2019-2020年高中物理 第2章 第5節(jié) 電感器在交流電路中的作用課時(shí)作業(yè) 教科版選修3-2.doc

2019-2020年高中物理 第2章 第5節(jié) 電感器在交流電路中的作用課時(shí)作業(yè) 教科版選修3-21電感器對交流電有阻礙作用，阻礙作用的大小用_表示，線圈的自感系數(shù)越大，交流電的頻率越高，對交流電的阻礙作用_，即感抗_，XL_.2感抗的形成是因?yàn)榻蛔冸娏魍ㄟ^線圈時(shí)，由于自感的作用產(chǎn)生了_，自感電動勢要阻礙電流的變化，這樣就形成了對電流的阻礙作用3電子技術(shù)中常用的扼流圈有兩類：一類是低頻扼流圈，它的作用是“_”；另一類是高頻扼流圈，它的作用是“_”4如圖1所示，電鍵接直流上燈泡的亮度_(填大于、小于或等于)接到交流上燈泡亮度，說明線圈對直流電和交變電流的阻礙作用不同圖15如圖2所示的電路中，正弦交流電源電壓的有效值為220 V，則關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，以下說法中正確的是()圖2A等于220 V B大于220 VC小于220 V D等于零6電感和電容對交流電的阻礙作用的大小不但跟電感、電容本身有關(guān)，還跟交流電的頻率有關(guān)，下列說法中正確的是()A電感是通直流、阻交流，通高頻、阻低頻B電容是通直流、阻交流，通高頻、阻低頻C電感是通直流、阻交流，通低頻、阻高頻D電容是通交流、隔直流，通低頻、阻高頻【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一電感對交變電流的阻礙作用圖31如圖3所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u220sin 10t V若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25 Hz，下列說法中正確的是()A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2一個(gè)燈泡通過一個(gè)線圈與一交流電源相連接，如圖4所示一個(gè)鐵塊插進(jìn)線圈之后，該燈泡將()圖4A變亮 B變暗C對燈泡沒影響 D無法判斷知識點(diǎn)二對扼流圈的理解3如圖5所示電路，前級輸出的電流既有高頻成分又有低頻成分，要把低頻成分的電流輸送到下一級，需在ab間接一個(gè)_扼流圈，它的自感系數(shù)應(yīng)_圖54對于扼流圈的以下說法，正確的是()A扼流圈是利用電感阻礙交變電流的作用制成的B低頻扼流圈用來“通低頻、阻高頻”C高頻扼流圈用來“通直流、阻交流”D高頻扼流圈對低頻交變電流阻礙作用較小，對高頻交變電流的阻礙作用很大【方法技巧練】電容器與電感器配合使用時(shí)的分析技巧5如圖6所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用圖66在圖7所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個(gè)25 mH的高頻扼流圈，C是一個(gè)100 pF的電容器，R是負(fù)載電阻下列說法中正確的是()圖7AL的作用是“通低頻，阻高頻”BC的作用是“通交流，隔直流”CC的作用是“通高頻，阻低頻”D通過R的電流中，低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比1關(guān)于感抗，下列說法中正確的是()A感抗是由于電流變化時(shí)在線圈中產(chǎn)生了自感電動勢，阻礙電流的變化B感抗的大小不僅與自感系數(shù)有關(guān)，還與電流的頻率有關(guān)C感抗雖然對交變電流有阻礙作用，但不消耗能量D感抗是線圈的電阻產(chǎn)生的2交變電流通過一段長直導(dǎo)線時(shí)，電流為I，如果把這根長直導(dǎo)線繞成線圈，再接入原電路，通過線圈的電流為I，則()AI>I