电感和电容对交变电流的影响典型例题
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一、选择题1.在交流电路中,要减小电容器的容抗,可以()A.减小两极板的正对面积B.减小极板间的距离C.适当增大交变电流的电压D.减小交变电流的频率2.下列说法中正确的是()A.电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻B.电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻C.感抗、容抗和电阻一样,电流通过它们做功时都是电能转化为内能D.在交变电路中,电阻、感抗、容抗可以同时存在3.关于电容器对交变电流的容抗,以下说法正确的是()A.电容器内部是绝缘的,直流和交流都不能“通过”电容器B.电容器接到交流上时,由于不断充电、放电,所以电容器对交流无影响C.直流电的周期可认为很长,因此电容器对其容抗可以忽略D.电容器有“隔直通交”,“通高频,阻低频”的作用4.如图3-3-9所示,交流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交流电源上时,灯泡的实际功率为P2,则()图3-3-9A.P1=P2B.P1>P2C.P1<P2D.不能比较5.当电容器接到交流电源的两端时,下列说法不.正确的是()A.实际上自由电荷没有通过两极板间的绝缘介质B.实际上自由电荷通过了两极板间的绝缘介质C.实际上是电容器交替地进行了充电和放电D.电路中有了电流,表现为交流“通过”了电容器6.下列关于电容器、电感线圈在电路中的作用的说法不.正确的是()A.交流电的频率越高,电流“通过”电容器的能力越强B.交流电的频率越高,电流“通过”电感线圈的能力越弱C.电容器在电路中的作用是通直流阻交流D.电感线圈在电路中的作用是通低频阻高频7.在图3-3-10所示电路中,L为电感线圈,灯泡电阻为R,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源的电压u=2202sin100πt V,若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为100 Hz,下列说法正确的是()图3-3-10A.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8.如图3-3-11所示,输入端的输入电压既有直流成分,又有交变电流成分(L的直流电阻等于R),以下说法中正确的是()图3-3-11A.直流成分只能通过LB.交变电流成分只能从R通过C.通过R的既有直流成分,又有交变电流成分D.通过L的交变电流成分比通过R的交变电流成分必定要多9.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,经放大后送到下一级,需要把低频成分和高频成分分开,只让低频成分输送到再下一级,可以采用如图3-3-12所示电路,其中a、b应选择的元件是()图3-3-12A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流圈B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流圈C.a是电容较小的电容器,b是低频扼流圈D.a是电容较小的电容器,b是高频扼流圈10.(2011年江苏模拟)用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响,如图3-3-13甲所示,在AB间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻.闭合开关时,计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图乙a、b、c所示,则下列判断中正确的是()图3-3-13A.AB间接入定值电阻显示图象aB.AB间接入电容器显示图象bC.AB间接入电感线圈显示图象cD.AB间接入电感线圈显示图象b二、非选择题11.如图3-3-14所示的甲、乙、丙三种电路是电子技术中的常用电路,a、b是输入端,其中高频成分用“ ”表示,低频成分用“~”表示,直流成分用“-”表示,则甲、乙、丙负载R上得到的电流的主要特征各是什么?图3-3-1412.如图3-3-15所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用.图3-3-15。
