2019版高中物理 第五章 交變電流 第3節(jié) 電感和電容對(duì)交變電流的影響課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-2

第五章第3節(jié) 電感和電容對(duì)交變電流的影響 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(15題為單選題，6題為多選題)1電感對(duì)交變電流的影響的以下說法中，正確的是(B)A電感對(duì)交變電流沒有阻礙作用B電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小叫感抗C電感對(duì)某一頻率的交變電流的阻礙作用跟線圈的自感系數(shù)無關(guān)D線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對(duì)交變電流的阻礙作用就越小解析：電感對(duì)交流電有影響，其阻礙作用的大小和線圈的自感系數(shù)L、交流電的頻率f有關(guān)，L越大，f越高，阻礙作用越大，故選項(xiàng)A、C、D均錯(cuò)誤；電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小叫感抗，B項(xiàng)正確。2電容對(duì)交變電流影響的下列說法中，錯(cuò)誤的是(B)A交變電流能通過電容器B電容器具有通直流、阻交流的作用C電容器電容較小，它具有通高頻、阻低頻的作用D電容器的電容越大、交變電流的頻率越高，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用就越小解析：電容器“通交流、隔直流”，但對(duì)交流電有阻礙作用，電容越大，頻率越高，容抗越小，所以選項(xiàng)A、C、D均正確。B錯(cuò)誤。3交變電流通過一段長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí)，電流為I，如果把這根長(zhǎng)直導(dǎo)線繞成線圈，再接入原電路，通過線圈的電流為I，則(B)AI>IBI<ICII D無法比較解析：長(zhǎng)直導(dǎo)線的自感系數(shù)很小，其對(duì)交變電流的阻礙作用可以看做是純電阻，流經(jīng)它的交變電流只受到導(dǎo)線電阻的阻礙作用。當(dāng)導(dǎo)線繞成線圈后，電阻值未變，但自感系數(shù)增大，對(duì)交變電流的阻礙作用不但有電阻，而且有線圈的阻礙作用(感抗)，阻礙作用增大，電流減小。4(2017·海南省海南中學(xué)高二上學(xué)期期中)在如圖所示電路中，C為電容器，燈泡電阻為R，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u220sin100tV，若保持電源電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100Hz，下列說法正確的是(D)A電流表示數(shù)減小B電壓表示數(shù)增大C燈泡變暗 D燈泡變亮解析：頻率變大，容抗減小，電流表示數(shù)增大，燈泡變亮，電壓表示數(shù)減小，故選D。5直流電源的電壓與交流電壓的有效值相同，自感線圈的直流電阻不計(jì)，則燈泡發(fā)光最亮的圖是下圖中的(D)解析：電容C、電感L都對(duì)交變電流有阻礙作用，故A、B兩圖中燈不是最亮的；C圖中燈被短路，燈泡不亮；D圖中電容C有隔直流作用，所以D中燈泡最亮。6(2017·湖北省宜昌市示范高中協(xié)作體高二下學(xué)期期中)在頻率為f的交變電流電路中，如圖所示，當(dāng)開關(guān)S依次分別接通R、C、L所在的支路，這時(shí)通過各支路的電流有效值相等。若將交變電流的頻率提高到2f，維持其他條件不變，則下列幾種情況正確的是(ABC)A通過R的電流有效值不變B通過C的電流有效值變大C通過L的電流有效值變小D流過R、C、L的電流有效值都不變解析：在頻率為f的交變電流電路中，當(dāng)開關(guān)S依次分別接通R、C、L支路，這時(shí)通過各支路的電流有效值相等。當(dāng)交變電流的頻率提高到2f時(shí)，則線圈的感抗變大，導(dǎo)致通過L的電流有效值變?。