2019-2020学年教科版选修3-2 2.4电容器在交流电路中的作用 达标作业（解析版)

2.4电容器在交流电路中的作用
达标作业（解析版)
1．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V、50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若接在220V、40Hz的交变电压两端，则
A．三只灯泡亮度都不变 B．三只灯泡都将变亮
C．a亮度不变，b变亮，c变暗 D．a亮度不变，b变暗，c变亮
2．关于电容器能够“通”交变电流的原因，下列说法正确的是（ ）
A．把电容器接到交变电源上，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有电流
B．把电容器接到交变电源上，电容器交替进行充电和放电电路中才有电流
C．在有电容器的交流电路中，由于电容器两极板之间彼此绝缘，所以没有电荷定向移动
D．以上说法均不对
3．如图所示的电路中,若要灯泡持续发光,则S端应该接入(　　)

A．交流电源
B．恒定直流电源
C．滑动变阻器
D．开关
4．如图所示,矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁感应强度大小为B,线圈转动的角速度为 ,匝数为N,线圈电阻不计。下列说法正确的是( )
A．电容器的电容C变小时,灯泡变亮
B．将原线圈抽头P向下滑动时,灯泡变暗
C．若线圈转动的角速度变为 ,灯泡变亮
D．线圈处于图示位置时.,电压表读数为0
5．音箱中有高音扬声器和低音扬声器，为了让特定扬声器得到较为纯粹的高频或低频信号， 常常借助由电容器与电感器组成的分频器电路，信号通过图甲和乙所示的分频电路时，则关于扬声器发出的声音，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图发出低音，乙图发出高音
B．甲图发出高音，乙图发出低音
C．甲图同时发出高音和低音
D．乙图同时发出高音和低音
6．如图所示，变频交变电源的频率可在20Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是
A．如果将电源频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度加强
B．如果将电源频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
C．如果将电源频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度减弱
D．如果将电源频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
7．在如图所示电路中，电阻R、电感线圈L、电容器C并联接在某一交流电源上，三个相同的交流电流表的示数相同.若保持电源的电压最大值不变，而将其频率增大，则下列说法中正确的是（）
A．三个电流表的读数均保持不变
B．只有电流表的读数保持不变
C．电流表读数变大，电流表读数变小
D．电流表读数变小，电流表读数变大
8．如图，电阻R、电容C和电感L并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源．当电路中交流电的频率为f时，通过R、C和L的电流有效值恰好相等．若将频率降低为f，分别用I1、I2和I3表示此时通过R、C和L的电流有效值，则（　　）
A．I1＞I3
B．I1＞I2
C．I3＞I2
D．I2=I3
9．电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是(　　)
A．电池用久了
B．振荡电路中电容器的电容大了
C．振荡电路中线圈的电感大了
D．振荡电路中电容器的电容小了
10．如图所示，一平行板电容器和一个灯泡串联，接在交流电源上，灯泡正常发光.下列哪些情况中灯泡会变亮（灯不会烧毁）（　 　）
A．电容器两极板间插入介电常数为ε的电介质
B．电容器两板间距增大
C．提高交变电流的频率
D．电容器两板正对面积减小
11．如图甲和乙是可调灯泡亮度的台灯电路示意图，其中乙图中L直流电阻忽略不计，请你判断哪一个电路更合理。
12．如图所示,当交流电源的电压有效值是220 V,频率为50 Hz 时,三盏电灯的亮度相同,当电源电压不变只将交流电源的频率改为100 Hz时,则各灯亮度变化情况为a灯____,b灯____,c灯____。(均选填“变亮”“变暗”或“不变”)?
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
交流电的频率由50Hz变成40Hz，频率变小，电阻的阻值不变，电容的容抗变大，电感的感抗减小，电压不变，故a亮度不变，b变亮，c变暗
A. 三只灯泡亮度都不变与上述分析结论：a亮度不变，b变亮，c变暗不相符，故A不符合题意；
B. 三只灯泡都将变亮与上述分析结论：a亮度不变，b变亮，c变暗不相符，故B不符合题意；
C. a亮度不变，b变亮，c变暗与上述分析结论：a亮度不变，b变亮，c变暗相符，故C符合题意；
D. a亮度不变，b变暗，c变亮与上述分析结论：a亮度不变，b变亮，c变暗不相符，故D不符合题意；
2．B
【解析】
【分析】
交流电是通过对电容器的充电与放电，使得电荷做定向移动，从而形成电流.
