2016-2017学年高二物理沪科版选修3-2学业分层测评：9 探究电阻、电感和电容的作用（含解析）

学业分层测评(九)　探究电阻、电感和电容的作用
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．关于电感对交变电流的影响，以下说法中正确的是(　　)
A．电感对交变电流没有影响
B．电感对交变电流阻碍作用越大，感抗就越小
C．电感具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的性质
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大
【解析】　电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小可以用感抗表示，感抗与电感线圈的自感系数、交变电流的频率成正比，故A选项错误、D选项正确；电感对交变电流阻碍作用越大，感抗就越大，故B选项错误；电感具有“通直流，阻交流，通低频、阻高频”的性质，故C选项错误．
【答案】　D
2．一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图2 3 9所示．一块铁插进线圈之后，该灯将(　　)
图2 3 9
A．变亮　　　　　　　
B．变暗
C．没有影响
D．无法判断
【解析】　在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势，总是反抗电流变化．正是这种反抗变化的特性(电惰性)，使线圈产生了感抗．加入铁芯改变了电感线圈的自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，灯泡上的电压减小，所以灯变暗，故选项B正确．
【答案】　B
3．(多选)对交变电流能够通过电容器的正确理解是(　　)
A．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动
B．在有电容器的交流电路中，有电荷定向移动
C．当电容器接到交变电源上时，电容器交替进行充、放电，电路中才有交变电流
D．当电容器接到交变电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流
【解析】　电容器能够通过交变电流，是通过电容器交替充、放电而进行的，既然电容器交替充、放电，电路中就有了电荷的定向移动，故B对，A错；实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，故C对，D错．
【答案】　BC4．如图2 3 10所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增大时(　　)
图2 3 10
A．电容器电容增大
B．电容器电容减小
C．灯变暗
D．灯变亮
【解析】　电容器的电容是由电容器本身的特性决定的，与外加的交流电源的频率无关，选项A、B错误．当交流电源的频率增大时，电容器充、放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，灯变亮，故选项C错误，D正确．【答案】　D
5．两只相同的白炽灯L1、L2接到如图2 3 11所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感器串联，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2 3 11A．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．最大值小于Um，而频率仍为f
D．最大值大于Um，而频率仍为f
【解析】　灯L1的亮度大于灯L2的亮度，这是因为交变电流频率增大，容抗减小，灯L1变亮，又频率增大，感抗增大，灯L2变暗．
【答案】　A6．如图2 3 12所示的电路中，正弦式交流电源电压的有效值为220
V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是(　　)
图2 3 12
A．等于220
V
B．大于220
V
C．小于220
V
D．等于零
【解析】　电感线圈对交变电流产生感抗，具有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的作用，故选项C正确．
【答案】　C
7．(多选)如图2 3 13所示，甲、乙两图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．关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是(　　)
甲　　　　　　　　乙
图2 3 13
A．图甲中R得到的是交流成分
B．图甲中R得到的是直流成分
C．图乙中R得到的是低频成分
D．图乙中R得到的是高频成分
【解析】　当交变电流加在电容器上时，有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，题图甲中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确、B错误；题图乙中电容器通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确、D错误．
【答案】　AC
8．如图2 3 14所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮．当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是(　　)
图2 3 14
A．与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈
B．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器
C．与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串联的元件y是电容器D．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是二极管
【解析】　由a、b接直流电源时的现象可知，元件x“通直流”，元件y“隔直流”，由a、b接交流电源时的现象可知，元件x“阻交流”，元件y“通交流”，根据电容器和电感线圈的特点可知，元件x是电感线圈，元件y是电容器，选项B正确．
【答案】　B
[能力提升]
9．(多选)如图2 3 15所示，某电子电路的输入端的输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分．若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有(　　)
图2 3 15
A．L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈
B．C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容
C．C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容
D．上述说法都不对
【解析】　电感线圈L的作用就是通直流阻交流，C1的作用只能让交流通过，C2的作用就是将高频部分旁路；故B、C正确．
【答案】　BC
10．(多选)如图2 3 16所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流，L是一个25
mH的高频扼流圈，C是一个100
pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是(　　)
图2 3 16
A．L的作用是“通低频，阻高频”
B．C的作用是“通交流，隔直流”
C．C的作用是“通高频，阻低频”
D．通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
【解析】　L是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，A正确；C是一个电容很小的电容器，在题图示电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频，阻低频”，C正确；因电路中无直流电流，B错误；由于L对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流的百分比，D正确．
【答案】　ACD
11．(多选)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2 3 17甲所示的“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像分别如图2 3 18a、b、c所示，则下列判断中正确的是(　　)
　甲　　　　　　　乙　　　
图2 3 17
　a　　　　　b　　　　　c　
图2 3 18
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】　根据题图a可知，有瞬时充电电流，稳定后电路中无电流，说明A、B间是电容器，充电完毕，电路为开路，故A正确．根据题图b可知，阻碍电流增大，但是稳定后电流恒定，符合电感线圈的特点，所以B、C间为电感线圈，故B正确．根据题图c，接通电路后，电流马上达到稳定值，说明C、D间为定值电阻，故C错误，D正确．
【答案】　ABD
12．如图2 3 19所示是一个判断AB之间电源性质的仪器．试说明AB之间接交流电源时，什么灯亮？接直流电源时，什么灯亮？
图2 3 19
【解析】　由于电容C具有隔直流的特性，故绿灯亮时AB之间必是交流电源，此时红灯和黄灯不亮，是由于线圈L具有阻交流的作用．当AB之间接入直流电源时，绿灯不亮是显而易见的，此时是红灯亮还是黄灯亮，则必须考虑二极管D1和D2的单向导电性．AB间接交流电源时，绿灯亮；AB间接直流电源且A端是正极时，红灯亮；AB间接直流电源且B端是正极时，黄灯亮．
【答案】　见解析