浑娙萜鞯娜菘棺冃?，導(dǎo)致通過C的電流有效值變大；對(duì)于電阻來說沒有變化。故ABC正確，D錯(cuò)誤。二、非選擇題7如圖是可調(diào)燈泡亮度的臺(tái)燈電路示意圖，其中電路更合理的是_乙_。解析：乙中調(diào)節(jié)L可達(dá)到調(diào)節(jié)臺(tái)燈兩端電壓的作用，從而調(diào)節(jié)臺(tái)燈的亮度。甲圖也可調(diào)節(jié)臺(tái)燈的亮度，但變阻器要消耗電能，故甲圖不合理。8如圖所示，從AO輸入的信號(hào)中，有直流電流和交變電流。問：(1)現(xiàn)要求信號(hào)到達(dá)BO兩端沒有直流電壓，需要在AB間接一個(gè)什么元件？該元件的作用是什么？(2)若要求信號(hào)到達(dá)BO端只有直流電壓，而沒有交變電壓，則應(yīng)在AB間接入一個(gè)什么元件？該元件的作用是什么？答案：(1)電容器對(duì)直流電有隔斷作用(2)電感線圈對(duì)交流電有阻礙作用解析：(1)因?yàn)锽O端不需要直流電，只需要交流電，根據(jù)電容器C有“通交流、隔直流”的特點(diǎn)，應(yīng)在AB端接入一電容器C，該電容器對(duì)直流電有隔斷作用，而交變電流能通過。(2)因?yàn)锽O端不需要交流電，只需要直流電，故根據(jù)電感L有“通直流，阻交流”的特點(diǎn)，應(yīng)在AB端接入一個(gè)電感線圈，該線圈對(duì)交流電有阻礙作用，對(duì)直流電有通過作用。 能力提升 一、選擇題(14題為單選題，5、6題為多選題)1某信號(hào)源中有直流成分、交流高頻成分和交流低頻成分，為使放大器僅得到交流低頻成分，如圖所示電路中可行的是(D)解析：信號(hào)中含有三種成分，去掉直流成分用隔直電容，還需加入另一旁路電容C，過濾交流高頻成分，所以D正確。2(2016·陜西延安高二月考)如圖所示的電路中，F(xiàn)為一交流電動(dòng)機(jī)，C為平行板電容器，為使電流表A的示數(shù)增大，可行的辦法是(A)A使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速增大B使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速減小C在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)D使電容器兩極板間的距離增大解析：當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，交變電流的頻率增大，容抗減小，電流表A的示數(shù)增大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)時(shí)，電容器的電容減小，使電容器兩極板間距離增大時(shí)電容也減小，當(dāng)電容減小時(shí)，容抗增大，對(duì)交變電流的阻礙作用增大，電流表A示數(shù)減小，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。3(2017·四川省綿陽(yáng)南山中學(xué)高二下學(xué)期期中)有些電源輸出的電流既有交流成分又有直流成分，而我們只需要穩(wěn)定的直流，不希望其中混有太多的交流成分，這時(shí)可以采用如圖所示的電路；為了盡量減小R2上的交流成分，下列正確的是(C)A選用電容C小的電容器，選用自感系數(shù)L大的電感器B選用電容C小的電容器，選用自感系數(shù)L小的電感器C選用電容C大的電容器，選用自感系數(shù)L大的電感器D選用電容C大的電容器，選用自感系數(shù)L小的電感器解析：由電路圖可知，R2支路中，電感線圈阻擋住交流電，根據(jù)RL2可知，L越大，對(duì)交流電阻礙越大；所以要選用自感系數(shù)L大的電感器；電容器與電阻R2并聯(lián)，需要交流電通過電容器，直流通過R2，根據(jù)：RC可知，電容C越大，對(duì)交流的阻礙越小，若要交流電通過電容器，要選擇C比較大的電容器，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。4用電壓表檢查如圖所示的電路中的故障，測(cè)量Uad5.0V，Uab0，Ubc5.0V，Ucd0。