2024-2025版高中物理第五章交變電流3電感和電容對(duì)交變電流的影響課時(shí)練習(xí)含解析新人教版選修3-2

PAGE6-電感和電容對(duì)交變電流的影響(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.關(guān)于電感器對(duì)交變電流的影響的說法,正確的是 ()A.電感器對(duì)交變電流無阻礙作用B.電感器對(duì)交變電流阻礙作用的大小叫感抗C.電感器對(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】選B。電感對(duì)溝通電有影響,其阻礙作用的大小和線圈的自感系數(shù)L、溝通電的頻率f有關(guān),L越大、f越高,阻礙作用越大,故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B正確。2.在如圖所示的溝通電路中,保持電源電壓肯定,當(dāng)交變電流的頻率增大時(shí),各電壓表的示數(shù)將 ()A.V1、V3增大,V2減小B.V1不變,V2減小,V3增大C.V1不變,V2增大,V3減小D.V1、V2、V3都不變【解析】選C。據(jù)題,電壓不變,當(dāng)溝通電的頻率增加時(shí),電感L的感抗增大,電容C的容抗減小,電阻R不變,則V1不變,V2增大,V3減小,C正確。3.(多選)如圖所示的電路中,當(dāng)a、b端加直流電壓時(shí),L1燈發(fā)光,L2燈不亮,當(dāng)接一有效值與直流電壓相等的溝通電源時(shí),L1燈發(fā)光但較暗,L2燈發(fā)光較亮,且此時(shí)L1燈的亮度比a、b端加直流電壓時(shí)的亮度低,那么以下說法正確的是 ()A.A中接的是電感器,B中接的是電容器B.A中接的是電容器,B中接的是電感器C.A中接的是電阻,B中接的是電容器D.若所加的交變電流頻率增大,電壓不變,則L1燈變得更暗,L2燈變得更亮【解析】選A、D。電感器的特點(diǎn)是“通直流、阻溝通,通低頻、阻高頻”。電容器的特點(diǎn)是“通溝通、隔直流,通高頻、阻低頻”。由題意可知a、b兩端加直流電壓時(shí),L2燈不亮,加溝通電壓時(shí),L2燈較亮?？芍狟為電容器,而L1燈先是亮的,后又較暗,可知A為電感器,故A正確;交變電流頻率越大,電感器感抗越大,電容器容抗越小,故D正確。4.直流電源的電壓與溝通電源電壓的有效值相同,自感線圈的直流電阻不計(jì),則燈泡發(fā)光最亮的是圖中的 ()【解析】選D。電容C、電感L都對(duì)溝通有阻礙作用,故A、B兩圖中燈不是最亮的;C圖中燈被短路,不亮;D圖中電容C有隔直流作用,所以D中燈光最亮。【加固訓(xùn)練】在電子線路中,從某一裝置輸出的交變電流經(jīng)常既有高頻成分,又有低頻成分。如圖所示的電路中,a、b兩端的交變電流既含高頻,又含低頻,L是一個(gè)25mH的高頻扼流圈,C是一個(gè)100pF(電容很小)的電容器,R是負(fù)載電阻,下列說法正確的是 ()A.L的作用是“通直流,阻溝通”B.C的作用是“通低頻,阻高頻”C.C的作用是“通溝通,隔直流”D.通過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【解析】選D。L的作用是“通低頻,阻高頻”,故A錯(cuò)誤;C的作用是“通高頻,阻低頻”,故B、C錯(cuò)誤;經(jīng)過L的阻高頻,經(jīng)過C的通高頻,因此通過R的電流中低頻溝通占的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻溝通,故D正確;故選D。5.如圖所示,在電路兩端加上正弦式溝通電,保持電壓有效值不變,使頻率增大,發(fā)覺各燈的亮暗狀況是:燈L1變亮,燈L2變暗,燈L3不變,則M、N、L中所接元件可能是 ()A.M為電阻,N為電容器,L為電感線圈B.M為電感線圈,N為電容器,L為電阻C.M為電容器,N為電感線圈,L為電阻D.M為電阻,N為電感線圈,L為電容器【解析】選C。當(dāng)交變電流的頻率增大時(shí),線圈的感抗變大,電容器的容抗變小,由燈1變亮,燈2變暗可知M為電容器,N為電感線圈,而電阻與交變電流的頻率無關(guān),故L為電阻,選項(xiàng)C正確。6.如圖所示的電路中,兩只小燈泡的規(guī)格相同。在開關(guān)S閉合一段時(shí)間后,發(fā)覺兩個(gè)燈泡的亮度相同。斷開開關(guān)S后,進(jìn)行如下操作,下列對(duì)小燈泡發(fā)光的描述正確的是 ()A.開關(guān)S閉合瞬間,兩燈一樣亮B.開關(guān)S閉合后,燈A2始終比燈A1亮C.若將電源換成溝通電,兩燈一樣亮D.斷開開關(guān)S時(shí),兩燈都漸漸熄滅【解析】選D。由于A1與電感線圈串聯(lián),開關(guān)S閉合瞬間,電感線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),所以A1的亮度比A2暗,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后,由題干可知兩燈一樣亮,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若將電源換成溝通電,電感線圈對(duì)溝通電的阻礙作用為直流電阻和感抗,所以A1燈較暗,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;斷開開關(guān)S時(shí),由于電感線圈中的電流減小,在電感線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),電感線圈與兩燈、滑動(dòng)變阻器組成回路,所以兩燈中的電流改變相同,選項(xiàng)D正確。二、非選擇題(本題共2小題,共24分)7.