BI<ICII D無法比較3. 兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，接到如圖8所示的電路中，燈L1與電容器串聯(lián)，燈L2與電感線圈串聯(lián)，當(dāng)a、b處接電壓最大值為Um、頻率為f的正弦交流電源時(shí)，兩燈都發(fā)光，且亮度相同更換一個(gè)新的正弦交流電源后，燈L1的亮度高于燈L2的亮度，新電源的電壓最大值和頻率可能是 ()圖8A最大值仍為Um，而頻率大于fB最大值仍為Um，而頻率小于fC最大值大于Um，而頻率仍為fD最大值小于Um，而頻率仍為f4在頻率為f的交變電流電路中，如圖9所示，當(dāng)開關(guān)S依次分別接通R、C、L支路，這時(shí)通過各支路的電流有效值相等若將交變電流的頻率提高到2f，維持其他條件不變，則下列幾種情況不正確的是()圖9A通過R的電流有效值不變B通過C的電流有效值變大C通過L的電流有效值變小D流過R、C、L的電流有效值都不變5如圖10所示，輸入端ab的輸入電壓既有直流成分，又有交流成分，以下說法中，正確的是(L的直流電阻不為零)()圖10A直流成分只能從L通過B交流成分只能從R通過C通過R的既有直流成分又有交流成分D通過L的直流成分比通過R的直流成分要大6.如圖11所示的電路中，A、B、C三燈亮度相同，電源為220 V,50 Hz的交流電源，以下敘述中正確的是()圖11A改接220 V,100 Hz的交流電源時(shí)，A燈變亮，B燈變暗，C燈亮度不變B改接220 V,100 Hz的交流電源時(shí)，A燈變暗，B燈變亮，C燈變亮C改接220 V的直流電源時(shí)，A燈熄滅，B燈變亮，C燈亮度不變D改接220 V的直流電源時(shí)，A燈熄滅，B燈變亮，C燈變暗7如圖12所示，“二分頻”音箱內(nèi)有兩個(gè)不同口徑的揚(yáng)聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器，音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚(yáng)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(jī)械振動圖為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由a、b端輸入，L1和L2是線圈，C1和C2是電容器()圖12A甲揚(yáng)聲器是高頻揚(yáng)聲器BC2的作用是阻礙低頻電流通過乙揚(yáng)聲器CL1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器DL2的作用是減少通過乙揚(yáng)聲器的低頻電流8彩色電視機(jī)的電源輸入端裝有電源濾波器，其電路圖如圖13所示，主要元件是兩個(gè)線圈L1、L2，它們的自感系數(shù)很大，F(xiàn)是保險(xiǎn)絲，R是壓敏電阻(正常情況下阻值很大，但電壓超過設(shè)定值時(shí)，阻值會迅速減小，可以保護(hù)與其并聯(lián)的元件)，C1、C2是電容器，S為電視機(jī)開關(guān)，某一次用戶沒有先關(guān)電視機(jī)(沒有斷開S)就拔掉電源插頭，結(jié)果燒壞了圖中的電路元件，可能被燒壞的元件是()圖13AR BL1或L2 CC2 DC19在收音機(jī)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，我們采用了如圖14所示裝置電路，其中代號a、b應(yīng)選擇的元件是()圖14Aa是電容較大的電容器，b是低頻扼流線圈Ba是電容較大的電容器，b是高頻扼流線圈Ca是電容較小的電容器，b是高頻扼流線圈Da是電容較小的電容器，b是低頻扼流線圈題號123456789答案10.