2018年高考模擬理綜物理選編：電感和電容對(duì)交變電流的作用（解析版）

.@:第5頁(yè)樂(lè)陵一中電感和電容對(duì)交變電流的作用一、單項(xiàng)選擇題〔本大題共5小題，共30分〕在如下圖的電路中，L1、L2、L3是三盞一樣的燈泡。當(dāng)a、b兩端接交流6V時(shí)，三盞燈的發(fā)光情況一樣。假設(shè)將a、b兩端接直流A.三盞燈的亮度一樣 B.L1不亮，L2、L3的亮度一樣

C.L1不亮，L2比L3亮 D.·C·【分析】三個(gè)支路電壓一樣，當(dāng)交流電頻率變化時(shí)，會(huì)影響電感的感抗和電容的容抗，從而影響流過(guò)電感和電容的電流，而直流不能通過(guò)電容器。解決此題的關(guān)鍵知道電感和電容對(duì)交流或直流電的阻礙作用的大小與什么因素有關(guān)，記住感抗和容抗的兩個(gè)公式可以幫助定性分析，xL=2πLf，【解答】三個(gè)三個(gè)支路電壓一樣，當(dāng)通交流電時(shí)，電感的感抗與電容的容抗都會(huì)對(duì)交流電有影響，而電阻所在支路對(duì)電流的阻礙作用不變，當(dāng)通入直流時(shí)，對(duì)于電阻沒有影響，亮度不變；而對(duì)電容器來(lái)說(shuō)，不能通過(guò)直流，所以燈L1不亮；對(duì)于線圈來(lái)說(shuō)，阻礙減小，導(dǎo)致L2變得更亮，故C正確，ABD錯(cuò)誤；

應(yīng)選如圖2所示的交流電路中，燈L1、L2和L3均發(fā)光，假如保持交變電源兩端電壓的有效值不變，但頻率減小，各燈的亮、暗變化情況為()A.燈L1、L2均變亮，燈L3變暗

B.燈L1、L2、L3均變暗

C.燈L1不變，燈L2變暗，燈L3·D·解：輸入的交流的頻率減小，對(duì)電阻R沒影響，L1燈亮度不變；電感線圈特點(diǎn)是通低頻阻高頻，頻率減小，那么電感的阻礙作用減小，所以L2燈的亮度變亮；電容器的特點(diǎn)是通高頻阻低頻，頻率減小，那么電容器的阻礙作用增大，所以L3燈更暗一些。故ABC錯(cuò)誤，D正確

應(yīng)選：D。

電感線圈對(duì)交流電的阻礙作用與交流電的頻率、及自感系數(shù)成正比。電容器內(nèi)部是真空或電介質(zhì)，隔斷直流。能充電、放電，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性。進(jìn)展分析。

對(duì)于電容和電感的特性可以利用感抗和容抗公式記憶：XL=2πfL，XC=1如下圖是“二分頻〞音箱內(nèi)部電路，來(lái)自前級(jí)電路的電信號(hào)，被電容和電感組成的分頻電路分成高頻成分和低頻成分，分別送到高、低音揚(yáng)聲器，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

A.C1讓低頻成分通過(guò) B.L2讓高頻成分通過(guò)

C.揚(yáng)聲器BL1是低音揚(yáng)聲器·D·解：A、C1的作用是阻礙低頻電流通過(guò)BL1揚(yáng)聲器.故A錯(cuò)誤．

B、L2的作用是阻礙高頻電流通過(guò)BL2揚(yáng)聲器，是讓低頻交流電通過(guò)，故B錯(cuò)誤．

CD、高頻和低頻交流電通入該電路，由于線圈通低頻，阻高頻，電容通高頻，阻低頻，所以低頻交流電通過(guò)BL2揚(yáng)聲器，高頻交流電通過(guò)BL1揚(yáng)聲器.所以BL2揚(yáng)聲器是低音揚(yáng)聲器.故C錯(cuò)誤，如下圖，兩個(gè)標(biāo)有“6V，2W〞的一樣的燈泡A，B，分別與電容器C和自感線圈L相連后接在6V電源的兩端，自感線圈的自感系數(shù)很大、內(nèi)阻不計(jì)，電容器的耐壓值足夠大。那么(

)A.假設(shè)電源是直流電源，閉合開關(guān)時(shí)，A燈緩慢地變亮

B.假設(shè)電源是直流電源，閉合開關(guān)穩(wěn)定后再斷開時(shí)，A燈會(huì)亮一下再熄滅

C.假設(shè)電源是交流電源，閉合開關(guān)穩(wěn)定后，A燈不會(huì)亮

D.假設(shè)電源是交流電源，閉合開關(guān)穩(wěn)定后，B燈可能會(huì)被燒壞·B·【分析】電感器對(duì)電流的變化有阻礙作用，當(dāng)電流增大時(shí)，會(huì)阻礙電流的增大，當(dāng)電流減小時(shí)，會(huì)阻礙其減小，電容器在電路中電流變化時(shí)，也會(huì)發(fā)生充電和放電現(xiàn)象，此時(shí)可理解為有電流通過(guò)了電容器。

解決此題的關(guān)鍵知道電感器對(duì)電流的變化有阻礙作用，當(dāng)電流增大時(shí)，會(huì)阻礙電流的增大，當(dāng)電流減小時(shí)，會(huì)阻礙其減小?！窘獯稹緼B.假設(shè)電源是直流電源，S剛閉合后，線圈對(duì)電流沒有影響，電容器C充電，相當(dāng)于斷路，A不亮，閉合開關(guān)穩(wěn)定后再斷開時(shí)，電容器放電，所以A燈會(huì)亮一下再熄滅，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.假設(shè)電源是交流電源，閉合開關(guān)穩(wěn)定后，A燈亮，B燈不會(huì)被燒壞，故CD錯(cuò)誤。應(yīng)選B。

