2022年高中物理 第五章 交变电流 第3节 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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2022年高中物理 第五章 交变电流 第3节 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 基础夯实 一、选择题(15题为单选题,6题为多选题)1电感对交变电流的影响的以下说法中,正确的是(B)A电感对交变电流没有阻碍作用B电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗C电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数无关D线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,电感对交变电流的阻碍作用就越小解析:电感对交流电有影响,其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交流电的频率f有关,L越大,f越高,阻碍作用越大,故选项A、C、D均错误;电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗,B项正确。2电容对交变电流影响的下列说法中,错误的是(B)A交变电流能通过电容器B电容器具有通直流、阻交流的作用C电容器电容较小,它具有通高频、阻低频的作用D电容器的电容越大、交变电流的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用就越小解析:电容器“通交流、隔直流”,但对交流电有阻碍作用,电容越大,频率越高,容抗越小,所以选项A、C、D均正确。B错误。3交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I,则(B)AIIBIICII D无法比较解析:长直导线的自感系数很小,其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻,流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用。当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流的阻碍作用不但有电阻,而且有线圈的阻碍作用(感抗),阻碍作用增大,电流减小。4(2017海南省海南中学高二上学期期中)在如图所示电路中,C为电容器,灯泡电阻为R,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源的电压u220sin100tV,若保持电源电压的有效值不变,只将电源频率改为100Hz,下列说法正确的是(D)A电流表示数减小B电压表示数增大C灯泡变暗 D灯泡变亮解析:频率变大,容抗减小,电流表示数增大,灯泡变亮,电压表示数减小,故选D。5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,则灯泡发光最亮的图是下图中的(D)解析:电容C、电感L都对交变电流有阻碍作用,故A、B两图中灯不是最亮的;C图中灯被短路,灯泡不亮;D图中电容C有隔直流作用,所以D中灯泡最亮。6(2017湖北省宜昌市示范高中协作体高二下学期期中)在频率为f的交变电流电路中,如图所示,当开关S依次分别接通R、C、L所在的支路,这时通过各支路的电流有效值相等。若将交变电流的频率提高到2f,维持其他条件不变,则下列几种情况正确的是(ABC)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流过R、C、L的电流有效值都不变解析:在频率为f的交变电流电路中,当开关S依次分别接通R、C、L支路,这时通过各支路的电流有效值相等。当交变电流的频率提高到2f时,则线圈的感抗变大,导致通过L的电流有效值变小;电容器的容抗变小,导致通过C的电流有效值变大;对于电阻来说没有变化。故ABC正确,D错误。二、非选择题7如图是可调灯泡亮度的台灯电路示意图,其中电路更合理的是_乙_。解析:乙中调节L可达到调节台灯两端电压的作用,从而调节台灯的亮度。甲图也可调节台灯的亮度,但变阻器要消耗电能,故甲图不合理。8如图所示,从AO输入的信号中,有直流电流和交变电流。问:(1)现要求信号到达BO两端没有直流电压,需要在AB间接一个什么元件?该元件的作用是什么?(2)若要求信号到达BO端只有直流电压,而没有交变电压,则应在AB间接入一个什么元件?该元件的作用是什么?答案:(1)电容器对直流电有隔断作用(2)电感线圈对交流电有阻碍作用解析:(1)因为BO端不需要直流电,只需要交流电,根据电容器C有“通交流、隔直流”的特点,应在AB端接入一电容器C,该电容器对直流电有隔断作用,而交变电流能通过。(2)因为BO端不需要交流电,只需要直流电,故根据电感L有“通直流,阻交流”的特点,应在AB端接入一个电感线圈,该线圈对交流电有阻碍作用,对直流电有通过作用。 