習(xí)題1：電感和電容對交變電流的影響

電感和電容對交變電流的影響習(xí)題1.下列說法中正確的是()A．感抗是由于電流變化時在線圈中產(chǎn)生了自感電動勢，阻礙電流的變化B．感抗大小不僅與自感系數(shù)有關(guān)，還與電流的頻率有關(guān)C．當(dāng)電容器接到交流電源上時，因為有自由電荷通過電容器，電路中才有交變電流D．容抗的大小不僅與電容有關(guān)，還與電流的頻率有關(guān)解析：選ABD.交流電通過線圈時，由于電流時刻變化，在線圈中產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢總是阻礙電流變化，這就是產(chǎn)生感抗的原因，A正確．頻率越高，電流變化越快，自感電動勢越大；線圈自感系數(shù)越大，自感電動勢越大，對電流的變化阻礙作用越大，感抗越大，B正確．電容器能通交變電流的實質(zhì)是通過反復(fù)充、放電來實現(xiàn)的，并無電荷通過電容器，所以C錯．頻率越高，充、放電越快，容抗越小，故D對．2.(2022·新疆一中高二檢測)下列說法正確的是()A．電阻對直流、交流的阻礙作用相同，電流通過電阻時，消耗電能B．電容器接在直流電路中，因為沒有電流，所以不消耗電能，接在交流電路中，有交變電流，所以消耗電能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)生的答案：AC圖5－3－133.一個燈泡通過一個粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接，如圖5－3－13所示．一鐵塊插進(jìn)線圈之后，該燈將()A．變亮B．變暗C．對燈沒影響D．無法判斷解析：選B.加入鐵芯改變了電感自感系數(shù)，自感系數(shù)增大，感抗增大，降落的電壓增大，降落在燈上的電壓減小，所以燈變暗．圖5－3－144.如圖5－3－14所示，接在交流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：選ACD.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．交流電的頻率減小，容抗增大，燈泡變暗，D正確．5.如圖5－3－15所示，線圈L的自感系數(shù)和電容器C的電容都很小(如L＝100μH，C＝100pF)，此電路的主要作用是()圖5－3－15A．阻直流通交流，輸出交流電B．阻交流通直流，輸出直流電C．阻低頻通高頻，輸出高頻交流電D．阻高頻通低頻，輸出低頻交流電或直流電解析：選D.因線圈L的自感系數(shù)很小，所以對低頻交流電的阻礙作用很小，這樣直流和低頻交流電能順利通過線圈；電容器C為旁路電容，因其電容很小，對低頻交變電流的阻礙作用很大，對高頻交流電的阻礙作用很小，這樣通過線圈的高頻電流又經(jīng)電容器C形成回路，最終輸出的應(yīng)為低頻交流電或直流電，所以選項D正確．一、選擇題1.交變電流通過一段長直導(dǎo)線時，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()A．I′＞I B．I′＜IC．I′＝I D．無法比較解析：選B.長直導(dǎo)線的自感系數(shù)很小，感抗可忽略不計，其對交變電流的阻礙作用可以看做是純電阻，流經(jīng)它的交變電流只受到導(dǎo)線電阻的阻礙作用．當(dāng)導(dǎo)線繞成線圈后，電阻值未變，但自感系數(shù)增大，對交變電流不但有電阻，而且有感抗，阻礙作用增大，電流減?。?.對電容器能通過交變電流的原因，下列說法正確的是()A．當(dāng)電容器接到交流電源上時，因為有自由電荷通過電容器，電路中才有交變電流B．當(dāng)電容器接到交流電源上時，電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中才有交變電流C．在有電容器的交流電路中，沒有電荷定向移動D．在有電容器的交流電路中，沒有電荷通過電容器解析：選BD.電容器實質(zhì)上是通過反復(fù)充、放電來實現(xiàn)通電的，并無電荷流過電容器．圖5－3－163.如圖5－3－16所示的電路中，正弦交流電源電壓的有效值為220V，則關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，以下說法中正確的是()A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于0解析：選C.雖然交變電流能通過電容器，但也受到阻礙作用，電容器與電阻串聯(lián)，根據(jù)分壓原理可知電阻兩端的電壓小于電源電壓，電壓表測的是電阻兩端的電壓，C正確．4.(2022·山西省康杰中學(xué)高二月考)如圖5－3－17所示交流電源的電壓有效值跟直流電的電壓相等，當(dāng)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)接在交流電源上時，燈泡的實際功率為P2，則()圖5－3－17A．P1＝P2 B．P1＞P2C．P1＜P2 D．不能比較解析：選B.