如下圖電路中，L為電感線圈，C為電容器，當(dāng)開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時(shí)，那么()A.A燈有電流通過(guò)，方向由a到b

B.A燈中無(wú)電流通過(guò)，不可能變亮

C.B燈逐漸熄滅，c點(diǎn)電勢(shì)低于d點(diǎn)電勢(shì)

D.B燈立即熄滅，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)

·C·解：A、開關(guān)s由斷開變?yōu)殚]合時(shí)，電容放電，所以s閉合瞬間A燈有電流從b到a，故A錯(cuò)誤；

B、A燈有電流通過(guò)，故B錯(cuò)誤；

CD、s閉合瞬間，由于自感，L中的電流會(huì)漸漸減小，所以B燈逐漸熄滅，那么線圈中的電流方向是從右向左，所以c點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)，故C正確，D錯(cuò)誤；

應(yīng)選：C．

電容對(duì)直流電路相當(dāng)于斷路，電感線圈對(duì)直流電流相當(dāng)于短路，從而即可求解．

此題考察了電容器和電感線圈對(duì)交變電流的導(dǎo)通和阻礙作用，注意電容器的充放電，及電感線圈的阻礙變化，而不是阻止．

二、多項(xiàng)選擇題〔本大題共4小題，共24分〕【加試題】如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，均為理想電表，R是光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)，L是理想線圈，D是燈泡。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.交流電的頻率為50Hz

B.電壓表的示數(shù)為222V

C.當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，A的示數(shù)變小

D.假設(shè)用一根導(dǎo)線來(lái)代替線圈L，那么燈D·AD·【分析】由變壓器原理可得變壓器原、副線圈中的電流之比，輸入、輸出功率之比；和閉合電路中的動(dòng)態(tài)分析類相似，可以根據(jù)R的變化，確定出總電路的電阻的變化，進(jìn)而可以確定總電路的電流的變化的情況，在根據(jù)電壓不變，來(lái)分析其他的原件的電流和電壓的變化的情況。電路的動(dòng)態(tài)變化的分析，總的原那么就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法?！窘獯稹緼.原線圈接入題圖乙所示的電源電壓，T=0.02

s，所以頻率為f=1T=50HzB.原線圈接入電壓的最大值是2202V，所以原線圈接入電壓的有效值是U=220

V，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10：1，所以副線圈電壓是22

V，所以電壓表的示數(shù)為22

V，故C.當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，R阻值隨光強(qiáng)增大而減小，副線圈總電阻減小，根據(jù)P=U2RD.假設(shè)用一根導(dǎo)線來(lái)代替線圈

L，導(dǎo)線對(duì)電流阻礙小于線圈對(duì)電流的阻礙作用，所以D變亮，故D正確。應(yīng)選AD。電路如圖甲所示，電阻R的阻值為484Ω，C為電容器，L為直流電阻不計(jì)的自感線圈，開關(guān)S斷開，當(dāng)接上如圖乙所示的電壓u，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.R上的電壓應(yīng)等于155.5V

B.電壓表的示數(shù)為220

V

C.電阻R消耗的功率小于50W

D.為保證閉合開關(guān)S后電容器不被擊穿，該電容器的耐壓值不得小于311V·CD·解：A、設(shè)電壓表的讀數(shù)為U，根據(jù)電壓有效值的概念應(yīng)有：U2R?0.02=0+(3112)2R?0.01，

解得U=1102V≈155.5V，即電壓表的示數(shù)應(yīng)為155.5V，由于線圈的自感作用，電阻R兩端的電壓應(yīng)小于155.5V，所以A錯(cuò)誤；

B、根據(jù)選項(xiàng)A分析可知B錯(cuò)誤；

C、當(dāng)不考慮線圈的自感作用時(shí)，電阻R消耗的功率為P=U2R=(1102)2484W=50W，所以由于線圈的自感作用影響，電阻R消耗的功率一定小于50W，所以C正確；

D、根據(jù)電源電壓圖象可知，電源的最大電壓為311V，電容器的耐壓值不能小于311如圖，電路為演示自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后設(shè)通過(guò)線圈L的電流為Il，通過(guò)小燈泡E的電流為I2，小燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)，迅速斷開開關(guān)S，那么可觀察到燈泡E閃亮一下后熄滅，在燈E閃亮短暫過(guò)程中()

A.線圈L中電流I1逐漸減為零

B.線圈L兩端a端電勢(shì)高于b端

C.小燈泡E中電流由Il逐漸減為零，方向與I2相反

D.小燈泡E·AC·解：A、迅速斷開開關(guān)S時(shí)，線圈中電流開場(chǎng)減小，磁通量開場(chǎng)減小產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的減小，那么線圈中電流I1逐漸減小為零.故A正確．

B、迅速斷開開關(guān)S時(shí)，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，b端相當(dāng)正極，a相當(dāng)于負(fù)極，b端電勢(shì)高于a端.故B錯(cuò)誤．

C、D，迅速斷開開關(guān)S時(shí)，燈泡中原來(lái)的電流I2突然減小到零，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流流過(guò)燈泡，燈泡E中電流由Il逐漸減為零，方向與I2相反.故C正確，D錯(cuò)誤．

應(yīng)選AC

當(dāng)燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)，迅速斷開開關(guān)在圖甲所示電路中，流過(guò)二極管D的電流iD如圖乙所示，該電流可以看作是一個(gè)恒定電流和一個(gè)交變電流的疊加，流過(guò)電感和電容的電流分別為iL、iC.以下關(guān)于iL、iC隨時(shí)間tA. B.

C. D.·B·解：根據(jù)交流電路中電容的通高頻阻低頻和電感線圈的通