高中物理 第5章 交变电流 3 电感和电容对交变电流的影响课时作业 新人教版选修3-2

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3 电感和电容对交变电流的影响 1．对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是(　　) 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 解析：　电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器． 答案：　BD 2．对低频扼流圈的说法正确的是(　　) A．自感系数很小，对直流有很大的阻碍作用 B．自感系数很大，对低频交流有很大的阻碍作用 C．自感系数很大，对高频交流有很小的阻碍作用 D．自感系数很大，对直流无阻碍作用 解析：　低频扼流圈的自感系数较大，它对电流的阻碍作用是“通直流，阻交流”，即对低频交流有较大的阻碍作用，由于线圈本身有电阻，所以对直流也有阻碍作用，应选B. 答案：　B 3．关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是(　　) A．电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同 B．电感对直流电和交流电均有阻碍作用 C．电容器两极板间是绝缘的，故电容支路上没有电流通过 D．交变电流的频率增加时，电阻、电感、电容的变化情况相同 解析：　电阻的阻值对直流电和交流电相同，A正确；电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，B错误；由于电容器不断地充放电，电路中存在充电电流和放电电流，C错误；电阻的阻值与交流电的频率无关，感抗随交流电频率的增大而增大，容抗随交流电频率的增大而减小，D错误． 答案：　A 4．关于电容对交变电流的影响，下列说法正确的是(　　) A．对一只给定的电容器来说它对任何频率的交变电流的阻碍作用都相同 B．同一只电容器对高频交变电流的容抗大于对低频交变电流的容抗 C．同一只电容器对高频交变电流的容抗小于对低频交变电流的容抗 D．同一只电容器对高频交变电流的容抗等于对低频交变电流的容抗 解析：　电容器的容抗跟交流电的频率成反比，频率越大，容抗越小，对交变电流的阻碍作用就越小． 答案：　C 5．如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增加时(　　) A．电容器电容增加　　　 B．电容器电容减小 C．电灯变暗 D．电灯变亮 解析：　容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关，选项A和B是错误的．当交变电源的频率增加时，电容器充放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮．选项C错D对． 答案：　D 6.在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需把低频成分输送到下一级装置，如图所示，则下列做法合理的是(　　) A．在a、b间接入一个电容器 B．在a、b间接入一个低频扼流圈 C．在a、b间接入一个高频扼流圈 D．在ab间接入一个电容器或高频或低频扼流圈都可以 解析：　假设接入电容器，通过的是高频电流，不符合题意，故应接入线圈，通过的是低频电流，故应接高频扼流圈，故C正确． 答案：　C 7．如图所示，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是(　　) A．灯L1比灯L2亮 B．灯L3也能发光，但亮度最暗 C．灯L2和L4亮度相同 D．灯L4比灯L1亮 解析：　电压表示数相同，说明交流电的有效值相同．甲图中电容器与灯L1串联，电容器对电流有阻碍作用；乙图中电容器与灯L2并联，交变电流全部通过灯L2；丙图中电容器与灯L3串联且是直流电源，电容器隔直通交，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；丁图中电容器与灯L4并联，电流全部流过灯L4.综合以上分析，C、D两项正确． 答案：　CD 8．有一个电阻极小的导线绕制成的线圈接在交流电源上，如果电源的电压峰值保持一定，下列哪种情况下，通过绕圈的电流最小(　　) A．所加电源的频率为50 Hz B．所加电源的频率为100 Hz C．所加电源的频率为50 Hz，线圈的匝数较少 D．在线圈中加入铁芯，所加电源的频率为100 Hz 解析：　电压峰值不变，则电源电压的有效值就不变，当交变电流的频率越大，线圈的自感系数越大时，感抗越大，电流越小，故选D. 答案：　D 9．在频率为f的交变电路中，如图所示，把开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流的有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况中，不正确的是(　　) A．通过R的电流有效值不变 B．通过C的电流有效值变大 C．通过L的电流有效值变小 D．通过R、C、L的电流有效值都不变 解析：　电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，因此通过电阻的电流的有效值不变；电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数越大，电流的频率越高，自感电动势就越大，即线圈对电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大，因此通过电感的电流的有效值变小；电容器对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，电容一定时，在相同的电压下电容器容纳的电荷量一定，频率越高，充、放电的时间越短，充、放电的电流越大，容抗越小，因此通过电容器的电流的有效值变大．故正确答案为A、D. 答案：　AD 10．在电子技术中，从某一装置输出的交变电流常常既有高频成分，又有低频成分，若只需要把低频成分输送到后一级装置中，那么要在这两级电路之间接一电路元件是(　　) A．电感线圈 B．电容器 C．电阻 D．二极管 解析：　应将电容器并联接入电路，如图所示，电容器对高频成分容抗小，易通过；对低频成分容抗大，输入到下一级，有这种作用的电容器叫高频旁路电容． 答案：　B 11．两个相同的白炽灯泡L1和L2接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联．当a、b间接电压最大值为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的亮度低于灯L2的亮度，新电源两极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．最大值大于Um，而频率仍为f D．最大值小于Um，而频率仍为f 解析：　更换新电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，说明电容器的容抗增大，电感的感抗减小．由频率对容抗、感抗的影响可知新电源频率减小，所以B正确． 答案：　B 12．如图所示电路中，L为电感线圈，D为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220 sin 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＝220sin 100πt (V)，可得电源原来的频率为f＝＝ 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，A项错误；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项正确，D项错误；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UD，则电源电压的有效值U＝UL＋UD.因UD＝IR，故电流I减小时，UD减小，因电源电压有效值保持不变，故UL＝(U－UD)增大，B项正确．故正确答案为BC. 答案：　BC 13．用电压表检查如图所示的电路中的故障，测量Uad＝5.0 V，Uab＝0，Ubc＝5.0 V，Ucd＝0.则电路故障可能是(　　) A．滑动变阻器R1断路 B．电容器C被击穿 C．电阻R2断路 D．电感线圈L断路 解析：　当用电压表去判断电路故障时，如果电压表的两接线 柱能与电源的两极接通，而与电压表两接线柱相并联的那部分电路没有完全短路，电压表就会有示数．即当电压表有示数时，电源两极与电压表两接线柱间的电路无断点．由题意Uad＝Ubc＝5.0 V可知ab、cd间为通路，A、C错误；若电容器被击穿，则Ubc将为零，B错误．故正确答案为D. 答案：　D 14．某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图中a、b、c所示，则如下判断中正确的是(　　) A．A、B间是电容器 B．B、C间是电感线圈 C．C、D间是电容器 D．C、D间是定值电阻 解析：　电容器的特性是：闭合开关后，瞬间充电结束后，电路中不再有电流，a对应的AB应是电容器，A对；电感线圈对变化的电流有阻碍作用，对恒定电流无阻碍作用，BC间为电感线圈，B正确；定值电阻的特性是加恒定电压，瞬间即产生恒定的电流，D正确． 答案：　ABD