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(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接在交流電源上時，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，還有一部分電能在與磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化，因此P1＞P2.故正確答案為B.5.如圖5－3－18所示的電路中，正弦交流電源電壓的有效值為220V，則關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，以下說法中正確的是()圖5－3－18A．等于220V B．大于220VC．小于220V D．等于零解析：選C.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UL＋UR＝U，故交流電壓表的示數(shù)小于220V，C正確．圖5－3－196.(2022·江蘇啟東中學(xué)高二檢測)如圖5－3－19所示，電路中完全相同的三只燈泡L1、L2、L3分別與電阻R、電感L、電容C串聯(lián)，然后再并聯(lián)到220V、50Hz的交流電路上，三只燈泡亮度恰好相同．若保持交變電壓不變，將交變電流的頻率提高到60Hz，則發(fā)生的現(xiàn)象是()A．三燈亮度不變B．三燈均變亮C．L1不變、L2變亮、L3變暗D．L1不變、L2變暗、L3變亮解析：選D.頻率變高，線圈感抗變大，電容器容抗變小，因此L2變暗，L3變亮．電阻的大小與交變電流的頻率無關(guān)，流過燈泡L1中的電流不變，因此L1亮度不變．圖5－3－207.在如圖5－3－20所示電路中，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25mH的高頻扼流圈，C是一個100pF的電容器，R是負(fù)載電阻．下列說法中正確的是()A．L的作用是“通低頻，阻高頻”B．C的作用是“通交流，阻直流”C．C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解析：選是一個自感系數(shù)很小的高頻扼流圈，其作用是“通低頻，阻高頻”，A正確．C是一個電容很小的電容器，在題圖示電路中它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”．因電路中無直流成分，故B錯誤、C正確．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)大于高頻交流所占的百分比，D正確．eq\a\vs4\al(8.)某信號源中有直流成分、交流高頻成分和交流低頻成分，為使放大器僅得到交流低頻成分，如下圖所示電路中可行的是()圖5－3－21解析：選圖放大器得到所有成分．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圖既可得到高頻成分也可得到低頻成分．D圖通過C1的是高、低頻都有，C2是旁路電容讓高頻成分濾去，故只有D合適．eq\a\vs4\al(9.)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5－3－22裝置電路，其中代號a、b應(yīng)選擇的元件是()圖5－3－22A．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：選C.電容器具有通高頻、阻低頻作用，這樣的電容器電容應(yīng)較小，故a處放電容較小的電容器．電感線圈在該電路中要求做到“通低頻、阻高頻”，所以b處應(yīng)接一個高頻扼流線圈．eq\a\vs4\al(10.)“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(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5－3－23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，則()圖5－3－23A．甲揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器B．C2的作用是阻礙低頻電流通過乙揚(yáng)聲器C．L1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器D．L2的作用是減弱乙揚(yáng)聲器的低頻電流解析：選BD.由于L1會“阻高、通低”，C1又“通高、阻低”，因此低頻成分通過甲揚(yáng)聲器，故A錯，C2的作用是“通高、阻低”，故B對，L2的作用是“通低、阻高”，故C錯而D對．二、非選擇題eq\a\vs4\al(11).如圖5－3－24是可調(diào)燈泡亮度的臺燈電路示意圖，其中電路更合理的是________．圖5－3－24解析：乙中調(diào)節(jié)L可達(dá)到調(diào)節(jié)臺燈兩端電壓的作用，從而調(diào)節(jié)臺燈的亮度．甲圖也可調(diào)節(jié)臺燈的亮度，但變阻器要消耗電能，故甲圖不合理．