2019版物理人教版选修3-2训练：第五章　3　电感和电容对交变电流的影响 .docx

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1、3电感和电容对交变电流的影响课时过关能力提升基础巩固1.电阻、电容和电感三个物理量的单位及符号分别是()A.欧姆、法拉F和亨利HB.法拉F、欧姆和亨利HC.亨利H、欧姆和法拉FD.欧姆、亨利H和法拉F答案:A2.(多选)对交变电流能通过电容器,下列说法正确的有()A.当电容器接到交流电源上时,因为有自由电荷通过电容器,电路中才有交变电流B.当电容器接到交流电源上时,电容器交替进行充电和放电,电路中才有交变电流C.在有电容器的交流电路中,没有电荷定向移动D.在有电容器的交流电路中,没有电荷通过电容器答案:BD3.下列关于电容器、电感线圈在电路中作用的说法不正确的是()A.交变电流的频率越高,电流

2、“通过”电容器的能力越强B.交变电流的频率越高,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”解析:交变电流的频率越高,电容器容抗越小,电流“通过”电容器的能力越强,A项正确;交变电流的频率越高,电感线圈的感抗越大,电流“通过”电感线圈的能力越弱,B项正确;电容器的作用是“通交流,隔直流”,电感线圈的作用是“通低频,阻高频”,C项错误,D项正确。答案:C4.下列说法正确的是()A.电感对交变电流的阻碍作用是因为电感存在电阻B.电容对交变电流的阻碍作用是因为电容器的电阻C.电感器、电容器和电阻一样,电流通过它们做功时都是电

3、能只转化为内能D.在交流电路中,电阻、感抗、容抗可以同时存在解析:交变电流通过线圈时,在线圈上产生自感电动势,对电流的变化起到阻碍作用,A错误;交变电流通过电容器时,电容器两极间的电压与电源电压相反,阻碍了电流的流动,B错误;电流通过它们做功时,只有在电阻上产生热,在线圈上产生磁场能,在电容器上产生电场能,故C错误,D正确。答案:D5.(多选)关于电子技术中的扼流圈,下列说法正确的是()A.扼流圈是利用电感线圈对交变电流的阻碍作用来工作的B.高频扼流圈的作用是允许低频交变电流通过,而阻碍高频交变电流通过C.低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交变电流通过,还要阻碍低频交变电流通过D.高频扼流圈的电

4、感比低频扼流圈的电感大解析:扼流圈是利用变化的电流通过线圈时,感应出感应电动势,从而来阻碍电流的变化的,故A正确;高频扼流圈是“通直流、通低频,阻高频”,故B正确;低频扼流圈是“阻高频、阻低频,通直流”,故C正确;高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小,故D错。答案:ABC6.如图所示,在电路两端接上交变电流,保持电压不变,使频率增大,发现各灯的亮暗变化情况是灯1变暗、灯2变亮、灯3不变,则M、N、L处所接元件可能是 ()A.M为电阻,N为电容器,L为电感器B.M为电阻,N为电感器,L为电容器C.M为电感器,N为电容器,L为电阻D.M为电容器,N为电感器,L为电阻解析:因为电源频率增大时,电感器的感

5、抗增大,电容器的容抗减小,电阻阻值不变,而并联电路两端的电压不变,所以,与电感器串联的灯泡变暗,与电容器串联的灯泡变亮,与电阻串联的灯泡亮度不变,选项C正确。答案:C7.(多选)如图所示,平行板电容器与灯泡串联,接在交流电源上灯泡正常发光,则()A.把电介质插入电容器,灯泡一定变亮B.把电容器两极板间距离增大,灯泡变亮C.把电容器两极板间距离增大,灯泡变暗D.使交变电流频率增大,灯泡变暗解析:把电介质插入电容器,电容增大,容抗减小,所以灯泡变亮,A对。电容器两极板间距离增大,电容减小,容抗增大,所以灯泡变暗,C对,B错。交变电流频率增大,容抗减小,灯泡变亮,D错。答案:AC8.如图所示,从ab

6、端输入的交变电流含有高频和低频成分,为了使R上尽可能少的含有高频成分,采用图示电路,其中L的作用是 ,C的作用是。解析:因为L有“通低频、阻高频”的特点,因此L的作用是阻挡高频成分;而通过L后还有少量的高频成分,利用C“通高频、阻低频”的特点,使绝大部分高频成分从C流过。答案:通低频、阻高频通高频、阻低频9.如图所示,一个判定A、B之间电源性质的仪器。其中L为低频扼流圈,若接通电源后只有绿灯亮,则A、B之间是什么电源?若只有红灯亮或黄灯亮,A、B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,A、B之间必是交流电源,此时红灯和黄灯都不亮。当A、B之间接入直流电源时,必须考虑二极

