高中物理教科版选修3-2检测：第二章　5.电感器在交流电路中的作用 Word版含解析

5.电感器在交流电路中的作用
基础巩固
1.(多选)关于感抗,下列说法正确的是(　　)
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.以上说法都不对
解析:交变电流通过线圈时,由于自感现象而产生了对交变电流的阻碍作用,其阻碍作用与自感系数及电流的频率有关,由于电能仅与磁场能相互转化,电感并不消耗能量,所以选项A、B、C均正确.
答案:ABC
2.电感器和电容器对交变电流的阻碍作用的大小不但跟电感器、电容器本身有关,还跟交变电流的频率有关.下列说法正确的是(　　)
A.电感器是通直流、阻交流,通高频、阻低频
B.电容器是通直流、阻交流,通高频、阻低频
C.电感器是通直流、阻交流,通低频、阻高频
D.电容器是通交流、隔直流,通低频、阻高频
解析:电感器的作用是“通直流、阻交流,通低频、阻高频”,电容器的作用是“通交流、隔直流,通高频、阻低频”,所以选项C正确.
答案:C
3.对于扼流圈的以下说法正确的是(　　)
A.扼流圈是利用电感器阻碍交变电流的作用制成的
B.低频扼流圈用来“通低频、阻高频”
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较大,对高频交变电流的阻碍作用较小
解析:利用电感器对交变电流的阻碍作用,实际应用中制成了扼流圈,选项A正确;低频扼流圈是用来“通直流、阻交流”的,故选项B错误;高频扼流圈是用来“通低频、阻高频”的,故选项C、D错误.
答案:A
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.一铁块插进线圈之后,该灯将(　　)
A.变亮
B.变暗
C.对灯没影响
D.无法判断
解析:加入铁芯改变了线圈自感系数,自感系数增大,感抗增大,线圈两端的电压降增大,灯上的电压降减小,所以灯变暗.
答案:B
5.在收音机线路中,经天线接收到的电信号既有高频成分又有低频成分,经放大后,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.我们采用了如图所示装置电路,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
解析:电容器具有通高频、阻低频的作用,这样的电容器电容应较小,故a处是电容较小的电容器.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:C
6.(多选)如图所示,“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器,它们的固有频率分别处于高音、低音频段,分别称为高音扬声器和低音扬声器.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、低频段分离出来,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.上图为音箱电路的简化图,高、低频混合电流由a、b端输入,L是线圈,C是电容器,则(　　)
A.甲扬声器是高音扬声器 B.甲扬声器是低音扬声器
C.乙扬声器是低音扬声器 D.乙扬声器是高音扬声器
解析:高频和低频交变电流通入该电路,由于线圈通低频,阻高频,电容通高频,阻低频,所以低频交变电流通过甲扬声器,高频交变电流通过乙扬声器.所以甲扬声器是低音扬声器,乙扬声器是高音扬声器.故选项A、C错误,B、D正确.
答案:BD
7.(多选)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的直流成分必定要大
答案:CD
能力提升
1.(多选)如图所示,灯泡与电感线圈串联,接在交流电源上,如果交流电源的频率增大,则(　　)
A.线圈L的自感增大 B.线圈L的感抗增大
C.电路中的电流增大 D.灯泡变暗
答案:BD
2.(多选)如图所示的图像是可调光的台灯电路示意图,可取的电路是(　　)
解析:选项B、C中调节L均可调节台灯两端电压,从而达到调节亮度的目的,又不多消耗电能,而选项A中变阻器多消耗电能,但也能达到调节台灯亮度的目的,选项D中变阻器起不到调节台灯两端电压的作用.故选A、B、C.
答案:ABC
3.如图所示,三只白炽灯泡L1、L2、L3分别与线圈L、电阻R、电容器C串联后接在同一个交流电源上,供电电压瞬时值为u1=Umsin ωt,此时三只灯泡的亮度相同.现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为u2=Umsin ωt2,则三只灯泡的亮度变化是(　　)
A.L1变亮,L2不变,L3变暗 B.L1变暗,L2不变,L3变亮
C.L1变亮,L2变亮,L3变暗 D.L1变暗,L2变亮,L3变亮
解析:线圈通直流、阻交流,通低频、阻高频,当交变电流的频率变小时,线圈的感抗变小,通过L1的电流变大,故L1变亮.电阻与电源的频率无关,当电源频率变小时,电阻所在支路电灯L2的亮度不变.电容器通交流、隔直流,通高频、阻低频,当交变电流的频率变小时,电容器的容抗变大,故通过L3的电流变小,故L3变暗.综上所述可知选项A正确.
答案:A
4.(多选)在如图所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零,电压表内阻可能为无限大,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
解析:由交流电压的瞬时值表达式可知电源频率原为50 Hz,当变为100 Hz时,线圈的感抗(XL=2πfL)增大,电流减小,则电流表示数减小,所以选项A错误;因为流过灯泡的电流减小,所以灯泡应该是变暗,即选项C正确,选项D错误.又电压表所测量的是线圈两端电压,而UL=U-UR,因U不变,灯泡两端的电压UR=IR减小,所以UL增大,所以选项B正确.
答案:BC
5.两只相同的白炽灯L1、L2接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感器串联,当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后灯L1的亮度大于灯L2的亮度,新电源的电压最大值和频率可能是(　　)
A.最大值仍为Um,而频率大于f
B.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值小于Um,而频率仍为f
D.最大值大于Um,而频率仍为f
解析:灯L1的亮度大于灯L2的亮度,这是因为交变电流频率增大,容抗减小,灯L1变亮,又频率增大,感抗增大,灯L2变暗.
答案:A
6.在电子技术中,从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分,如果只需要把低频成分输送到下一级装置,只要在两极电路之间接入一个高频扼流圈就可以了.高频扼流圈是串联还是并联接入电路?如图所示的接法对吗?为什么?
解析:因为高频扼流圈自感系数较小,它有通低频、阻高频的功能,低频通过它很容易,而高频交流通过时却很“费力”,因此,在电路中串联一个高频扼流圈就可以达到只把低频交流成分输送到下一级装置的目的.
答案:应串联,题中所给图接法正确.