2024-2025學(xué)年高中物理第二章交變電流4-5電容器在交流電路中的作用電感器在交流電路中的作用課時(shí)練習(xí)含解析教科版選修3-2

PAGE7-電容器在溝通電路中的作用電感器在溝通電路中的作用(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共7小題,每小題7分,共49分)1.(2024·上饒高二檢測(cè))如圖所示,一個(gè)邊長(zhǎng)L=10cm,匝數(shù)N=100匝的正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T,角速度ω=10πrad/s,閉合回路中兩只燈泡均能正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是 ()A.從圖中位置起先計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=5πcos10πt(V)B.增大線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值Em不變C.抽去電感器L的鐵芯時(shí),燈泡L2變暗D.增大電容器C兩極板間的距離時(shí),燈泡L1變亮【解析】選A。依據(jù)Em=NBωS可得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值:Em=100×0.5×0.12×10πV=5π(V),由于從線圈平面垂直于中性面起先計(jì)時(shí),所以電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式:e=Emcosωt=5πcos10πt(V),故選項(xiàng)A正確;依據(jù)Em=NBωS可得增大線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值Em增大,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;抽去電感器L的鐵芯時(shí),即減小自感系數(shù),電感器的感抗減小,流過(guò)燈泡L2的電流增大,依據(jù)功率公式可知燈泡L2變亮,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;增大電容器C兩極板間的距離時(shí),依據(jù)C=可知電容器的電容C減小,則有電容器的容抗增大,流過(guò)燈泡L1的電流減小,依據(jù)功率公式可知燈泡L1變暗,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.在如圖所示的電路中,L1、L2是兩個(gè)相同的小燈泡,A、B處的虛線框內(nèi)各接有一個(gè)電學(xué)元件。a、b兩端分別與直流電源和溝通電源相連接,且直流電源的電壓與溝通電源電壓的有效值相等,視察兩種狀況下燈泡的亮度。當(dāng)接直流電源時(shí),L1不發(fā)光,L2正常發(fā)光;當(dāng)接溝通電源時(shí),L1發(fā)光,L2明顯變暗。則下列說(shuō)法正確的是 ()A.A中接的是電阻,B中接的是電容器B.A中接的是電感線圈,B中接的是電阻C.A中接的是電感線圈,B中接的是電容器D.A中接的是電容器,B中接的是電感線圈【解析】選D。當(dāng)a、b兩端加直流電壓時(shí),L1不發(fā)光,L2正常發(fā)光;當(dāng)加同樣電壓的溝通電源時(shí),L1發(fā)光,L2發(fā)光較暗。由此可知線框A中為電容器,因?yàn)殡娙萜鞲糁绷魍贤?線框B中是電感線圈,因?yàn)殡姼芯€圈對(duì)溝通電有阻礙作用,對(duì)直流電無(wú)阻礙作用,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。3.關(guān)于電阻、電感、電容對(duì)電流作用的說(shuō)法正確的是()A.電阻對(duì)直流電和溝通電的阻礙作用相同B.電感線圈對(duì)溝通電的阻礙作用是由于線圈自身存在電阻C.電容器兩極板間是絕緣的,故電容支路上沒(méi)有電流通過(guò)D.交變電流的頻率增加時(shí),電阻、電感線圈、電容器對(duì)電流的阻礙作用都增加【解析】選A。電阻對(duì)直流電和溝通電的阻礙作用相同,故A正確;電感線圈對(duì)溝通電的阻礙作用是由于電磁感應(yīng)原理,故B錯(cuò)誤;電容器的特性:通溝通,隔直流,通高頻,阻低頻,故C錯(cuò)誤;交變電流的頻率增加時(shí),電感的阻礙增加,而電容的阻礙減小,對(duì)于電阻則不變,故D錯(cuò)誤。