能力提升 一、选择题(14题为单选题,5、6题为多选题)1某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分,为使放大器仅得到交流低频成分,如图所示电路中可行的是(D)解析:信号中含有三种成分,去掉直流成分用隔直电容,还需加入另一旁路电容C,过滤交流高频成分,所以D正确。2(2016陕西延安高二月考)如图所示的电路中,F为一交流电动机,C为平行板电容器,为使电流表A的示数增大,可行的办法是(A)A使发电机F的转速增大B使发电机F的转速减小C在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质D使电容器两极板间的距离增大解析:当发电机转速增加时,交变电流的频率增大,容抗减小,电流表A的示数增大,A项正确,B项错误。在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质时,电容器的电容减小,使电容器两极板间距离增大时电容也减小,当电容减小时,容抗增大,对交变电流的阻碍作用增大,电流表A示数减小,C、D项错误。3(2017四川省绵阳南山中学高二下学期期中)有些电源输出的电流既有交流成分又有直流成分,而我们只需要稳定的直流,不希望其中混有太多的交流成分,这时可以采用如图所示的电路;为了尽量减小R2上的交流成分,下列正确的是(C)A选用电容C小的电容器,选用自感系数L大的电感器B选用电容C小的电容器,选用自感系数L小的电感器C选用电容C大的电容器,选用自感系数L大的电感器D选用电容C大的电容器,选用自感系数L小的电感器解析:由电路图可知,R2支路中,电感线圈阻挡住交流电,根据RL2可知,L越大,对交流电阻碍越大;所以要选用自感系数L大的电感器;电容器与电阻R2并联,需要交流电通过电容器,直流通过R2,根据:RC可知,电容C越大,对交流的阻碍越小,若要交流电通过电容器,要选择C比较大的电容器,故ABD错误,C正确。故选C。4用电压表检查如图所示的电路中的故障,测量Uad5.0V,Uab0,Ubc5.0V,Ucd0。则电路故障可能是(D)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UadUbc5.0V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。5某同学在研究电容器、电感器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L1、L2是两个完全相同的灯泡。当双刀双掷开关置于3、4时,电路与交流电源接通,稳定后的两个灯泡发光亮度相同。则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是(AD)A当开关置于1、2时,稳定后L1亮、L2不亮B当开关置于3、4时,频率增加且稳定后,L1变亮、L2变暗C当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开,L1将会立即熄灭D当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开,L1不会立即熄灭解析:如果开关置于1、2时,接直流电,电流稳定后能通过电感器,而不能通过电容器,所以L1亮,L2不亮,A项正确;稳定后突然断开,L1、L2、C能构成回路,由于自感现象,L1、L2将慢慢熄灭,故D正确,C错;当置于3、4时,且交流电频率增大,则感抗增大,容抗减小,所以L1变暗,L2变亮、故B错。6(2016河北衡水中学高二上学期调研)如图所示为音箱的电路图,高、低频混合电流由a、b端输入,L1和L2是线圈,C1和C2是电容器,则(AC)A甲扬声器是低频扬声器BC2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器CL1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器DL2的作用是减少通过乙扬声器的高频电流解析:由电感和电容对高、低频的阻碍作用可知,电感L对高频电流的阻碍作用大,所以电感L1阻碍高频电流通向甲,电感L2阻碍高频电流通过L2,C正确,D错误;电容对高频电流的阻碍作用小,所以电容C2阻碍低频电流通向乙。甲是低频扬声器,乙是高频扬声器,A正确,B错误。二、非选择题7教室和家庭中的电风扇都可以调节快慢,要调节快慢,就要改变电动机的电流。风扇一般是用交流电,要改变交流电的大小,可以用电感调速器,调速器的结构图和电路图如下图所示,探究它是利用什么原理调节吊扇快慢的。解析:由图可知,在“日”字形的软铁芯上,绕了数百匝线圈,每隔数十匝就将抽头接到2至5各端钮上。线圈与电风扇电动机串联,由于感抗它将分掉电源加在电风扇上的部分电压,使电风扇转速降低。图中端钮0是断路;端钮1不经线圈直接通电,风扇的转速最高;端钮5经过的线圈匝数最多,故转速最低。
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