交变电流的变化规律(1)1.某交流电动势的瞬时值e=E m sinωt,若将转速提高1倍,其他条件不变,则其电动势的瞬时值为A.E m sin2ωtB.E m sinωtC.2E m sintωD.2E m sin2ωt2.矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动,当线圈通过中性面时,下列说法中正确的是()A.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大B.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大B.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零D.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势等于零3.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式电流i=I m sinωt,若保持其他条件不变,使发电机线圈匝数及转速各增加一倍,则电流的变化规律为( )A.i=2I m sin2ωt B.i=4I m sin2ωtC.i=2I m sinωt D.i=4I m sinωt4.某交流发电机正常工作时,电动势e=E m sinωt,若将线框转速提高一倍,其他条件不变,则电动势的变化规律是()e’=E m sinωt B.e’=E m sin2ωt C.e’=2E m sinωt D.e’=2E m sin2ωt5.交流发电机在工作时的电动势e=E m sinωt.若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍,其他条件不变,则电动势变为()A.e=2E m sinωt B.e=4E m sinωtC.e=E m sinωt D.e=E m sinωt6.因为有了变压器,使交变电流得到了广泛的利用.下列选项中,利用变压器不可能做到的是()A.增大电流B.升高电压C.减小电压D.增大功率7.矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴匀速转动时,线圈跟中性面重合的瞬间,下列说法中正确的是()A.线圈中的磁通量最大B.线圈中的感应电动势最大C.线圈的每一边都不切割磁感线D.线圈所受到的磁场力不为零8.一个线圈在匀强磁场中从中性面开始匀速转动,电路中产生的交流电流的有效值是2A,频率是50Hz,则此电流的瞬时值表达式为______.9.下面关于交变电流的说法中正确的是()A交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值B利用欧姆定律计算时,公式中的电流、电压值是指交变电流的最大值C给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下都是指瞬时值D交流电表上显示的电流数值是该交变电流的有效值10.某交变电流发电机正常工作时产生的电动势e=E m sinωt.若线圈匝数减为原来的一半,而转速增为原来的2倍,其它条件不变,则产生的电动势的表达式为()A.e=E m sinωt B.e=2E m sinωt C.e=2E m sin2ωt D.e=E m sin2ωt参考答案:1.答案: D解析:2.答案: C解析:3.答案: A解析:转速加倍则ω=2πn也加倍,电流的最大值I m也加倍故i=2I m sin2ωt选项A正确.4.答案: D解析:5.答案: B解析:由电动势最大值表达式E m=NBSω,N、S变为原来的两倍,则最大值变为4E m,故B正确6.答案: D解析:根据变压器的电压、电流与匝数之间的关系可以增大和减小电压,也可以增大或减小电流,输入功率由输出功率决定,变压器不能改变功率.故D不能做到7.答案: AC解析: A、在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大.故A正确.B、在中性面时,没有边切割磁感线,感应电动势为零.故B错误.C、在中性面时,没有边切割磁感线,且每一边都不切割磁感线,感应电动势为零,故C 正确.D、在中性面时,没有边切割磁感线,感应电动势为零,没有感应电流,则没有磁场力作用,故D错误8.答案: 2 sin100 t9.答案: D解析:考点:正弦式电流的图象和三角函数表达式.专题:交流电专题.分析:本题考查了有关交流电的基础知识,正确理解交流电瞬时值、最大值、平均值、有效值的含义,设备上数值,电表读数,公式中的值均是有效值.解答:解:A、交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值(电容除外),故A错误;B.利用欧姆定律计算时,公式中的电流、电压值是指交变电流的有效值,故B错误;C.给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下都是有效值,故C错误;D.用电表测量的电流、电压均为交流电的有效值,故D正确.故选:D.点评:正确理解交流电的“四值”含义,尤其是“有效值”的理解与应用,同时注意加强这方面的练习.10.答案: D解析:考点:正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.专题:交流电专题.分析:根据Em=NBSω判断电动势的峰值,由e=EmSinωt知电动势的表达式判断新产生的电动势的表达式.解答:解:由Em=NBSω知若线圈匝数减为原来的一半,而转速增为原来的2倍时Em不变;转速变为2ω,由e=EmSinωt知电动势的表达式为e=E m sin2ωt, D正确;故选:D点评:本题考查了交流电的电压瞬时值表达式,要根据公式中各物理量的意义逐项分析.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
