四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-2:2.5电感器在交流电路中的作用 跟踪训练(含解析)

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名称 四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-2:2.5电感器在交流电路中的作用 跟踪训练(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-07-01 18:11:38

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文档简介

2.5电感器在交流电路中的作用
课时作业(含解析)
1.如图所示,线圈L与小灯泡A并联后接到电源上.先闭合开关S,稳定后,断开开关S,发现小灯泡闪亮一下再熄灭.则下列说法中正确的是
A.小灯泡A与线圈L的电阻值相同
B.闭合开关S,电路稳定后,小灯泡A中的电流大于线圈L中的电流
C.断开幵关前后,通过小灯泡A中的电流方向不变
D.断开开关前后,通过线圈L的电流方向不变
2.如图所示的电路中,ab间接上某一交流电源,三盏灯都正常发光.若保持电源电压恒定,增大交流电的频率,下列说法正确的是(  )
A.L1变暗,L3变亮
B.L1、L2、L3都变亮
C.L1、L2、L3都变暗
D.L1、L2、L3亮度都不变
3.两只相同的白炽灯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
4.在交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,频率可以改变,在如图所示电路a、b两点间逐次将图中的电路元件甲、乙、丙单独接入,当使交变电流的频率增大时,可以观察到三只电流表示数变小的是(  )
A.电流表A1
B.电流表A2
C.电流表A3
D.电流表A2与电流表A1
5.下列电路,能防止高频交变电流的冲击,有效保护器的是
A.B.C.D.
6.如图所示交流电路中,三个灯泡
L1、L2、L3
的亮度完全相同,下面几种现象正确的是
(
)
A.如果不改变交流电源的电压,降低电源频率,则
L1灯变亮,L2
灯变暗,L3
亮度灯不变
B.如果不改变交流电源的电压,降低电源频率,则
L1灯变暗,L2
灯变亮,L3
亮度灯不变
C.如果抽出电感
L中的铁芯,则
L1
灯变暗
D.如果将电容器
C的两极板间距离变小,则
L2
灯变暗
7.如图所示的电路中,L为电感线圈,C为电容器,A、B为两个相同的灯泡,将它们接在交流电源上,两个灯泡的亮度一样.保持电源电压有效值不变,某一时刻A灯泡变亮,B灯泡变暗,造成这一现象的原因可能是(??
)
A.电感线圈短路
B.电容器被击穿
C.电源的频率减小
D.电源的频率增大
8.如图所示,MN和PQ为两个光滑的电阻不计的水平金属导轨,变压器为理想变压器.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场,则以下说法正确的是
(??
??)
A.若ab棒匀速运动,则IR≠0,IL=0,IC=0
B.若ab棒匀速运动,则IR=0,IL=0,IC≠0
C.若ab棒做匀加速运动,则IR≠0,IL≠0,IC=0
D.若ab棒固定,磁场按的规律变化,则IR≠0,IL≠0,IC=0
9.在交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,频率可以改变,在如图所示电路a、b
两点间逐次将图中的电路元件(1)(2)(3)单独接入,当使交变电流的频率增大时,可以观察到下面所述的情况正确的是(
)
A.A1读数增大,A3读数减小
B.A1读数增大,A2读数增大
C.A1读数减小,A3读数不变
D.A1读数减小,A3读数增大
10.如图所示,三个灯泡是相同的,而且耐压足够高,交、直流两电源的内阻忽略,电动势相等,当S接a时三个灯泡的亮度相同,那么S接b时
(  ).
A.三个灯泡亮度相同
B.甲灯最亮,丙灯不亮
C.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮
D.只有丙灯不亮,乙灯最亮
11.如图所示的交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,交流电的频率增大时,可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是(
)
A.L1、L2、L3亮度都不变
B.L2变暗、L2不变、L3变亮
C.L1变暗、L2变亮、L3不变
D.L1变亮、L2变暗、L3不变
12.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S为双刀双掷开关,L1、L2是两个完全相同的灯泡,已知把开关接3、4时,电路与交流电源相通,稳定后的两个灯泡亮度相同。则该同学在如下操作中观察到的实验现象正确的是(  )
A.开关置于1、2,稳定后,L1发光,L2不发光
B.开关置于1、2,稳定后,L1、L2两个灯泡均发光,但L1比L2亮
C.开关置于3、4,保持电压有效值不变,增大交流电频率,则L2比L1亮
D.开关置于3、4,保持电压有效值不变,增大交流电频率,则L1比L2亮
13.如图所示的电路中,
、、三灯泡亮度相同,电源为220,50的交流电源,以下叙述中正确的是(??