如圖15所示，A、B、C為三個(gè)相同的燈泡，a、b、c為與之串聯(lián)的三個(gè)元件，E1為直流電源，E2為交流電源當(dāng)開關(guān)S接“1”時(shí)，A、B兩燈均正常發(fā)光，C燈不亮；當(dāng)開關(guān)S接“2”時(shí)，A燈仍正常發(fā)光，B燈變暗，C燈正常發(fā)光由此可知，a元件應(yīng)是_，b元件應(yīng)是_，c元件應(yīng)是_圖1511如圖16所示為電子技術(shù)中的部分電路，前級輸出的電流中既有直流成分，又有交流成分如果只需要把交流成分輸送到下一級裝置，應(yīng)在a、b兩點(diǎn)間接入一個(gè)_；如果只需把直流輸送到下一級裝置，應(yīng)在a、b兩點(diǎn)間接入一個(gè)_圖1612如圖17所示，是一個(gè)判定AB之間電源性質(zhì)的儀器，自感系數(shù)和電容都較大若接通電源后只有綠燈亮，則圖17(1)AB之間是什么電源？(2)若只有紅燈亮或黃燈亮，AB之間電源又如何？第5節(jié)電感器在交流電路中的作用 答案課前預(yù)習(xí)練1感抗越大越大2fL2自感電動勢3通直流，阻交流通低頻，通直流，阻高頻4大于5C電感對交變電流有阻礙作用，線圈與燈泡串聯(lián)，其電壓之和等于電源電壓，即ULURU，故交流電壓表的示數(shù)小于220 V，C正確6C電感線圈的作用是“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”，電容器的作用是“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”，所以C項(xiàng)正確課堂探究練1C根據(jù)所加的交流電u220sin 10t V，可知10，由2f可得f5 Hz.若只將電源的頻率改為f25 Hz，則可知電感線圈對交變電流的阻礙作用變大，即感抗變大，電感跟電燈串聯(lián)，由串聯(lián)分壓原理知，線圈兩端電壓變大，所以電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小，電燈變暗點(diǎn)評電感對交變電流的阻礙作用跟交變電流的頻率有關(guān)頻率越高阻礙作用就越大2B加入鐵芯改變了電感線圈的自感系數(shù)，自感系數(shù)增大，感抗增大，降落在電感線圈上的電壓增大，降落在燈泡上的電壓減小，所以燈泡變暗點(diǎn)評電感線圈的自感系數(shù)與線圈大小、形狀、圈數(shù)以及是否有鐵芯等因素有關(guān)加入鐵芯后，自感系數(shù)增大，對交流的阻礙作用變大3高頻小解析高頻扼流圈有“通低頻，阻高頻”的作用，故應(yīng)接高頻扼流圈要通過低頻即對低頻的阻礙作用小，由XL2fL知L要小4AD低頻扼流圈用來“通直流、阻交流”，對低頻電流阻礙作用也很大，而高頻扼流圈是對高頻阻礙作用很大，對低頻阻礙作用較小，用來“通低頻，通直流，阻高頻”高頻扼流圈的自感系數(shù)較小，低頻扼流圈的自感系數(shù)較大點(diǎn)評低頻扼流圈，“扼制”低頻電流，線圈的自感系數(shù)較大；高頻扼流圈，“扼制”高頻電流，線圈的自感系數(shù)較小5見解析解析當(dāng)含有多種成分的電流輸入到C1兩端，由于C1的“通交流、隔直流”的功能，電流中的交流成分被衰減，而線圈L有“通直流、阻交流”的功能，直流成分電流順利通過L，一小部分交流通過L，到達(dá)C2兩端時(shí)，C2進(jìn)一步濾除電流中殘余的交流成分，這樣在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，這個(gè)直流電供電視機(jī)內(nèi)芯正常工作6ACDL是一個(gè)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是一個(gè)電容很小的電容器，在題圖所示電路中，對高頻交流的容抗遠(yuǎn)小于對低頻交流的容抗，其作用是“通高頻、阻低頻”，C正確；因電路中無直流電流，