第三节电感、电容对交变电流的影响2019.11.14导学目标:1.知道电阻器对交流电的阻碍作用与对直流电的阻碍作用相同2.能理解电感器、电容器对交变电流形成阻碍作用的原因3.知道用感抗、容抗来表示电感器、电容器对交变电流阻碍作用的大小4.能够分析简单电路中的电容器、电感器的作用.一、电阻器对交变电流的作用【问题探究1】(A、B是规格相同的灯泡):(1)当开关S扳向交流电源时,两只灯泡的亮度是否相同?这说明什么问题?(2)把开关S扳向直流电源和交流电源,比较这两种情况下灯泡A的亮度有没有变化,这又说明什么问题?【总结】1.电阻器对交变电流和直流电的阻碍作用是相同的.2.在交流电路中,电阻定律和欧姆定律都成立.二、电感器对交变电流的作用【问题探究2】如图,把带铁心的线圈L与小灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上,取直流电源的电压与交流电压的有效值相等.(1)对比两种情况下灯泡的亮度有什么不同?说明了什么?(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源,灯泡的亮度有何变化?说明了什么?【演示实验】(动画)【结论】1.电感器在电路中的作用::(1)通直流,阻交流;(2)通低频,阻高频.2.感抗:电感器对交变电流的阻碍作用的大小.3.感抗产生的原因:电感器的感抗是由变化的电流在线圈中产生的感应电动势引起的,与制成线圈导体的电阻无关.4.电感器对交变电流的阻碍作用的大小用感抗X L表示,X L=2πfL.所以感抗的两个决定因素:(1)电感器的电感量(自感系数);(2)交变电流的频率.【练习题组1】1.一灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,如图1所示.一铁棒插进线圈后,该灯将()A.变亮B.变暗C.对灯的亮度没影响D.无法判断2.如图所示,输入端ab的输入电压既有直流成分,又有交流成分,以下说法中正确的是(L的直流电阻不为零)()A.直流成分只能从L通过B.交流成分只能从R通过C.通过R的既有直流成分又有交流成分D.通过L的直流成分比通过R的直流成分要大3.如图所示实验电路中,若直流电压和交变电压的有效值相等,S为双刀双掷开关,下面叙述正确的是() A.当S掷向a、b时灯较亮,掷向c、d时灯较暗B.当S掷向a、b时灯较暗,掷向c、d时灯较亮C.S掷向c、d,把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮D.S掷向c、d,电源电压不变,而使频率减小时,灯变暗三、电容器对交变电流的作用【问题探究2】如图甲、乙所示,把灯泡和电容器串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上,观察灯泡的发光情况.(1)分析电容器能通交流的原因.(2)若把图乙中的电容器去掉,变成图丙所示电路,会发生什么现象?说明了什么?(3)在图乙中,改变电容器的电容和电源频率,灯泡亮度会有什么变化?【演示实验】(动画)【结论】1.电容器在电路中的作用:通交流,隔直流,通高频,阻低频.2.电容器能通交变电流,并不是电荷真的穿过了电容器.(实验演示)3.容抗:电容器对交变电流的阻碍作用的大小.4.电容器对交变电流的阻碍作用产生的原因:电源电压推动自由电荷定向移动时,电容器极板上积累的电荷会阻碍自由电荷向此方向做定向运动,这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用.5.电容器对交变电流的阻碍作用的大小用容抗X C 表示,X C =12πfC,所以决定容抗的两个因素为: 电容器的电容量,交变电流的频率.【练习题组2】1.对交变电流通过电容器的理解正确的是( )A .交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B .交变电流定向移动的电荷通过电容器两极板间的绝缘介质C .交变电流能够使电容器交替进行充电、放电,电路中就有了电流,表现为交变电流通过了电 容器D .交变电流通过了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)2.有两个电容器的电容分别为C 1=5 μF 和C 2=3 μF ,分别加在峰值一定的交流电源上,在下列各种情况下,哪一种情况通过电容器的电流最大( )A .在C 1上所加交变电流频率为50 HzB .在C 2上所加交变电流的频率为50 HzC .在C 1上所加交变电流的频率为100 HzD .在C 2上所加交变电流的频率为100 Hz3.如图,甲、乙两图中用交流电源,丙、丁两图中用直流电源,各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同,则下列说法正确的是( )A .灯L 1比灯L 2亮B .灯L 3也能发光,但亮度最暗C .灯L 2和L 4亮度相同D .灯L 4比灯L 1亮4.图甲、乙两图是电子技术中的常用电路,a 、b 是各部分电路的输入端,其中输入的交流高频成分用“~~~”表示,交流低频成分用“~”表示,直流成分用“-”表示.关于两图中负载电阻R 上得到的电流特征是( )A .图甲中R 得到的是交流成分B .图甲中R 得到的是直流成分C .图乙中R 得到的是低频成分D .