【创新设计】高中物理人教版选修3-2同步训练：5.4-电感和电容对交变电流的影响

感抗及其应用1．如图545所示的电路中，L为电感线圈，L′为灯泡，电流表内阻为零．电压表内阻无限大，沟通电源的电压u＝220eq\r(2)sin(100πt)V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法中正确的是()图545A．电流表示数增大 B．电压表示数减小C．灯泡变暗 D．灯泡变亮解析由u＝220eq\r(2)sin100πtV可知电源原来的频率：f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，当频率增大时，线圈的感抗增大，电路中的干路电流将减小，因此A、D错，C正确．图中电灯与电感线圈串联，所以总电压(有效值)U＝UL＋UL′，因UL′减小，而总电压的有效值不变，所以UL增大，因此选项B错．答案C容抗及其作用2.图546如图546所示，接在沟通电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是()A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗解析电容器的电容与介电常数成正比，与正对面积成正比，与两板间距离成反比．而容抗与电容成反比，与频率成反比．把介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮，A正确；电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，B错；减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C正确；沟通电的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D正确．答案ACD电阻、感抗、容抗的区分3．在图547所示的电路中，a、b两端连接的沟通电源既含高频沟通，又含低频沟通；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．下列说法正确的是()图547A．L的作用是“通低频，阻高频”B．C的作用是“通沟通，隔直流”C．C的作用是“通高频，阻低频”D．通过R的电流中，低频沟通所占的百分比远远小于高频沟通所占的百分比解析L是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是电容很小的电容器，其作用是“通高频，阻低频”，也称高频旁路电容，由于L对高频的阻碍作用和C对高频的旁路作用，使得R中的电流，低频成分远远大于高频成分，故A、C正确．答案AC4．如图548所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220V,50Hz的沟通电源，以下叙述中正确的是()图548A．改接220V,100Hz的沟通电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变B．改接220V,100Hz的沟通电源时，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灯变暗解析增加沟通电源的频率时，感抗增大，容抗减小，电阻的阻碍不变．故A变亮，B变暗、C不变，故A正确，B错误；改为直流电源时，电容断路，A灯灭，电感L无感抗，B灯更亮，电阻R阻碍不变，C灯亮度不变．答案AC(时间：60分钟)题组一感抗及其应用图5491．如图549所示的电路中，正弦沟通电源电压的有效值为220V，则关于沟通电压表的示数，以下说法中正确的是()A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于零解析电感线圈对交变电流产生感抗，具有“通直流、阻沟通，通低频、阻高频”的作用，故C正确．答案C2．一个灯泡通过一个线圈与一沟通电源相连接，如图5410所示．一块铁插进线圈之后，该灯将()图5410A．变亮 B．变暗C．没有影响 D．无法推断解析在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势，总是抵制电流变化．正是这种抵制变化的特性(电惰性)，使线圈产生了感抗．加入铁芯转变了电感的自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，灯泡上的电压减小，所以灯变暗．答案B3．如图5411所示沟通电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在沟通电源上时，灯泡的实际功率为P2则()图5411A．P1＝P2 B．P1＞P2C．P1＜P2 D．不能比较解析接在直流电源上，线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为小灯泡的内能，而当接至沟通电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能外，还有一部分电能转化为磁场能，故P1＞P2.答案B题组二容抗及其应用4．对电容器能通交变电流的缘由，下列说法正确的是()A．当电容器接到沟通电源上时，由于有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B．当电容器接到沟通电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C．在有电容器的沟通电路中，没有电荷定向移动D．在有电容器的沟通电路中，没有电荷通过电容器解析电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器．答案BD5．如图5412所示，白炽灯和电容器串联后接在沟通电源的两端，当沟通电的频率增加时()图5412A．电容器电容增加 B．电容器电容减小C．电灯变暗 D．电灯变亮解析由C＝eq\f(εS,4πkd)可知，C与f无关，故C不变，A、B错误．交变电流的频率增加，容抗变小，故电流变大，故D正确．答案D6．如图5413所示的电路，F为一沟通发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增加，可行的方法是()图5413A．使发电机F的转速增加B．使发电机F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D．使电容器两极板间距离增大解析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A的读数增大，A项正确，B项错误；换用介电常数小的电介质，电容C减小，增大板间距时，电容C也减小，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，○A的示数减小，故只有A选项正确．答案A题组三电阻、感抗和容抗的区分7．某信号源中有直流成分、沟通高频成分和沟通低频成分，为使放大器仅得到沟通低频成分，如下图所示电路中可行的是()解析题A图放大器得到全部成分．B图放大器可得到直流成分，若为高频扼流圈也能得到低频成分．C图既可得高频成分也可得低频成分．D图通过C1的是高、低频都有，通过C2的是旁路电容让高频成分滤去，故只有D合适．答案D8．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，我们接受了如图5414装置电路，其中代号a、b应选择的元件是()图5414A．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是低频扼流线圈解析电容器具有通高频、阻低频作用，这样的电容器电容应较小，故a处接电容较小的电容器．电感线圈在该电路中要求做到“通低频、阻高频”，所以b处应接一个高频扼流线圈．答案C9．“二分频”音箱内有高、低两个扬声器．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、低段分别出来，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5415为音箱的电路简化图，高、低频混合电流的a、b端输入，L是线圈，C是电容器，则下列说法中正确的是()图5415A．甲扬声器是高频音扬声器B．C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．乙扬声器的振幅肯定大解析由电感和电容对高、低频的阻碍作用可知，电感L对高频电流的阻碍作用大，所以电感L阻碍高频电流通向甲．电容对高频电流的阻碍作用小，所以电容C阻碍低频电流通向乙．甲是低频扬声器，乙是高频扬声器，B正确．振幅影响的是声音的响度而不是频率，故D错．答案B10．如图5416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的沟通电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列推断正确的是()图5416A．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是二极管解析由a、b接直流时的现象可知，元件x“通直流”，元件y“隔直流”，由a、b接沟通电源时的现象可知，元件x“阻沟通”，元件y“通沟通”，依据电容器和电感线圈的特点，元件x是