(12分)如圖甲和乙是可調(diào)燈泡亮度的臺(tái)燈電路示意圖,其中乙圖中L直流電阻忽視不計(jì),請(qǐng)你推斷哪一個(gè)電路更合理?！窘馕觥繄D甲中調(diào)整滑動(dòng)變阻器的電阻,可以調(diào)整臺(tái)燈的亮度,圖乙中調(diào)整L也可以調(diào)整臺(tái)燈亮度,但是圖甲中由于滑動(dòng)變阻器多消耗部分電能,故乙圖更合理。答案:見解析8.(12分)如圖1、圖2兩個(gè)電路都是從左端輸入信號(hào),從右端輸出信號(hào)。圖1中輸入的是高頻、低頻混合的溝通信號(hào),要求只輸出低頻信號(hào);圖2中輸入的是直流和低頻溝通的混合信號(hào),要求只輸出低頻溝通信號(hào)。那么C1、C2中哪個(gè)該用大電容?哪個(gè)該用小電容?【解析】電容的特性是“通溝通、隔直流,通高頻、阻低頻”,題圖1中,電容越小,高頻電流可以順當(dāng)通過,低頻電流不易通過,此電容器為高頻旁路電容器;題圖2中,電容越大,低頻溝通電很簡(jiǎn)單通過,只有直流成分從電阻上通過,這種電容器叫隔直電容器。所以C1為小電容,C2為大電容。答案:見解析(15分鐘·40分)9.(6分)在頻率為f的交變電路中,如圖所示,把開關(guān)S依次分別接通R、C、L支路,這時(shí)通過各支路的電流的有效值相等。若將交變電流的頻率提高到2f,維持其他條件不變,則下列幾種說法中不正確的是 ()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.通過R、C、L的電流有效值都不變【解析】選D。電阻對(duì)交變電流阻礙作用的大小與電流的頻率無關(guān),因此,通過電阻的電流有效值不變。電容器對(duì)交變電流阻礙作用的大小用容抗表示,電容肯定時(shí),在相同的電壓下電容器容納的電荷肯定,頻率越高,充、放電的時(shí)間越短,充、放電的電流越大,容抗越小,因此,通過電容器的電流有效值變大。電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小用感抗表示,線圈的自感系數(shù)越大,電流的頻率越高,自感電動(dòng)勢(shì)就越大,即線圈對(duì)電流的阻礙作用就越大,感抗也就越大,因此,通過電感的電流有效值變小。【總結(jié)提升】(1)電阻對(duì)交變電流的阻礙作用不隨頻率的改變而改變,電感對(duì)交變電流的阻礙作用隨頻率的增大而增大,電容對(duì)交變電流的阻礙作用隨頻率的增大而減小。(2)電容器和電感器的容抗和感抗,在交變電流的電路中的分壓和分流關(guān)系,符合恒定電流電路的規(guī)律,都可以看成電阻。10.(6分)(2024·上饒高二檢測(cè))某同學(xué)在探究電容、電感對(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,其中L1、L2是兩個(gè)完全相同的燈泡。已知把開關(guān)置于3、4時(shí),電路與溝通電源連通,穩(wěn)定后的兩個(gè)燈泡發(fā)光亮度相同,則該同學(xué)在如下操作過程中能視察到的試驗(yàn)現(xiàn)象是 ()A.當(dāng)開關(guān)置于3、4時(shí),穩(wěn)定后若只增加交變電流的頻率,則L1變暗,L2變亮B.當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí),穩(wěn)定后L1、L2兩個(gè)燈泡均發(fā)光且L1比L2亮C.當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí),穩(wěn)定后L1、L2兩個(gè)燈泡均發(fā)光且亮度相同D.在開關(guān)置于3、4時(shí)的瞬間,L1、L2馬上發(fā)光,且L1亮度漸漸減弱【解析】選A。當(dāng)開關(guān)置于3、4時(shí),接的是溝通電源,穩(wěn)定后,若只增加交變電流的頻率,感抗變大,L1變暗,容抗變小,L2變亮,故A正確;當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí),接的是直流電源,穩(wěn)定后,電感的感抗消逝,L1發(fā)光,電容的容抗無窮大,也就是不通電,L2不亮,所以B、C錯(cuò)誤;當(dāng)開關(guān)置于3、4時(shí)的瞬間,L2馬上發(fā)光,由于電感產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流的障礙作用,L1中的電流會(huì)漸漸增大,因此L1亮度漸漸增大,所以D錯(cuò)誤。11.(6分)如圖所示的電路,M為一溝通發(fā)電機(jī),C為平行板電容器,為使電流表A的示數(shù)增大,可行的方法是 ()A.使發(fā)電機(jī)M的轉(zhuǎn)速增加B.使發(fā)電機(jī)M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.使電容器兩極板間距離增大【解析】選A。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,電流增大,電流表A的示數(shù)增大;換用介電常數(shù)小的電介質(zhì),或增大極板間距時(shí),電容C減小,容抗增大,對(duì)交變電流的阻礙作用增大,電流表A的示數(shù)減小。故只有選項(xiàng)A正確。12.(22分)如圖所示,從AO輸入的信號(hào)中,有直流電流和交變電流。(1)現(xiàn)要求信號(hào)到達(dá)BO兩端沒有直流電壓,須要在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?【解析】(1)因?yàn)锽O兩端不須要直流電,只須要溝通電,依據(jù)電容器有“通溝通、隔