錯誤；換用介電常數(shù)小的電介質(zhì)，電容C減小，增大板間距時，電容C也減小，容抗增大，對交變電流的阻礙作用增大，○A的示數(shù)減小，故只有A選項正確．答案A題組三電阻、感抗和容抗的區(qū)分7．某信號源中有直流成分、溝通高頻成分和溝通低頻成分，為使放大器僅得到溝通低頻成分，如下圖所示電路中可行的是()解析題A圖放大器得到全部成分．B圖放大器可得到直流成分，若為高頻扼流圈也能得到低頻成分．C圖既可得高頻成分也可得低頻成分．D圖通過C1的是高、低頻都有，通過C2的是旁路電容讓高頻成分濾去，故只有D合適．答案D8．在收音機線路中，經(jīng)天線接收下來的電信號既有高頻成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送給下一級，需要把低頻成分和高頻成分分開，只讓低頻成分輸入給下一級，我們接受了如圖5414裝置電路，其中代號a、b應選擇的元件是()圖5414A．a(chǎn)是電容較大的電容器，b是低頻扼流線圈B．a(chǎn)是電容較大的電容器，b是高頻扼流線圈C．a(chǎn)是電容較小的電容器，b是高頻扼流線圈D．a(chǎn)是電容較小的電容器，b是低頻扼流線圈解析電容器具有通高頻、阻低頻作用，這樣的電容器電容應較小，故a處接電容較小的電容器．電感線圈在該電路中要求做到“通低頻、阻高頻”，所以b處應接一個高頻扼流線圈．答案C9．“二分頻”音箱內(nèi)有高、低兩個揚聲器．音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低段分別出來，送往相應的揚聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機械振動．圖5415為音箱的電路簡化圖，高、低頻混合電流的a、b端輸入，L是線圈，C是電容器，則下列說法中正確的是()圖5415A．甲揚聲器是高頻音揚聲器B．C的作用是阻礙低頻電流通過乙揚聲器C．L的作用是阻礙低頻電流通過甲揚聲器D．乙揚聲器的振幅肯定大解析由電感和電容對高、低頻的阻礙作用可知，電感L對高頻電流的阻礙作用大，所以電感L阻礙高頻電流通向甲．電容對高頻電流的阻礙作用小，所以電容C阻礙低頻電流通向乙．甲是低頻揚聲器，乙是高頻揚聲器，B正確．振幅影響的是聲音的響度而不是頻率，故D錯．答案B10．如圖5416所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，接線柱a、b接電壓為U的直流電源時，無論電源的正極與哪一個接線柱相連，甲燈均能正常發(fā)光，乙燈完全不亮．當a、b接電壓的有效值為U的溝通電源時，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光，則下列推斷正確的是()圖5416A．與甲燈串聯(lián)的元件x是電容器，與乙燈串聯(lián)的元件y是電感線圈B．與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器C．與甲燈串聯(lián)的元件x是二極管，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器D．與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是二極管解析由a、b接直流時的現(xiàn)象可知，元件x“通直流”，元件y“隔直流”，由a、b接溝通電源時的現(xiàn)象可知，元件x“阻溝通”，元件y“通溝通”，依據(jù)電容器和電感線圈的特點，元件x是