3.3 交流电路中的电容和电感 同步练习（含答案解析） (2)

3.3
交流电路中的电容和电感
同步练习
一、单项选择题
1．在交流电路中，要减小电容器对交变电流的阻碍，可以(　　)
A．减小两极板的正对面积
B．减小极板间的距离
C．适当增加交变电流的电压
D．减小交变电流的频率
2．如图7所示，在a、b间接上交流电源，保持电压值不变，使其频率增大，发现各灯的亮度变化情况是：灯1变暗；灯2变亮；灯3不变．则黑箱A、B、C中所接元件可能是(　　)
A．A为电阻，B为电容器，C为电感线圈
B．A为电阻，B为电感线圈，C为电容器
C．A为电容器，B为电感线圈，C为电阻
D．A为电感线圈，B为电容器，C为电阻
图7
　　图8
3．在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后输送到下一级．需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，我们可以采用如图8所示电路，其中a、b应选择的元件是(　　)
A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈
B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈
D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
4．关于电容器通过交变电流的理解，错误的是(　　)
A．有自由电荷通过电容器中的电介质
B．电容器不断地充、放电，与之相连的导线中必须有自由电荷移动，这样就形成了电流
C．交变电压相同时，电容越大，电流越大
D．交变电压相同时，频率越高，电流越大
二、双项选择题
5．下列说法正确的是(　　)
A．电感线圈和电容器跟电阻一样，接入电路后只产生焦耳热
B．电感线圈和电容器跟电阻一样，对交、直流电起相同的阻碍作用
C．电感线圈对变化的电流起阻碍作用
D．电容器能使交流“通过”的实质是电容器在交流电路中交替地进行充电和放电
6．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2－5－9所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源相通，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(　　)
图9
A．当开关置于1、2时，稳定后L1亮、L2不亮
B．当开关置于1、2时，稳定后L1
、L2两个灯泡均发光，但L1比L2亮
C．当开关从置于3、4这一稳定状态下突然断开，则两灯泡同时立即熄灭
D．当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增大
7．如图10甲、乙所示是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“—”表示，则(　　)
图10
A．图甲中电阻R得到的是交流成分
B．图甲中电阻R得到的是直流成分
C．图乙中电阻R得到的是低频成分
D．图乙中电阻R得到的是高频成分
8．对于图11所示的电路，下列说法正确的是(　　)
A．a、b两端接稳恒直流，灯泡将不发光
B．a、b两端接交变电流，灯泡将不发光
C．a、b两端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大
D．a、b两端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容减小时，灯泡亮度增大
图11
　　　图12
9．如图12所示的电路，G为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表示数增加，可行的办法是(　　)
A．使发电机的转速增大
B．使发电机的转速减小
C．使电容器两极板间距离增大
D．在平行板电容器间换用介电常数较大的电介质
三、非选择题
10．如图13所示为一低通滤波电路，已知电源电压包含的电流直流成分是240
V，此外还含有一些低频的交流成分．为了在输出电压中尽量减小低频交流成分，试说明电路中电容器的作用．
图13
11．如图14所示为一高通滤波电路，已知电源电压中既含有高频的交流成分，又含有直流成分．为了在输出电压中保留高频交流成分，去掉直流成分，试说明电路中电容器的作用．
图14
12．图15左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号．左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号．那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？
图15
13．两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图16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处接电压最大值为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的亮度大于灯L2的亮度．新电源的电压最大值和频率可能是(　　)
图16
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
14．(双选)“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．如图17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(　　)
图17
A．甲扬声器是高音扬声器
B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流
15．如图18所示，截面积S＝0.2
m2，n＝100匝的圆形线圈A处在匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的规律B＝(0.6－0.02t)
T，开始时开关S闭合，R1＝4
Ω，R2＝6
Ω，C＝30
μF，线圈内阻不计．求：
(1)闭合开关S后，通过R2的电流大小；
(2)闭合开关S一段时间后又断开，断开后通过R2的电荷量．
图18
1．B　解析：要减小电容器对交变电流的阻碍，可增大电容器的电容或增大交变电流的频率，由公式C＝知，可通过增大电容器的正对面积S或减小板间距离d来增大电容C.
2．D　解析：交变电流的频率增大，电感的感抗增大，电容的容抗减小，而电阻不会变化．
3．D　解析：并联的a应是高频旁路电容，即电容较小的电容器，串联的b应是阻碍高频成分的线圈，即高频扼流圈．
4．A
5．CD　解析：理想的电感线圈和电容器接入电路后不产生焦耳热；电感线圈对变化的电流起阻碍作用；电容器能使交流“通过”的实质是电容器在交流电路中交替地进行充电和放电．
6．AD　解析：线圈的作用是“通直流、阻交流”，电容器的作用是“通交流、隔直流”．当开关置于交流电源的瞬间，电容器中立即有交流通过，而线圈中的交流受线圈的阻碍要缓慢增加最后达到稳定．
7．AC　解析：图甲中的电容器的作用是“通交流、隔直流”，即“隔直”作用．图乙中的电容器的作用是“通高频、阻低频”，即高频旁路作用．
8．AC
9．AD　解析：由容抗XC＝知，容抗大小与交流电频率和电容大小有关，结合C＝，选项AD正确．
10．解析：电容器对恒定电流(直流成分)来说，相当于一个始终断开的开关，因此电源输出的直流成分全部降在电容器上，所以输出的电压中直流成分仍为240
V．但交变电流却可以“通过”电容器，交流频率越高、电容越大，电容器的容抗就越小，在电容器上输出的电压中交流成分就越小．在本题的低通滤波电路中，为了要使电容器上输出的电压中，能将低频的交流成分滤掉，不输出到下一级电路中，就应取电容较大的电容器，实际应用中，取C＞500
μF.
11．解析：电容器串联在电路中，能挡住电源中的直流成分，不使其通过，相当于断路．但能让交流成分通过，交流频率越高、电容越大，容抗越小，交流成分越容易通过，因此在电阻R上只有交流成分的电压降．如果再使电阻比容抗大得多，就可在电阻上得到较大的高频电压信号输出．
12．解析：电容器的作用是“通交流、隔直流”，“通高频、阻低频”，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，故可看出：左图中的C1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频交流不易通过，这种电容器叫高频旁路电容器；右图中的C2一般用电容大的，使低频交流很容易通过，而直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器．
能力提升
13．A　解析：灯L1的亮度大于灯L2的亮度，说明电容器对交变电流的阻碍作用减小，电感线圈的对交变电流的阻碍作用增大，根据电容器、电感线圈的阻碍作用与交变电流频率的关系，交变电流的频率应该是增大了，选项A正确．
14．BD　解析：电路中的电感器和电容器的作用可以简单地概括为：电感器是“通直流、阻交流”，“通低频、阻高频”；电容器是“通交流、隔直流”，“通高频、阻低频”．
15．解：(1)产生的感应电动势E＝n＝n＝0.4
V，通过R2的电流I＝＝0.04
A.
(2)开关闭合时，电容器两端的电压与R2两端的相同，则U＝IR2＝0.24
V．开关断开后，电容器通过R2放电，通过的电荷量即电容器上所存的电荷，Q＝CU＝7.2×10－6
C.