4.如圖所示的電路,有直流和溝通成分的電流通過(guò),為了盡量削減R2上的溝通成分,應(yīng) ()A.選用自感系數(shù)較大的線圈和電容較小的電容器B.選用自感系數(shù)較小的線圈和電容較大的電容器C.選用自感系數(shù)較小的線圈和電容較小的電容器D.選用自感系數(shù)較大的線圈和電容較大的電容器【解析】選D。自感系數(shù)越大的線圈對(duì)溝通電的阻礙作用越大,電容越大的電容器對(duì)溝通電的阻礙作用越小,所以為了盡量削減R2上的溝通成分,須要選用自感系數(shù)較大的線圈和電容較大的電容器,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。5.(多選)(2024·南寧高二檢測(cè))某同學(xué)在探討電容器、電感器對(duì)恒定電流與交變電流的影響時(shí),采納了如圖所示的電路,L1、L2是兩個(gè)完全相同的燈泡。當(dāng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)置于3、4時(shí),電路與溝通電源接通,穩(wěn)定后的兩個(gè)燈泡發(fā)光亮度相同,則該同學(xué)在如下操作中能視察到的試驗(yàn)現(xiàn)象是 ()A.當(dāng)開(kāi)關(guān)置于1、2時(shí),穩(wěn)定后L1亮、L2不亮B.當(dāng)開(kāi)關(guān)置于3、4時(shí),溝通電頻率增加且穩(wěn)定后,L1變亮、L2變暗C.當(dāng)開(kāi)關(guān)置于3、4時(shí),溝通電頻率增大,L1變暗,L2變亮D.當(dāng)開(kāi)關(guān)從置于1、2的穩(wěn)定狀態(tài)下突然斷開(kāi),L1將會(huì)馬上熄滅【解析】選A、C。當(dāng)開(kāi)關(guān)置于1、2時(shí),接的是直流電,穩(wěn)定后,電感的感抗減小,L1亮,電容的容抗無(wú)窮大,是斷路,L2不亮,A正確;當(dāng)開(kāi)關(guān)置于3、4時(shí),溝通電頻率增加且穩(wěn)定后,因電容器阻礙減小,線圈阻礙增大,導(dǎo)致L1變暗、L2變亮,B錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)置于3、4時(shí),當(dāng)溝通電頻率增大時(shí),電容器阻礙減小,線圈阻礙增大,所以L1變暗、L2變亮,C正確;當(dāng)開(kāi)關(guān)從置于1、2的穩(wěn)定狀態(tài)下突然斷開(kāi),電容器要放電,由于線圈對(duì)電流的阻礙作用,導(dǎo)致L1將不會(huì)馬上熄滅,D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】用電壓表檢查如圖所示的電路中的故障,測(cè)量Uad=5.0V,Uab=0,Ubc=5.0V,Ucd=0。則電路故障可能是 ()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】選D。當(dāng)用電壓表去推斷電路故障時(shí),假如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(méi)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(wú)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。6.如圖所示的電路中,a、b兩端連接的溝通電源中既含高頻溝通,又含低頻溝通,L是一個(gè)25mH的高頻扼流圈,C是一個(gè)100pF的電容器,R是負(fù)載電阻,下列說(shuō)法不正確的是 ()A.L的作用是“通低頻,阻高頻”B.C的作用是“通溝通,隔直流”C.C的作用是“通高頻,阻低頻”D.通過(guò)R的電流中,低頻溝通所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻溝通所占的百分比【解析】選B。因?yàn)殡姼蠰是一個(gè)高頻扼流圈,“通低頻,阻高頻”,A選項(xiàng)正確;C是一個(gè)電容較小的電容器,所以對(duì)低頻的溝通電容抗就較大,故選項(xiàng)C正確,B錯(cuò)誤;這樣通過(guò)電阻R的電流中,低頻溝通所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻溝通所占的百分比,選項(xiàng)D正確。