)
A.改接220,100的交流电源时,
灯变亮,
灯变暗,
灯亮度不变
B.改接220,100的交流电源时,
灯变暗,
灯变亮,
灯变亮
C.改接220的直流电源时,
灯熄灭,
灯变亮,
灯亮度不变
D.改接220的直流电源时,
灯熄灭,
灯变亮,
灯变暗
14.图甲所示电路中,A1、A2、A3为相同的电流表,C为电容器,电阻R1、R2、R3的阻值相同,线圈L的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在t1~t2时间内(  )
A.电流表A1的示数比A2的大
B.电流表A1的示数比A3的大
C.电流表A1和A2的示数相同
D.电流表A3的示数为零
参考答案
1.D
【解析】试题分析:当灯泡处于正常发光状态,迅速断开开关S时,灯泡中原来的电流突然减小到零,线圈中电流开始减小,磁通量减小产生感应电动势,产生自感现象,根据楞次定律分析线圈中电流的变化,及电阻大小.
迅速断开开关S时,线圈中电流开始减小,磁通量开始减小产生自感电动势,阻碍电流的减小,小灯泡闪亮一下后熄灭,可得,断开前,通过A电流小于L的电流,则灯泡的电阻大于线圈的电阻,所以闭合开关,电路稳定后,由于两者的电阻不同,又是并联,所以A中的电流小于L中的电流,AB错误;断开开关后,灯泡中的电流减小为零,线圈产生的感应电流流过灯泡,而线圈中的感应磁场要阻碍原电流的减小,即线圈中的电流与原电流方向相同,灯泡中的电流与原电流方向相反,C错误D正确.
2.A
【解析】
电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比,电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比.
【详解】
接入交流电后,三盏灯亮度相同,又因电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比,电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比,故当交流电频率增大时,电感线圈L的阻碍作用增大,电容对交流电的阻碍作用变小,电阻R的阻碍作用不变,故与L相连的灯泡L1将变暗,与电容C连接的灯泡L3变亮,与R相连接的灯泡L2亮度不变,故A正确,BCD错误.
【点睛】
本题主要考查了电感线圈是通低频阻高频,电容是通交流,隔直流,即可解决此类题目,同时注意频率的升高还是降低是解题的关键.
3.A
【解析】
当将a、b接在电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源两极之间时,两只灯泡都发光,且亮度相同.而更换一个新电源后,灯L1的亮度高于灯L2的亮度,则说明线圈的感抗比电容器的容抗大,那么新电源的频率大,最大电压值仍不变,A正确.
【点睛】
对于电容器来说能通交流隔直流,而频率越高越容易通过.对于线圈来讲通直流阻交流,通低频率交流阻高频率交流.
4.C
【解析】
据题,电源电动势的最大值不变,当交流电的频率增大时,电感L的感抗增大,电容C的容抗减小,电阻R不变,则流过A3的电流减小,A1的电流增大,A2的电流不变,故C正确,ABD错误。
5.C
【解析】
电容器能通交流,阻直流,而对交流电也有阻碍作用,根据知频率越高,容抗越小,所以电容器对于高频交变电流的阻碍作用小于它对低频交变电流的阻碍作用,因此不能有效保持,故A错误;电阻对交流有阻碍,但起不到有效保护,故BD错误;电感器对交流电有阻碍作用,根据XL=2πLf知,频率越高,感抗越大,所以电感器对于高频交变电流的阻碍作用大于对低频交变电流的阻碍作用,故C正确。
6.A
【解析】
AB、如果不改变交流电源的电压,当交流电的频率减小时,电感的感抗减小,电容的容抗增大,电阻不变,则流过灯的电流增大,灯的电流减小,?灯的电流不变,所以灯变亮、灯变暗、灯亮度不变,故选项A正确,B错误。
C、当将电感线圈的铁芯抽去,导致电感线圈的阻碍作用减小,灯的电流将变大,则灯变亮,故选项C错误;
D、将电容器两极板间距离变小,由电容的决定式,电容器的电容增大,电容C的容抗减小,而电压不变,则流过灯的电流增大,灯变亮,故选项D错误。
7.C
【解析】
保持交流电源的电压不变,但A灯泡变亮,则说明感抗变小;B灯泡变暗,说明容抗变大;由和说明原因只能是电源的频率变小,故C正确,A,B,D错误.