图乙中R 得到的是高频成分三、电阻、感抗、容抗的对比【例题】如图所示,电路中完全相同的三只灯泡L 1、L 2、L 3分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联,然后再并联到220 V 、50 Hz 的交流电路上,三只灯泡亮度恰好相同.若保持交变电压不变,将交变电流的频率增大到60 Hz ,则发生的现象是( )A .三灯亮度不变B .三灯均变亮C .L 1不变、L 2变亮、L 3变暗D .L 1不变、L 2变暗、L 3变亮【小结】1.电阻对交流、直流有相同的阻碍作用,交流频率变化时,阻碍作用不变.2.电感器通直流、阻交流,通低频、阻高频.3.电容器通交流、隔直流,通高频、阻低频.4.在分析电流变化时,把感抗、容抗类比于导体的电阻,再用欧姆定律分析.【练习题组3】1.如图所示,在电路两端加上正弦交流电,保持电压有效值不变,使频率增大,发现各灯的亮暗情况是:灯L1变亮,灯L 2变暗,灯L 3不变,则M 、N 、L 中所接元件可能是 ( )A .M 为电阻,N 为电容器,L 为电感线圈B .M 为电感线圈,N 为电容器,L 为电阻C .M 为电容器,N 为电感线圈,L 为电阻D .M 为电阻,N 为电感线圈,L 为电容器2.如图所示的电路,有直流和交流成分的电流通过,为了尽量减少R 2上的交流成分,应( )A .选用自感系数较大的线圈和电容较小的电容器B .选用自感系数较小的线圈和电容较大的电容器C .选用自感系数较小的线圈和电容较小的电容器D .选用自感系数较大的线圈和电容较大的电容器3.如图所示,图甲、乙中电源为交流电源,图丙中电源为直流电源,各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计,各电压表示数相同,下列说法正确的是( )A .灯L 1比灯L 2亮B .灯L 3比灯L 1亮C .灯L 2与灯L 3一样亮D .灯L 1与灯L 3一样亮【综合应用】1.如图甲所示,一单匝圆形闭合导线框半径为r ,线框电阻为R ,连接一交流电流表(内阻不计)。
高二物理电感电容对交流电的影响试题答案及解析1.某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时,采用了如图所示的电路,其中L1、L2是二个完全相同的灯泡,已知把开关置于3、4时,电路与交流电源相通,稳定后的二个灯泡发光亮度相同,则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是()A.当开关置于1、2时,稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度也相同B.当开关置于1、2时,稳定后L1、L2两个灯泡均发光,但L1比L2亮C.当开关置于3、4瞬间,L2立即发光,而L1亮度慢慢增大D.当开关置于3、4时,稳定后,若只增加交流电的频率,则二个灯泡的亮度将同时变暗【答案】C【解析】当开关置于1、2时,接的是直流电,稳定后,电感的感抗减小,L1变亮,电容的容抗无穷大,也就是不通电,L2不亮.所以A、B均错.当开关置于3、4瞬间,L2立即发光,由于电感产生的自感电动势对电流的阻碍作用,L1中的电流会慢慢增大,因此L1亮度慢慢增大.所以C正确.当开关置于3、4时,稳定后,若只增加交流电的频率,感抗变大,L1变暗,容抗变小,L2变亮.所以D错.【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用.2.如图所示,三只完全相同的灯泡A、B、C分别与电容器、电感线圈和电阻串联后接在同一交流电源上,供电电压瞬时值为u1=Umsinω1t,此时三只灯泡亮度相同。
现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为u2=Umsinω2t,ω2=2ω1。
则改换电源后()A.A灯比原来亮 B.B灯比原来亮C.C灯比原来亮 D.A、B、C三灯亮度仍然相同【答案】A【解析】由于电源的最大电压值不变,而电源的角速度变为原来的2倍,即频率变大,故电容C的电阻减小,电感L的电阻变大,故A灯比原来亮,B灯比原来暗,C灯与原来的亮度是一样的,A是正确的。
【考点】交流电的频率对电容、电感电阻的影响。
3.如图所示,L是一个带铁芯的线圈,R为纯电阻,两条支路直流电阻阻值相等,那么在接通和断开电键的瞬间,电流表的读数大小关系是()A.I1<I2I1′>I2′B.I1<I2I1′=I2′C.I1>I2I1′=I2′D.I1=I2I1′<I2′【答案】B【解析】电键接通瞬间,由于自感现象,L产生自感电动势阻碍电流I1的增加,故I1<I2,电键断开瞬间,直流电流I2瞬间减为零,而由于自感现象,L产生自感电动势阻碍电流I1的减小,A1、A2构成了一个闭合回路电流相等,既I1′=I2′,故只有B选项正确。
第五章交变电流第3节电感和电容对交变电流的影响1.某LC振荡电路的固有周期为T0,如果保持线圈的自感系数L不变,将可电容器的电容C 减小到原来的,则振荡电路的周期将变为A.B.C.2T0D.6T0【答案】B【解析】根据LC回路的周期公式T=2π可知:若线圈的自感系数L不变,周期T ∝。
故选项B正确。
