高中物理人教版选修3-2作业电感和电容对交变电流的影响 Word版含解析

一、单项选择题
1．电容对交变电流的影响，以下说法中正确的是(　　)
A．电容对交变电流没有阻碍作用
B．电容器的电容越大，电容器对交变电流的阻碍作用就越大
C．电容的容抗越小，电容对交变电流的阻碍作用就越小
D．电容器具有“通直流、隔交流、通低频、阻高频”的作用
解析　交流电能通过电容器，但由于电容器对交流电也有阻碍作用，容抗即反应电容对交流电阻碍作用的物理量，故A项错误；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，容抗越小，故B项错误；容抗越小，电容器对交变电流的阻碍作用越小，故C项正确；电容对电流的影响可概括为“隔直流、通交流、通高频，阻低频”，故D错误．故选C项．
答案　C
2．(2017·南沙区校级月考)如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡．当接线柱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，乙灯均不亮；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．关于与甲灯串联的元件x和与乙灯串联的元件y，下列判断正确的是(　　)
A．x可能是电感线圈，y可能是电容器
B．x可能是电容器，y可能是电感线圈
C．x可能是二极管，y可能是电容器
D．x可能是电感线圈，y可能是二极管
解析　接线柱a、b接电压为U的直流电源时，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮，说明y为电容器；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，说明x为电感线圈，A项正确．
答案　A
3.用电压表检查如图中的故障，测量Uad＝5.0 V，Uab＝0，Ubc＝5.0 V，Ucd＝0.则电路故障可能是(　　)
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Uad＝Ubc＝5.0 V可知ab、cd间为通路，A、C两项错误；若电容器被击穿，则Ubc将为零，B项错误．故正确答案为D项．
答案　D
4.在图所示电路中，u是有效值为220 V的交流电源，C是电容器，R是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是(　　)
A．等于220 V　　　　　　 B．大于220 V
C．小于220 V D．等于零
解析　电容器的容抗与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压．
说明：容易产生的错误是：不能正确判断交变电流能够通过电容器而得出读数为零的错误判断；考虑交变电流能够通过电容器，而忽视了电容器对交变电流的阻碍作用，得出读数等于220 V.
答案　C
5．(2017·大观区校级期中)如图所示，L1和L2是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联．当a、b间接有电压有效值为U、频率为f的正弦交流电源时，两只灯泡的亮度相同．现将该电路改接在另一正弦交流电源上，发现灯泡L1变亮、L2变暗．则另一正弦交流电源可能是(　　)
A．电压有效值小于U，而频率仍为f B．电压有效值大于U，而频率小于f
C．电压有效值大于U，而频率仍为f D．电压有效值仍为U，而频率大于f
解析　当a、b间接有电压有效值为U、频率为f的正弦交流电源时，两只灯泡都发光，且亮度相同．而更换一个新电源后，灯泡L1变亮、L2变暗，则说明线圈的感抗比电容器的容抗大，那么另一正弦交流电源的频率大，最大电压值仍不变．故D项正确，A、B、C三项错误．
答案　D
6.(2016·江苏模拟)如图是用电流传感器(电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S.在选项所示的图象中，可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是(　　)
解析　由于自感线圈L直流电阻值大于灯泡D的阻值，由通过线圈L的电流小于通过灯泡D的电流；
当断开电键，原来通过D的电流瞬间减小为0，后由于电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，其方向与规定图示流过电阻的方向相反，I慢慢减小最后为0.故A、C、D项错误，B项正确．
答案　B
7.如图所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使导体棒ab在导轨上匀速运动，第二位同学使导体棒ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多．第一位同学的方法使小灯泡消耗的电能为W1，第二位同学的方法使小灯泡消耗的电能为W2，除小灯泡外，回路中其余各部分电阻均忽略不计，摩擦以及杆质量不计．则(　　)
A．W1＝W2 B．W1>W2
C．W1解析　由于杆的质量不计，两同学对ab杆做的功一样多则相同多的机械能转化为电路中的电能(忽略做功时克服摩擦等因素)．第一位同学使棒ab匀速运动，产生电流为恒定电流，电感L消耗电能很少，绝大多数电能为小灯泡所消耗；而第二位同学为变速运动，电路中产生的感应电流将是变化的电流，由于L的感抗作用，有一部分电能消耗在L上(主要转化为磁场能)．
答案　B
二、不定项选择题
8.如图所示，“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．音箱要将扩音器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．图为音箱的电路简化图，高、低频混合电流由a、b端输入，L是线圈，C是电容器，则(　　)
A．甲扬声器是高音扬声器 B．甲扬声器是低音扬声器
C．乙扬声器是高音扬声器 D．乙扬声器是低音扬声器
解析　依据感抗和容抗的决定因素可以知道，交变电流的频率越大，感抗越大，容抗越小，故乙扬声器是高音扬声器，甲扬声器是低音扬声器，B、C两项正确，A、D两项错误．
答案　BC
9．有关电感对交变电流的影响的以下说法中，正确的是(　　)
A．电感对交变电流有阻碍作用
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　本题主要考查电感对交变电流的阻碍作用．电感对交变电流有阻碍作用，A项正确；电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗，B项正确；由感抗公式XL＝2πfL知电感对交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数L有关，且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，所以C、D项错误．
答案　AB
10．在图甲所示电路中，流过二极管D的电流iD如图乙所示，该电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加，流过电感和电容的电流分别为iL、iC.下列关于iL、iC随时间t变化的图象中，可能正确的是(　　)
解析　电容器隔直流所以A项错误．电感线圈对低频直流阻碍小，B图中电流变化小，感抗小，所以B项正确，电容器通交流，它是始终处于充放电的过程中，所以电流方向要发生变化，不然电容的电压最后会很高不符合实际，C项正确；由于电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加，D图中电流几乎没有对电流分解，对变化较大的电流，线圈感抗比较大，所以D项错误．
答案　BC
11．如图所示的电路，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是(　　)
A．a、b端接稳恒直流电，灯泡发亮
B．a、b端接交变电流，灯泡发亮
C．a、b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端接交变电流，灯泡发亮，在不改变交变电流有效值的情况下增大其频率，灯泡亮度增大
解析　电容器有“通交流，隔直流，通高频，阻低频”的特点，B、D两项正确．增大电容器的电容，可以减小其容抗，电流增大，即灯泡的亮度增加，C项正确．
答案　BCD
三、计算及论述题
12.如图所示是电视机电源的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电．试分析其工作原理及各电容和电感的作用．
答案　直流和交流低频成分的电流输入到C1两端，由于C1的“通交流，隔直流”的功能，电流中的交流成分被衰减，而线圈L1有“通直流，隔交流”的功能，电流中的交流成分被衰减，直流成分电流顺利通过L，一小部分交流通过L，到达C2两端时，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样在输出端得到较稳定的直流电供电视机正常工作．
13．收音机的音量控制电路部分如图所示，调节滑动变阻器的滑片P可控制扬声器的音量，但收音机直接收到的信号有干扰，即有直流和高频信号，为此需要用电容器C1、C2滤去直流和高频部分．根据电容器容抗的性质，试确定C1、C2应分别用电容较大的还是较小的电容器．
解析　C1作用是滤去直流成分，而且要让低频成分通过，故应选用电容较大的电容器；
C2的作用是滤去高频成分且要阻碍低频成分通过，故选用电容较小的电容器．
答案　C1用电容较大的电容器，C2选用电容较小的电容器．