【详解】
A.电容器的两极板间是绝缘的，电荷不能通过电容器；故A错误.
BCD. 由题意可知，当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，从而使电路中有交变电流，“好像”有电荷穿过了电容器；对于恒定不变的直流不能通过电容器；故B正确，C、D均错误.
3．A
【解析】
要使灯泡持续发光，而电路中有电容器，电容器有“隔直流、通交流”的作用，所以应在S端接入交流电源，故选A.
点睛：了解电容器对交流电的作用：通高频，阻低频；电感线圈对交流电的作用：通低频，阻高频．
4．C
【解析】电容器的电容C变小时，容抗变大，故干路电流减小，灯泡变暗，故A错误；矩形线圈abcd中产生交变电流；将原线圈抽头P向下滑动时，原线圈匝数减小，根据变压比公式： ，输出电压变大，故灯泡会变亮，故B错误；若线圈转动角速度变为2ω，根据电动势最大值公式Em=NBSω，最大值增加为2倍，根据变压比公式： 可知，输出电压变大，所以灯泡会变亮，故C正确；线圈处于图示位置时，是中性面位置，感应电动势的瞬时值为零，但电压表读数不为0，故D错误。所以C正确，ABD错误。
5．A
【解析】
电容器具有“通交流，阻直流”及电感器“通直流，阻交流”的特性，图甲中高频的信号电流被电容器短路，也被电感阻隔，所以甲发出的是低音；图乙中，低频信号电流被电感短路，只有高频信号通过扬声器，故A正确,BCD错误。
6．B
【解析】
【分析】
二个支路电压相同，当交流电频率变化时，会影响电感的感抗和电容的容抗，从而影响流过各个支路的电流．
【详解】
二个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，所以流过A1灯泡所在支路的电流变大，流过灯泡A2所在支路的电流变小。故灯泡A1变亮，灯泡A2变暗，即A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱，故A错误，B正确；当交流电频率变小时，电感的感抗减小，电容的容抗增大，所以流过A1泡所在支路的电流变小，流过灯泡A2所在支路的电流变大。故灯泡A1变暗，灯泡A2变亮，即A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强；故CD错误。故选B。
【点睛】
解决本题的关键知道电感和电容对交流电的阻碍作用的大小与什么因素有关．记住感抗和容抗的两个公式可以帮助定性分析．XL=2πLf，XC=1/2πCf.
7．BD
【解析】
【详解】
随着电源频率的增大，电阻的阻值不变，电感线圈的感抗增大，电容器的容抗减小，故根据欧姆定律可得，通过电阻的电流不变，通过电容器的电流变大，通过电感线圈的电流变小，A、C错误，B、D正确.
故选BD
8．BC
【解析】
将频率降低时，通过R的电流不变，电容器的容抗增大，通过C的电流减小，则有I1＞I2．电感线圈的感抗减小，通过L的电流增大，则有I3＞I2．故AD错误，BC正确．
故选BC
9．BC
【解析】
LC回路的周期，由此公式可知电子钟的周期由电感和电容共同决定，与其它因素无关．现发现电子钟每天要慢30s，说明了LC回路的振荡周期变大，则可能是L和C变大，故B、C正确，A、D错误．故选BC．
【点睛】该题考查振荡电路的周期公式，要知道电子钟的周期由电感和电容共同决定，与其它因素无关．
10．AC
【解析】
【详解】
据、可知，在电容器两极间插入电介质，电容增大，容抗减小，灯泡将变亮，故A正确；把电容器极板间距增大，电容减小，容抗增大，灯泡将变暗，故B错误；提高交变电流的频率，容抗会减小，导致灯泡变亮，故C正确；把电容器两极板正对面积减小，电容减小，容抗增大，灯泡将变暗，故D错误.
11．乙图更合理
【解析】
【分析】
根据电阻消耗电能，而线圈主要是电场能与磁场能相互转化.
【详解】
图甲中调节滑动变阻器的电阻，可以调节台灯的亮度，图乙中调节L也可以调节台灯亮度，但是图甲中由于变阻器多消耗部分电能，故乙图更合理.
12． 变亮 变暗 不变
【解析】频率变大，电容器容抗减小，又电压不变，故a灯变亮；频率变大，电感线圈的电感变大，又电压不变，故b灯变暗；频率的变化对电阻R无影响，故c灯亮度不变。