8.C
【解析】
AB.若ab棒匀速运动,则ab棒切割磁场产生的电流时恒定的,线圈产生的磁通量也是恒定的,不会引起副线圈的磁通量的变化,所以副线圈不会有感应电流产生,所以副线圈的电流全为零,即IR=0,IL=0,IC=0所以AB错误;
C.若ab棒做匀加速运动,在原线圈中会产生不断增大的电动势,原线圈的磁通量在增加,所以副线圈能够产生感应电流,但是,由于原线圈的电流是均匀增加的,在副线圈中产生的感应电流是恒定的,所以IR≠0,IL≠0,由于电容器有通交流阻直流的特点,所以电容器中不会有电流即,IC=0,所以C正确.
D.若ab棒固定,磁场按的规律变化,根据感应电动势可知,变压器原线圈产生的是正弦交流电,所以副线圈能够产生正弦式的感应电动势,所以副线圈的电流都不为零,所以D错误;
9.A
【解析】
据题,电源电动势的最大值不变,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,则流过A1的电流增大,A3的电流减小,A2的电流不变,故A正确,BCD错误;
故选A.
【点睛】当交流电的频率增大时,感抗增大,容抗减小,电阻R不变,分析电流表示数的变化,从而即可求解.
10.D
【解析】
由题,当单刀双掷开关S接A时,三个灯亮度相同,说明电感L的感抗,电容的容抗与电阻R相同;当S接B时,电感L没有感抗,电容器具有隔断直流的作用,而交流与直流对电阻R没有影响,所以丙灯不亮,灯甲亮度不变,乙灯亮度增加,乙灯最亮,故D正确,ABC错误。
故选D。
11.C
【解析】
此题考查电容电感对交变电流的阻碍作用,电源电动势的最大值不变,各支路两端电压有效值也不变,由电感对电流阻碍作用随着频率的增大而增大,电容对电流的阻碍作用随着频率的增大而减小,可判断出L1灯泡变暗,L2变亮,L3不变,C正确
12.AC
【解析】
A、B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亮,电容的容抗无穷大,也就是不通电,L2不亮.故A正确、B错误.C、D、当开关从置于3、4的状态下增大交流电的频率,电容器的容抗变小,L2的电流变大;电感的感抗xL=2πfL变大,L1的电流变小,则L2比L1亮.故C正确、D错误.故选AD.
【点睛】电感的特性是:通直流、阻交流;阻高频、通低频.电容的特性是:隔直流、阻交流;通高频、阻低频.也可以用感抗公式xL=2πfL和容抗公式来分析,更方便.
13.AC
【解析】
三个支路电压相同,当交流电频率变大时,电感的感抗增大,电容的容抗减小,电阻所在支路对电流的阻碍作用不变,所以流过A灯泡所在支路的电流变大,流过灯泡B所在支路的电流变小,流过灯泡C所在支路的电流不变。所以灯泡A变亮,灯泡B变暗,灯泡C亮度不变,故A正确,B错误;改接220
V的直流电源时,电容器隔直流,电感线圈通低频,所以A灯熄灭,B灯变亮,C灯亮度不变,C正确,D错误。
14.CD
【解析】
原线圈中磁场如乙图所示变化,则原线圈中的磁通量均匀变化,故副线圈中产生恒定的电流.
A、C、因线圈电阻不计,故线圈L对恒定电流没有阻碍作用,所以电流表A1和A2的读数相同;故A错误,C正确.
B、D、而电容器“通交隔直”,所以电流表A3的读数为0;故B错误,D正确.
故选CD.