則電路故障可能是(D)A滑動(dòng)變阻器R1斷路B電容器C被擊穿C電阻R2斷路D電感線圈L斷路解析：當(dāng)用電壓表去判斷電路故障時(shí)，如果電壓表的兩接線柱能與電源的兩極接通，而與電壓表兩接線柱相并聯(lián)的那部分電路沒有完全短路，電壓表就會(huì)有示數(shù)。即當(dāng)電壓表有示數(shù)時(shí)，電源兩極與電壓表兩接線柱間的電路無斷點(diǎn)。由題意UadUbc5.0V可知ab、cd間為通路，A、C錯(cuò)誤；若電容器被擊穿，則Ubc將為零，B錯(cuò)誤。故正確答案為D。5某同學(xué)在研究電容器、電感器對(duì)恒定電流與交變電流的影響時(shí)，采用了如圖所示的電路，其中L1、L2是兩個(gè)完全相同的燈泡。當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)置于3、4時(shí)，電路與交流電源接通，穩(wěn)定后的兩個(gè)燈泡發(fā)光亮度相同。則該同學(xué)在如下操作中能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是(AD)A當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí)，穩(wěn)定后L1亮、L2不亮B當(dāng)開關(guān)置于3、4時(shí)，頻率增加且穩(wěn)定后，L1變亮、L2變暗C當(dāng)開關(guān)從置于1、2的穩(wěn)定狀態(tài)下突然斷開，L1將會(huì)立即熄滅D當(dāng)開關(guān)從置于1、2的穩(wěn)定狀態(tài)下突然斷開，L1不會(huì)立即熄滅解析：如果開關(guān)置于1、2時(shí)，接直流電，電流穩(wěn)定后能通過電感器，而不能通過電容器，所以L1亮，L2不亮，A項(xiàng)正確；穩(wěn)定后突然斷開，L1、L2、C能構(gòu)成回路，由于自感現(xiàn)象，L1、L2將慢慢熄滅，故D正確，C錯(cuò)；當(dāng)置于3、4時(shí)，且交流電頻率增大，則感抗增大，容抗減小，所以L1變暗，L2變亮、故B錯(cuò)。6(2016·河北衡水中學(xué)高二上學(xué)期調(diào)研)如圖所示為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由a、b端輸入，L1和L2是線圈，C1和C2是電容器，則(AC)A甲揚(yáng)聲器是低頻揚(yáng)聲器BC2的作用是阻礙高頻電流通過乙揚(yáng)聲器CL1的作用是阻礙高頻電流通過甲揚(yáng)聲器DL2的作用是減少通過乙揚(yáng)聲器的高頻電流解析：由電感和電容對(duì)高、低頻的阻礙作用可知，電感L對(duì)高頻電流的阻礙作用大，所以電感L1阻礙高頻電流通向甲，電感L2阻礙高頻電流通過L2，C正確，D錯(cuò)誤；電容對(duì)高頻電流的阻礙作用小，所以電容C2阻礙低頻電流通向乙。甲是低頻揚(yáng)聲器，乙是高頻揚(yáng)聲器，A正確，B錯(cuò)誤。二、非選擇題7教室和家庭中的電風(fēng)扇都可以調(diào)節(jié)快慢，要調(diào)節(jié)快慢，就要改變電動(dòng)機(jī)的電流。風(fēng)扇一般是用交流電，要改變交流電的大小，可以用電感調(diào)速器，調(diào)速器的結(jié)構(gòu)圖和電路圖如下圖所示，探究它是利用什么原理調(diào)節(jié)吊扇快慢的。解析：由圖可知，在“日”字形的軟鐵芯上，繞了數(shù)百匝線圈，每隔數(shù)十匝就將抽頭接到2至5各端鈕上。線圈與電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，由于感抗它將分掉電源加在電風(fēng)扇上的部分電壓，使電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低。圖中端鈕0是斷路；端鈕1不經(jīng)線圈直接通電，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速最高；端鈕5經(jīng)過的線圈匝數(shù)最多，故轉(zhuǎn)速最低。6