第3节 电感和电容对交变电流的影响
一、选择题
1．关于电感器对交变电流的影响的说法，正确的是( )
A．电感器对交变电流无阻碍作用
B．电感器对交变电流阻碍作用的大小叫感抗
C．电感器对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数无关
D．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越小
解析：选B 电感对交流电有影响，其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交流电的频率f有关，L越大，f越高，阻碍作用越大，故选项A、C、D错误，B正确．
2．关于电子技术中的扼流圈，下列说法错误的是( )
A．扼流圈是利用电感线圈对交流电的阻碍作用来工作的
B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过
C．低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过，还要阻碍低频交流通过
D．高频扼流圈的自感系数比低频扼流圈的自感系数大
解析：选D 扼流圈是利用变化的电流通过线圈时，感应出感应电动势，来阻碍电流的变化，A正确；高频扼流圈的作用是“通低频、阻高频”，B正确；低频扼流圈的作用是“阻高频、阻低频，通直流”，C正确；高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小，D错误．
3．在如图所示电路中，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＝220sin 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．电压表示数减小
C．灯泡变暗
D．灯泡变亮
解析：选C 由u＝220sin 100πt (V)，可得电源原来的频率为f＝＝50 Hz，当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减小，A错误；灯泡的电阻R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率P＝I2R减小，灯泡变暗，C正确，D错误；电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL，设灯泡两端电压为UR，则电源电压的有效值为U＝UL＋UR，因UR＝IR，故电流I减小时，UR减小，且电源电压有效值保持不变，故UL＝U－UR，UL增大，B错误．
4．如图所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使导体棒ab在导轨上匀速运动，第二位同学使导体棒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的电能为W1，第二位同学的方法使小灯泡消耗的电能为W2，除小灯泡外，回路中其余各部分电阻均忽略不计，则( )
A．W1＝W2 B．W1＞W2
C．W1＜W2 D．不能比较
解析：选A 电感线圈通过变化电流时，电能与磁场能往复转化，所以不会消耗电能；两同学做功一样多，所以最终消耗电能一样多．
5.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L＝1 mH，C＝200 pF)，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
解析：选D 因线圈自感系数L很小，所以对低频交流的阻碍作用很小，这样直流和低频交流能顺利通过线圈，电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容C很小，对低频交流的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频交流阻碍作用很小，被它旁路，最终输出的是低频交流和直流．
6．在如图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各电压表的示数将( )
A．V1、V3增大，V2减小
B．V1不变，V2减小，V3增大
C．V1不变，V2增大，V3减小
D．V1、V2、V3都不变
解析：选C 据题意，电压不变，当交流电的频率增加时，电感L的感抗增大，电容C的容抗减小，电阻R不变，则V1不变，V2增大，V3减小．故选C.
7．如图所示，在电路两端加上正弦式交变电流，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1变亮，灯2变暗，灯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
解析：选C 当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L为电阻，选项C正确．
8．为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响，李老师设计了一个演示实验，装置如图所示．两个电路接在完全相同的交流电源上．a、b、c、d、e、f为6只完全相同的小灯泡，a、b各串联一个电阻，c、d各串联一个电容器，e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈．电阻、电容、线圈匝数的值如图所示．老师进行演示时，接上交流电源，进行正确的操作．下列对实验现象的描述及分析正确的是( )
A．a、b灯相比，a灯更亮，说明串联电阻不同，对交流电的阻碍作用不同
B．c、d灯均不发光，说明电容器对交流电产生阻隔作用
C．c、d灯均能发光，但c灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小
D．e、f灯均能发光，但f灯更亮，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越小
解析：选C a、b灯相比，a灯所在支路的电阻大，根据欧姆定律可知，流过a灯的电流小，更暗，A选项错误；交变电流可以通过电容器，故c、d灯均发光，B选项错误；电容越大，对交流的阻碍作用越小，故c灯更亮，C选项正确；线圈匝数越多，对交变电流阻碍作用越大，故e、f灯均能发光，但f灯更暗，D选项错误．
9．在图甲所示电路中，流过二极管D的电流iD如图乙所示，该电流可以看做是一个恒定电流和一个交变电流的叠加，流过电感和电容的电流分别为iL、iC.下列关于iL、iC随时间t变化的图象中，可能正确的是( )
解析：选B 根据交流电路中电容通高频阻低频和电感线圈通低频阻高频作用可知，该电流可以看做是一个恒定电流和一个交变电流的叠加，因此恒定电流与低频交流容易通过电感，故B正确，D错误；而恒定电流不能通过电容器，且低频率也不易通过，所以A、C错误．
10．(多选)(2017·江苏卷)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L1的作用是通高频
B．电容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
解析：选BD 电容器的特性是通交隔直，通高阻低，电感线圈的特性是通直阻交，通低阻高，分析电路可知，电感L1的作用是通低频，阻高频，电容C1的作用是通高频，阻低频，则扬声器甲输出低频成分．电容C2的作用是通高频，阻低频，电感L2的作用是通低频，阻高频，扬声器乙用于输出高频成分，B、D选项正确．
二、非选择题
11．如图甲和乙是可调灯泡亮度的台灯电路示意图，请你判断哪一个电路更合理．
解析：题图乙中调节L可达到调节台灯两端电压的作用，从而调节台灯的亮度．题图甲也可调节台灯的亮度，但变阻器要消耗电能，故图甲不合理．
答案：乙
12．如图1、图2两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号．图1中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；图2中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号．那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？
解析：电容的特性是通交流隔直流，通高频阻低频，图1中，电容越小，高频电流可以顺利通过，低频电流不易通过，此电容器为高频旁路电容器；图2中，电容越大，低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器．
答案：C2用电容大的，C1必须用电容小些的
13．如图所示是一个判定AB之间电源性质的仪器．若接通电源后只有绿灯亮，则AB之间是什么电源？若只有红灯亮或黄灯亮，AB之间电源又如何？
解析：由于电容器C具有隔直流的特性，故绿灯亮时AB之间必是交流电源，至于此时为什么红灯和黄灯不亮，则是由于线圈L具有阻交流的作用．当AB之间接入直流电时，绿灯不亮，此时红灯亮还是黄灯亮，则必须考虑二极管D1和D2的单向导电性．
答案：AB间接交变电流时，绿灯亮；AB间接直流电且A端是正极时红灯亮；AB间接直流电且B端是正极时黄灯亮
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