2.在LC振荡电路中,电容器放电时间的长短决定于A.充电电压的大小B.电容器带电荷量的多少C.放电电流的大小D.电容C和电感L的数值【答案】D3.电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关,还跟交流电的频率有关,下列说法中正确的是A.电感是通直流、阻交流,通高频、阻低频B.电容是通直流、阻交流,通高频、阻低频C.电感是通直流、阻交流,通低频、阻高频D.电容是通交流、隔直流,通低频、阻高频【答案】C【解析】电感的特性:通直流,阻交流;通低频,阻高频,故A错误,C正确;电容器的特性:通交流,隔直流,通高频,阻低频,故BD错误。
4.关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量,下列说法正确的是A.电荷量最大时,线圈中振荡电流也最大B.电荷量为零时,线圈振荡电流最大C.电荷量增大的过程中,电路中的磁场能转化为电场能D.电荷量减少的过程中,电路中的磁场能转化为电场能【答案】BC5.电磁振荡与机械振动相比A.变化规律不同,本质不同B.变化规律相同,本质相同C.变化规律不同,本质相同D.变化规律相同,本质不同【答案】D【解析】电磁振荡是电容器的电场能和线圈的磁场能相互转化的过程,而机械振动是振子的动能和势能相互转化的过程,它们都是按正弦规律变化的,故D正确。
6.把一根软铁棒插入LC振荡电路的空心线圈中,其他条件保持不变,则电路的A.固有频率变大B.固有周期变大C.磁场能增加D.最大电压增大【答案】B【解析】LC振荡电路中的线圈插入铁芯时,自感系数L增大,由T=2π知,B正确,A错误,因能量由电容器充电的能量和电压决定,故CD错误。
电感和电容对交变电流的影响1.关于感抗,下列说法中正确的是:().A.感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势,阻碍电流的变化B.感抗的大小不仅与自感系数有关,还与电流的频率有关C.感抗虽然对交变电流有阻碍作用,但不消耗能量D.感抗是线圈的电阻产生的2.如图所示,一电感线圈与一个‘220v、40w”的灯泡串联,电路两端接在220v的交变电路中,如图将一铁芯插入电感线圈中,则灯泡的亮度将:(b).A.变亮B.变暗C.不变D.不确定3.对扼流圈的以下说法,正确的是:cb().A.扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的B.低频扼流圈用来“通高频,阻低频”C.高频扼流圈用来“通直流,阻交流”D.高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用小,对高频交变电流的阻碍作用大4.如图所示,交流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交流电源上时,灯泡的实际功率为P2,则:().A.P l=P2B.P1>P2C.P1<P2D.无法比较5.关于电容器对交变电流的影响,以下说法中正确的是:().A.电容器对交变电流有阻碍作用B.电容器对交变电流的阻碍作用越小,容抗就越大C.电容器具有“通直流、隔交流,通低频、阻高频”的作用D.电容器的电容越大,交变电流的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用就越小6.如图所示,白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端,当交变电源的频率增加时:().A.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7.在交变电路中有一以空气为电介质的平行板电容器,若在其平行板中间放入玻璃,那么该电容器的容抗将:().A.变大B.变小C.不变D.不知道8.在图示的电路中,U为220V交流电源,C为电容器,R是电阻.关于交流电压表的示数,下列说法正确的是:().A.等于220VB.大于220VC.小于220vD.等于零9.以下关于电阻、电感、电容器对电流作用的说法中正确的是:().A.电阻对直流电和交流电都有阻碍作用B.电感对直流电和交流电都有阻碍作用C.电感对交变电流没有阻碍作用D.电容器两极板间呈断路,因此串联电容器的电路不能通过交变电流10.如图是电子技术中的常用电路,其中图乙中的电容器电容C较小,图丙中的电容器电容C较大,ab是部分电路的输入端,其中输入的高频成分用“”表示,低频成分用“~”表示,直流成分用“一”表示,关于负载电阻R中得到的电流特征,下列说法中正确的是:().A.图甲中R得到的是交流成分B.图乙中R得到的是高频成分c.图乙中R得到的是低频成分D.图丙中R得到的是直流成分11.如图所示,线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(L=1mH,C=200μF),此电路的重要作用是:().A.阻直流通交流,输出交流B.阻交流通直流,输出直流C.阻低频通高频,输出高频交流D.阻高频通低频,输出低频交流和直流12.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,我们采用了如图1所示装置电路,其中代号a、b处应选择的元件是:().A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流圈B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流圈C.a是电容较小的电容器,b是高频扼流圈D.a是电容较小的电容器,b是低频扼流圈13.如图所示,从a、b端输入的交流含有高频成分和低频成分,可采用图示电路将两者分开,其中L的作用是__________,C的作用是_____________.14.如图所示的电路,如果交流电的频率增大,三盏灯的亮度将如何改变?15.如图所示,是电视机电源部分的滤波装置.当在输入端输入含直流成分、交流低频成分的电流时,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理.。