B錯(cuò)誤；由于L對高頻交流的阻礙作用和C對高頻交流的旁路作用，使得通過R的電流中，低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)大于高頻交流的百分比，D正確方法總結(jié)要正確理解電阻、電感、電容對交流、直流的阻礙作用(1)電阻對交流、直流有相同的阻礙作用，交變電流頻率變化時(shí)，阻礙作用不變(2)電容器通交流隔直流，通高頻阻低頻(3)電感器通直流阻交流，通低頻阻高頻課后鞏固練1ABC2B當(dāng)交變電流通過長直導(dǎo)線時(shí)，對交變電流的阻礙作用相當(dāng)于一個(gè)電阻器，當(dāng)導(dǎo)線繞成線圈后，就成了一個(gè)電感器，電流除受電阻的阻礙作用外，還受到電感器的阻礙作用，電流減小3A電壓最大值不變，則其有效值也不變，當(dāng)頻率變大時(shí)，容抗變小，感抗變大，故L1變亮，L2變暗，即燈L1的亮度高于燈L2的亮度，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若最大值大于Um，頻率不變，容抗、感抗均不變，故L1、L2的亮度都增大，但亮度相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤，同理知D項(xiàng)錯(cuò)誤4D電阻對交變電流阻礙作用的大小與電流的頻率無關(guān)，因此，通過電阻的電流的有效值不變電感對交變電流阻礙作用的大小用感抗表示，線圈的自感系數(shù)越大，電流的頻率越高，自感電動勢就越大，即線圈對電流的阻礙作用就越大，感抗也就越大，因此，通過電感的電流有效值變小電容器對交變電流阻礙作用的大小用容抗表示，電容一定時(shí)，在相同的電壓下電容器容納的電荷一定，頻率越高，充、放電的時(shí)間越短，充、放電的電流越大，容抗越小，因此，通過電容器的電流有效值變大5CD由于線圈直流電阻不為零，所以有直流通過R，而線圈對交流有阻礙作用，因此也有交流成分通過R，B錯(cuò)，C正確；由于R對交流也有阻礙作用，所以也有交流成分通過L，A錯(cuò)；因?yàn)橐话銓?dǎo)線的直流電阻都很小，所以通過線圈的直流要比通過R的要大，D正確6AC電源由“220 V,50 Hz”改為“220 V,100 Hz”時(shí)，由XL2fL，XC可知XL變大，XC減小，A變亮，B變暗，C不變，A對，改接220 V直流電源時(shí)，電容器處于斷路，A燈熄滅，C燈亮度不變，由于L對直流沒有感抗，所以B燈變亮，C對7BD這是一個(gè)實(shí)際應(yīng)用問題，考查對電感、電容在高頻、低頻同時(shí)存在的電路中的綜合作用只要抓住基礎(chǔ)知識點(diǎn)，就可進(jìn)行綜合分析電路中的電感和電容作用可以簡單概括為：電感通直流，阻交流，通低頻，阻高頻；電容通交流，隔直流，通高頻，阻低頻8BC由于L1和L2的自感作用，R，C2，L2，L1所構(gòu)成的閉合回路中產(chǎn)生較大的電流，C2，L1，L2可能燒壞，而C1與R元件并聯(lián)，由于R的保護(hù)C1不會燒壞，選B、C.9C電容器具有通高頻、阻低頻的作用，這樣的電容器電容應(yīng)較小電感線圈在該電路中要求做到通低頻、阻高頻，所以它是一個(gè)高頻扼流圈(自感系數(shù)較小的電感線圈)10電阻電感器電容器11電容器電感器12(1)AB間接交流(2)只有紅燈亮，AB間接直流且A端為正極；只有黃燈亮，AB間接直流且B端為正極解析由于電容器C具有隔直流的特性，故只有綠燈亮?xí)rAB之間必是交流電源，至于此時(shí)為什么紅燈和黃燈不亮，則是由于線圈L具有阻交流的作用當(dāng)AB之間接入直流電時(shí)，綠燈不亮是顯見的，此時(shí)紅燈亮還是黃燈亮，則必須考慮二極管D1和D2的單向?qū)щ娦怨蔄B間接交變電流時(shí)，綠燈亮；AB間接直流電且A端是正極時(shí)紅燈亮；AB間接直流電且B端是正極時(shí)黃燈亮