7、管D1和D2的单向导电性,所以A、B间接直流电源且A端是正极时红灯亮,A、B 间接直流电源且B端是正极时黄灯亮。答案:若接通电源后只有绿灯亮,A、B之间是交流电源。若只有红灯亮或黄灯亮,A、B之间是直流电源且红灯亮时,A端为该直流电源的正极;黄灯亮时,B端为该直流电源的正极。能力提升1.直流电源的电压与交流电压的有效值相同,自感线圈的直流电阻不计,则灯泡发光最强的图是()解析:电容器C、电感器L都对交变电流有阻碍作用,故A、B两图中灯泡不是最亮的;C图中灯泡被短路,不亮;D图中电容器C有隔直流作用,所以D中灯泡最亮。答案:D2.两相同的白炽灯L1、L2接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,

8、灯L2与电感线圈串联,当a、b处接电压最大值为Um,频率为f的正弦式交流电源时,两灯都发光,且亮度相同。更换一个新的正弦式交流电源后,灯L1的亮度大于灯L2的亮度,新电源的电压最大值和频率应满足什么条件()A.最大值仍为Um,而频率大于fB.最大值仍为Um,而频率小于fC.最大值大于Um,而频率仍为fD.最大值小于Um,而频率仍为f解析:由于容抗随频率的增大而减小,感抗随频率的增大而增大,故电压不变而频率变大时,L1的亮度大于L2的亮度,选项A正确,B错误;若只增大或减小电压,而频率不变,则L1、L2同时变亮或变暗,故选项C、D错误。答案:A3.(多选)在如图所示的电路中,L为电感线圈,R为灯

9、泡,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交变电流的电压u=2202sin 100t 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u=2202sin 100t V可得电源原来的频率为f=2=1002 Hz=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,选项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,选项C正确,D错误。因电源电压有效值不变,而灯泡两端电压减小,所以L两端电压增大,电压表

10、示数增大,选项B正确。答案:BC4.在如图所示的电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计。下列判断正确的是()A.闭合S稳定后,电容器两端电压为EB.闭合S稳定后,电容器的a极板带正电C.断开S的瞬间,电容器的a极板将带正电D.断开S的瞬间,电容器的a极板将带负电解析:闭合S稳定后,电容器被L短路,A、B错;断开S的瞬间,L中向左的电流减小,给电容器充电,a板带正电,C对,D错。答案:C5.(多选)如图所示,电子技术中常用的电路。a、b是电路的输入端,其中输入的高频电流用“”表示,低频电流用“”表示,直流电流用“-”表示。关于负载电阻R中通过的电流,有以下说法,其中正确的是()A.甲图中R通过

11、的是低频电流B.乙图中R通过的是高频电流C.丙图中R通过的是直流电流D.丁图中R通过的是高频电流解析:题图甲中,电容器隔直流,R通过低频电流;题图乙中,电容器可以和高频电流形成通路,R中通过低频电流;题图丙中,电容器电容C很大,容抗较小,可以通过低频电流,则R中通过直流电流;题图丁中,电感器自感系数L很大,f越高,感抗越大,阻碍高频电流通过,R中通过少量低频电流,故选项A、C正确。答案:AC6.(多选)“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

12、,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。如图,音箱的电路图,高、低频混合电流由a、b输入,L1和L2是线圈,C1和C2是电容器,则()A.甲扬声器是高频扬声器B.C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C.L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D.L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流解析:甲扬声器中,L1串联在电路中,对高频电流的阻碍作用很大,对低频电流阻碍作用较小;C1并联在电路中,对高频电流的阻碍作用小,可以给高频电流提供通路,使低频电流通过扬声器传出,所以甲为低频扬声器。乙扬声器中,C2串联在电路中,对低频电流的阻碍作用很大,对高频电流的阻碍作用较小;L2并联在电路中,对低

13、频电流的阻碍作用较小,可以给低频电流提供通路,使高频电流通过扬声器传出,所以乙为高频扬声器。答案:BD7.如图所示,L1、L2、L3为三个相同的灯泡,a、b、c为与之串联的三个元件,E1为直流电源,E2为交流电源。当开关S接“1”时,L1、L2两灯均正常发光,L3灯不亮;当开关S接“2”时,L1灯仍正常发光,L2灯变暗,L3灯正常发光。由此可知,a元件应是,b元件应是,c元件应是。解析:无论S接直流还是接交流,L1灯均正常发光,说明与L1串联的元件a对直流、交流的阻碍作用相同,故a应为电阻;S接直流时,L2正常发光,接交流时,L2灯变暗,说明与L2串联的元件b既可通过直流又可通过交流,但元件b

14、对交流的阻碍作用大于对直流的阻碍作用,故元件b应为电感器;S接直流时,L3灯不亮,接交流时L3灯发光,说明与L3串联的元件c不能通过直流而能通过交流,故元件c应为电容器。答案:电阻电感器电容器8.如图所示,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。解析:C1、C2都选用较大容量的电容器,这样它们对低频交变电流也能呈现很小的容抗,低频交变电流能顺利通过。电容器有隔直流的作用,直流成分不会通过电容器。电感器也是要选用电感很大的,它对低频交变电流有较大的阻碍,对直流电不起阻碍作用,能顺利通过。这样由于电容器隔直流、通交流,电感器通直流、阻交流的作用,最后输出的是稳恒直流电。答案:见解析