5.3电感和电容对交变电流的影响1.一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,如图所示.一铁棒插进线圈后,该灯将()A.变亮B.变暗C.对灯的亮度没影响D.无法判断答案B2.如图所示的电路中,正弦交流电源的电压有效值为220 V,则关于交流电压表的示数,以下说法中正确的是()A.等于220 VB.大于220 VC.小于220 VD.等于零答案C3.如图所示,交流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交流电源上时,灯泡的实际功率为P2,忽略线圈的直流电阻,则()A.P1=P2B.P1>P2C.P1<P2D.不能比较答案B4.(多选)如图所示,图甲、乙中电源为交流电源,图丙中电源为直流电源,各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计,各理想电压表示数相同,下列说法正确的是()A.灯L1比灯L2亮B.灯L3比灯L1亮C.灯L2与灯L3一样亮D.灯L1与灯L3一样亮答案BC5.有两个电容分别为C1=5 μF和C2=3 μF的电容器,分别加在峰值一定的交流电源上,在下列各种情况下,哪一种情况通过电容器的电流最大()A.在C1上所加交变电流的频率为50 HzB.在C2上所加交变电流的频率为50 HzC.在C1上所加交变电流的频率为100 HzD.在C2上所加交变电流的频率为100 Hz答案C6.在如图所示电路中,u是有效值为220 V的交流电源,C是电容器,R是电阻.关于理想交流电压表的示数,下列说法正确的是()A.等于220 VB.大于220 VC.小于220 VD.等于零答案C7.(多选)如图所示,甲、乙两图中用交流电源,丙、丁两图中用直流电源,各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同,则下列说法正确的是()A.灯L1比灯L2亮B.灯L3也能发光,但亮度最暗C.灯L2和L4亮度相同D.灯L4比灯L1亮答案CD8.如图所示,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的交流电源时,甲灯发出微弱的光,乙灯能正常发光,则下列判断正确的是()A.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是二极管答案B9.如图所示的电路,有直流和交流成分的电流通过,为了尽量减少R2上的交流成分,应()A.选用自感系数较大的线圈和电容较小的电容器B.选用自感系数较小的线圈和电容较大的电容器C.选用自感系数较小的线圈和电容较小的电容器D.选用自感系数较大的线圈和电容较大的电容器答案D10.在收音机线路中,经天线接收到的电信号中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,只让低频成分输送给下一级,我们采用了如图所示的装置电路,其中代号a、b应选择的元件是()A.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是低频扼流线圈答案C11.(多选)(2017·扬州市邗江中学高二(下)期中)如图所示,某电子电路的输入端输入电流既有直流成分,又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级,那么关于该电路中各器件的作用,下列说法中正确的有()A.L在此的功能为通直流,阻交流,叫高频扼流圈B.C1在此的功能为通交流,隔直流,叫隔直电容C.C2在此的功能为通高频、阻低频,叫做高频旁路电容D.上述说法都正确答案BC12.(多选)(2017·江苏单科·7)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则()A.电感线圈L1的作用是通高频B.电容器C2的作用是通高频C.扬声器甲用于输出高频成分D.扬声器乙用于输出高频成分答案BD13.(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件).为了确定各元件种类,小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入电路,闭合开关S,计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示,则以下判断中正确的是()A.AB间是电容器B.BC间是电感线圈C.CD间是电容器D.CD间是定值电阻答案ABD14. (多选)在如图所示的电路中,L为电感线圈,灯泡的电阻值为R,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源的电压u=2202sin (100πt) V.