【加固訓(xùn)練】(多選)從某一裝置輸出的溝通電中,經(jīng)常既有高頻成分,又有低頻成分。假如只須要把低頻成分輸送到下一級(jí)裝置,可采納的電路是圖中的 ()【解析】選A、D。由于只需將低頻成分輸送到下一級(jí)裝置,可將高頻成分分流,但低頻成分不能通過(guò),即須要高頻旁路電容器,故A正確。也可以干脆阻礙高頻成分通過(guò),即阻高頻、通低頻,可以采納高頻扼流圈,故D正確。7.某信號(hào)源中有直流成分、溝通高頻成分和溝通低頻成分,為使放大器僅得到溝通低頻成分,如圖所示的電路中可行的是 ()【解析】選D。A圖中連入一個(gè)電阻,對(duì)溝通電沒(méi)有阻礙作用,所以放大器得到全部成分,A錯(cuò)誤;B圖中連入電感線圈,放大器可得到直流成分,若為高頻扼流圈也可得到低頻成分,B錯(cuò)誤;;C圖既可得到高頻成分也可得到低頻成分,C錯(cuò)誤;D圖通過(guò)C1的是高、低頻都有,高頻成分通過(guò)旁路電容C2被濾去,故D正確。二、非選擇題(11分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)8.如圖所示是一個(gè)判定AB之間電源性質(zhì)的儀器。若接通電源后只有綠燈亮,則AB之間是什么電源?若只有紅燈亮或黃燈亮,AB之間電源又如何?【解析】由于電容器C具有隔直流的特性,故綠燈亮?xí)rAB之間必是溝通電源,至于此時(shí)為什么紅燈和黃燈不亮,則是由于線圈L具有阻溝通的作用。當(dāng)AB之間接入直流電時(shí),綠燈不亮是顯見(jiàn)的,此時(shí)紅燈亮還是黃燈亮,則必需考慮二極管D1和D2的單向?qū)щ娦?。答?AB間接交變電流時(shí),綠燈亮;AB間接直流電且A端是正極時(shí)紅燈亮;AB間接直流電且B端是正極時(shí)黃燈亮?！究偨Y(jié)提升】溝通電路中電感器和電容器的解題方法(1)明確溝通電源的特點(diǎn)及電路中電感器和電容器的連接方式。(2)利用電感器和電容器的特點(diǎn),結(jié)合電路圖及電學(xué)學(xué)問(wèn)分析電流和電壓的改變狀況。(3)依據(jù)題意要求設(shè)計(jì)電路,確定電感器或電容器在電路中的詳細(xì)位置。(15分鐘·40分)9.(7分)關(guān)于電容對(duì)交變電流的影響,下列說(shuō)法正確的是 ()A.對(duì)一只給定的電容器來(lái)說(shuō)它對(duì)任何頻率的交變電流的阻礙作用都相同B.同一只電容器對(duì)高頻交變電流的容抗大于對(duì)低頻交變電流的容抗C.同一只電容器對(duì)高頻交變電流的容抗小于對(duì)低頻交變電流的容抗D.同一只電容器對(duì)高頻交變電流的容抗等于對(duì)低頻交變電流的容抗【解析】選C。電容器的容抗跟溝通電的頻率成反比,頻率越大,容抗越小,對(duì)交變電流的阻礙作用就越小。10.(7分)(2024·太原高二檢測(cè))在收音機(jī)線路中,經(jīng)天線接收下來(lái)的電信號(hào)既有高頻成分,又有低頻成分,經(jīng)放大后送到下一級(jí),須要把低頻成分和高頻成分分開(kāi),只讓低頻成分輸送到再下一級(jí),我們可以采納如圖所示電路,其中a、b應(yīng)選擇的元件是 ()A.a是電容較大的電容器,b是低頻扼流圈B.a是電容較大的電容器,b是高頻扼流圈C.a是電容較小的電容器,b是低頻扼流圈D.a是電容較小的電容器,b是高頻扼流圈【解析】選B。電容器具有通高頻、阻低頻的作用,這樣的電容器電容應(yīng)較大。電感線圈在該電路中要求做到通低頻、阻高頻,所以它是一個(gè)高頻扼流圈(自感系數(shù)較小的電感線圈),故B正確。11.(7分)如圖所示的溝通電路中,燈L1、L2和L3均發(fā)光,假如保持溝通電源兩端電壓的有效值不變,但頻率減小,各燈的亮、暗改變狀況為 ()A.燈L1、L2均變亮,燈L3變暗B.燈L1、L2、L3均變暗C.燈L1不變,燈L2變暗,燈L3變亮D.燈L1不變,燈L2變亮,燈L3變暗【解析】選D。輸入的溝通電頻率減小,對(duì)電阻R沒(méi)影響,L1燈亮度不變;由xL=2πfL可知,頻率減小,則電感的阻礙作用減小,所以L2燈的亮度變亮;由xC=可知,頻率減小,則電容器的阻礙作用增大,所以L3燈更暗一些,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。12.(19分)收音機(jī)的音量限制電路