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

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1、第五章 第3節(jié) 電感和電容對交變電流的影響 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1~5題為單選題,6題為多選題) 1.電感對交變電流的影響的以下說法中,正確的是( B ) A.電感對交變電流沒有阻礙作用 B.電感對交變電流阻礙作用的大小叫感抗 C.電感對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,電感對交變電流的阻礙作用就越小 解析:電感對交流電有影響,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;電感對交變電流阻礙作用的大小叫感抗,B項(xiàng)正確。 2.電容對交變電流影

2、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直導(dǎo)線時(shí),電流為I,如果把這根長直導(dǎo)線繞成線圈,再接入原電路,通過線圈的電流為I′,則( B ) A.I′>I        B.I′

3、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u=220sin100πtV,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

4、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.

5、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的電流有效值變小;電容器的容抗變小,導(dǎo)致通過C的電流有效值變大;對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)臺燈兩端電壓的作用,從而調(diào)節(jié)臺燈的亮度。甲圖也可調(diào)節(jié)臺燈的亮度,但變阻器要消耗電能,故甲圖不合理。 8.如圖所示,從AO輸入的信號中,有直流

6、電流和交變電流。問: (1)現(xiàn)要求信號到達(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 對直流電有隔斷作用 (2)電感線圈 對交流電有阻礙作用 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,該線圈對交流

7、電有阻礙作用,對直流電有通過作用。 能力提升 一、選擇題(1~4題為單選題,5、6題為多選題) 1.某信號源中有直流成分、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

8、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

9、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)RL=2π可知,L越大,對交流電阻礙越大;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,測量Uad=5.0V,Uab=0,Ubc=5.0V,Ucd=0。則電路故障可能是( D 

10、) 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Uad=Ubc=5.0V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

11、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,L

12、2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 B.C2的作用是阻礙高頻電流通過乙揚(yáng)聲器 C.L1的作用是阻礙高頻電流通過甲揚(yáng)聲器 D.L2的作用是減少通過乙揚(yáng)聲器的高頻電流 解析:由電感和電容對高、低頻的阻礙作用可知,電感L對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

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