若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为100 Hz,下列说法正确的是()A.电流表示数增大B.电压表示数增大C.灯泡变暗D.灯泡变亮答案BC15.如图所示的电路,F为一交流发电机,C为平行板电容器,为使电流表A的示数增大,可行的办法是()A.使发电机F的转速增大B.使发电机F的转速减小C.在平行板电容器间换用相对介电常数更小的电介质D.使电容器两极板间的距离增大答案A16. (2017·无锡市第一学期期末考试)如图所示,交流电源的电动势有效值与直流电源的电动势相等,两电源的内阻均可忽略,三个灯泡是完全相同的,分别与定值电阻、电感器和电容器相接.当S接1时三个灯泡的亮度相同,那么S接2时()A.三个灯泡亮度相同B.甲灯比乙灯亮,丙灯不亮C.甲灯比乙灯暗,丙灯不亮D.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮答案C17. (多选)如图所示的电路中,a、b两端连接的交流电源中既含高频交流,又含低频交流,L是一个25 mH的高频扼流圈,C是一个100 pF的电容器,R是负载电阻,下列说法正确的是()A.L的作用是“通低频,阻高频”B.C的作用是“通低频,隔高频”C.C的作用是“通高频,阻低频”D.通过R的电流中,低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比答案ACD。
5.3 电感和电容对交变电流的影响习题X L=2πfL X C = 1/2πfC【典型例题】一、电感对交变电流的影响【例1】交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I′,则()A.I′>I B.I′<IC.I′=I D.无法比较【例2】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,如图所示.一块铁插进线圈之后,该灯将:()A.变亮 B.变暗C.对灯没影响 D.无法判断二、交变电流“通过”电容器【例3】对交流电通过电容器的理解正确的是()A.交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B.交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质C.交变电流能够使电容器交替进行充电、放电,电路中就有了电流,表现为交变电流通过了电容器D.交变电流通过了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)三、电容对交变电流的影响【例4】如图1所示,某输电线路横穿公路时,要在地下埋线通过.为了保护输电线不至于被压坏,可预先铺设结实的过路钢管,再让输电线从钢管中穿过.电线穿管的方案有两种,甲方案是铺设两根钢管,两条输电线分别从两根钢管中穿过,乙方案是只铺设一根钢管,两条输电线都从这一根钢管中穿过,如果输电导线输送的电流很强大,那么,以下说法正确的是()A.无论输送的电流是恒定电流还是交变电流.甲、乙两方案都是可行的B.若输送的电流是恒定电流,甲、乙两方案都是可行的C.若输送的电流是交变电流,乙方案是可行的,甲方案是不可行的D.若输送的电流是交变电流,甲方案是可行的,乙方案是不可行的思维步步高恒定电流和交变电流的区别是什么?钢管与电流间形成什么电器元件?怎样才能消除影响?.四、电容、电感在电路中的综合应用【例5】如图3所示,从AO输入的信号中,有直流电和交流电两种成分.(1)现在要求信号到达BO两端只有交流电,没有直流电,需要在AB端接一个什么元件?该元件的作用是什么?(2)若要求信号到达BO端只有直流电而没有交流电,则应在AB端接入一个什么元件?该元件的作用是什么?【课后练习】1. 如图4所示,接在交流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.增大电容器两极板间的距离,灯泡变亮C.减小电容器两极板间的正对面积,灯泡变暗D.使交变电流频率减小,灯泡变暗2.如图5所示,把电阻R,电感线圈L,电容C并联,接到一个交流电源上,三个电流表示数相同,若保持电源电压大小不变,而将电源频率增大,则三个电流表示数I1、I2、I3的关系是( )A、I1=I2=I3B、I1>I2>I3C、I2>I1>I3D、I3>I1>I23.如图5-3-6所示,输入端ab的输入电压既有直流成分,又有交流成分,以下说法中,正确的是(L的直流电阻不为零)()A.直流成分只能从L通过B.交流成分只能从R通过C.通过R的既有直流成分又有交流成分D.通过L的直流成分比通过R的直流成分要大4.如图5-3-7所示电路中,U为220 V交流电源,C为电容器,R是电阻,这一交流电路电压有效值关系是U2=U2R+U2C.关于交流电压表的示数,下列说法正确的是()A.等于220 V B.大于220 VC.小于220 V D.等于零5.如图5-3-8所示,交流电源的电压为220 V,频率f=50 Hz,三只灯L1、L2、L3的亮度相同,线圈L无直流电阻,若将交流电源的频率变为f=100 Hz,则()A.L1灯比原来亮B.L2灯比原来亮C.L3灯和原来一样亮D.L3灯比原来亮6.如图5所示,L1、L2和L3是相同型号的白炽灯,L1与电容器C串联,L2与带铁芯的线圈L串联,L3与一个定值电阻R串联.当a、b间接电压有效值为U、频率为f 的正弦交流电源时,三只灯泡的亮度相同.现将a、b间接另一正弦交流电源时,发现灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变.由此可知,另一正弦交流电源可能是()A.电压有效值仍为U,而频率大于fB.电压有效值大于U,而频率大于fC.电压有效值仍为U,而频率小于fD.电压有效值小于U,而频率大于f7.如图6所示交流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交流电源上时,灯泡的实际功率为P2,则()A.P1=P2B.P1>P2C.P1<P2D.不能比较8.如图8所示,白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端,当交变电源的频率减小时()A.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9.如图9所示,两位同学利用图示装置做实验,第一位同学使ab在导轨上匀速运动,第二位同学使ab在导轨上做变速运动,但两位同学对ab杆做的功一样多,第一位同学的方法使小灯泡消耗电能为W1,第二位同学的方法使小灯泡消耗的电能为W2,它们相比较()A.W1=W2B.W1>W2C.W1<W2D.无法确定10.某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分,为使放大器仅得到交流低频成分,下图所示电路中可行的是()11.在图5-3-12电路中,L为电感线圈,R为灯泡的电阻,电流表和电压表均为理想电表,交流电源的电压u=2202sin100πt V,若保持其有效值不变,只将电源频率改为100 Hz,下列说法正确的有()A.电流表示数增大B.电压表示数增大C.灯泡变暗D.灯泡变亮12.如图5-3-16所示的电路中,当a、b端加直流电压时,L1灯发光,L2灯不亮,当加同样电压的交流电源时,L1发光但较暗,L2灯发光较亮,则以下各项正确的是() A.A中接的是电感线圈,B中接的是电容器B.A中接的是电容器,B中接的是电感线圈C.A中是电阻,B中接的是电容器D.若加的交流电频率增大,电压不变,则L1灯变得更暗,L2灯变得更亮。
电感和电容对交变电流的影响典型例题【例1】试比较电阻、电感和电容在交流电路中的作用有何不同?
【答】电阻、电感和电容在交流电路中对交变电流都有阻碍作用,统称为阻抗.
电阻器在交流电路中阻抗的大小就是电阻值R,它与交流的频率无关.
电感器在交流电路中阻抗的大小称为感抗,它与电感器的自感系数、交流的频率均成正比.自感系数越大、交流频率越高,感抗也越大.
电容器在交流电路中阻抗的大小称为容抗,它与电容器的电容、交流的频率均成反比,电容越大.交流频率越高,容抗便越小.【例2】如图所示为一低通滤波电路.已知电源电压包含的电流直流成分是240V,此外还含有一些低频的交流成分.为了在输出电压中尽量减小低频交流成分,试说明电路中电容器的作用.
【答】电容器对恒定电流(直流成分)来说,相当于一个始终断开的开关,因此电源输出的直流成分全部降在电容器上,所以输出的电压中直流成分仍为240V.但交变电流却可以“通过”电容器,交流频率越高、电容越大,电容器的容抗就越小,在电容器上输出的电压中交流成分就越小.在本题的低通滤波电路中,为了要使电容器上输出的电压中,能将低频的交流成分滤掉,不输出到下一级电路中,就应取电容较大的电容器,实际应用中,取C>500μF.
【例3】如图所示为一高通滤波电路,已知电源电压中既含有高频的交流成分,还含有直流成分.为了在输出电压中保留高频交流成分,去掉直流成分,试说明电路中电容器的作用.
【答】电容器串联在电路中,能挡住电源中的直流成分,不使通过,相当于断路.但能让交流成分通过,交流频率越高、电容越大,容抗越小,交流成分越容易通过.因此在电阻R上只有交流成分的电压降.如果再使电阻比容抗大得多,就可在电阻上得到较大的高频电压信号输出.
【例4】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,如图所示.一块铁插进线圈之后,该灯将:
A.变亮
B.变暗
C.对灯没影响
【分析】这线圈和灯泡是串联的,因此加在串联电路两端的总电压一定是绕组上的电势差与灯泡上的电势差之和.由墙上插孔所提供的220伏的电压,一部分降落在线圈上,剩余的降落在灯泡上.如果一个大电压降落在线圈上,则仅有一小部分电压降落在灯泡上.灯泡上电压变小,将使它变暗.什么原因使得电压降落在线圈上呢?是由于它的电阻吗?由于线圈导线是粗的,其电阻很小.在线圈上产生压降的主要原因是其内部改变着的磁场.
在线圈内由于改变磁场而产生的感应电动势,总是反抗电流变化的,正是这种反抗变化的特性(电惰性),使线圈产生了感抗.
【答】 B
【说明】早期人们正是用改变插入线圈中铁芯长度的方法来控制舞台灯光的亮暗的。