2019-2020学年人教版物理选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响课时训练（Word版）（含解析）
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年人教版物理选修3-2 5.3电感和电容对交变电流的影响课时训练（Word版）（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 87.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-01 21:59:40 | ||
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文档简介
2019-2020学年人教版物理选修3-2
5.3电感和电容对交变电流的影响课时训练
一、不定项选择题
1．下列说法中错误的是( )
A．电感的感抗只由线圈自身决定
B．同一电感对于不同频率的交变电流的感抗不同
C．电容器的容抗与电容器的电容值及交变电流的频率都有关
D．同一电容器，接入不同频率的交变电流，电容器的容抗不同
2．在如图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各电压表的示数将( )
A．V1、V3增大，V2减小
B．V1不变，V2减小，V3增大
C．V1不变，V2增大，V3减小
D．V1、V2、V3都不变
3.[多选]在如图所示的电路中，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( )
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小于高频交流所占的百分比
4.某同学在探究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡。已知把开关置于3、4时，电路与交流电源连通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是( )
A．当开关置于3、4时，稳定后若只增加交变电流的频率，则L1变暗，L2变亮
B．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且L1比L2亮
C．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度相同
D．在开关置于3、4时的瞬间，L1、L2立即发光，且L1亮度慢慢减弱
5.如图所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表 A的示数增加，可行的方法是( )
A．使发电机F的转速增加
B．使发电机F的转速减小
C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质
D．使电容器两极板间距增大
6.如图所示，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( )
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
7．[多选]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。则两图中负载电阻R上得到的电流特征是( )
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
8．标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF 320 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是( )
A．t＝时刻，V的示数为零
B．电灯恰能正常发光
C．电容器可能被击穿
D．V的示数保持110 V不变
9．在如图甲所示电路中，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变化的图像中，可能正确的是( )
10．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，外电路如图所示，其中三个灯泡都可视为阻值相等的定值电阻。如果线圈在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕OO′轴匀速转动的角速度由ω增大到2ω，则下列说法中正确的是( )
A．线圈转动的角速度为ω时，灯泡L1两端的电压的最大值为nBSω
B．线圈转动的角速度为2ω时，通过灯泡L3的电流一定变为原来的2倍
C．不论线圈转动的角速度大小怎么变化，都是灯泡L1最亮
D．线圈的角速度由ω增大到2ω后，灯泡L1上消耗的功率一定变为原来的4倍
二、非选择题
11．如图所示是一种电风扇减速器电路。通过改变开关S跟 0～5 间的6个触点的接触，实现对电风扇电动机M的转速控制。请说明它的调速原理。
12.如图所示是电视机电源部分的滤波装置，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。
2019-2020学年人教版物理选修3-2
5.3电感和电容对交变电流的影响课时训练参考答案
1、解析：选A 电感的感抗由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定，A错，B对；电容是电容器本身的特点，容抗由电容C和交变电流的频率f共同决定，C、D对。
2、解析：选C 据题，电压不变，当交流电的频率增加时，电感L的感抗增大，电容C的容抗减小，电阻R不变，则V1不变，V2增大，V3减小，C正确。
3、解析：选AC L是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是电容很小的电容器，其作用是“通高频、阻低频”，也称高频旁路电容，B错误，C正确；由于L对高频的阻碍作用和C对高频的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流，D错误。
4、解析：选A 当开关置于3、4时，接的是交流电源，稳定后，若只增加交变电流的频率，感抗变大，L1变暗，容抗变小，L2变亮，故A正确；当开关置于1、2时，接的是直流电源，稳定后，电感的感抗消失，L1发光，电容的容抗无穷大，也就是不通电，L2不亮，所以B、C错误；当开关置于3、4时的瞬间，L2立即发光，由于电感产生的自感电动势对电流的障碍作用，L1中的电流会渐渐增大，因此L1亮度渐渐增大，所以D错误。
5、解析：选A 当发电机F的转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表 A的读数增大，A项正确，B项错误；换用介电常数较小的电介质，电容C减小，增大板间距时，电容C也减小，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A 的示数减小，C、D项错误。
6、解析：选B 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，B正确。
7、解析：选AC 电容器有“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。
8、解析：选B V的示数应是电压的有效值220 V，A、D错；电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光，B对；电压的峰值220 V≈311 V，小于电容器的耐压值，故不会被击穿，C错。
9、解析：选B 因为交流电路中电容的“通高频，阻低频”和电感线圈的“通低频，阻高频”作用，又该电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加，因此恒定电流与低频交流容易通过电感，故B正确，D错误；而恒定电流不能通过电容器，且低频率也不易通过，故A、C错误。
10/解析：选C 根据法拉第电磁感应定律可知，线圈内产生的交流电的最大值为：Em＝nBSω，根据闭合电路的欧姆定律可知，灯泡L1两端的电压的最大值小于nBSω，故A错误；将线圈转动的角速度增大到2ω，则线圈内产生的交流电的最大值、有效值都增大为原来的2倍，同时频率增大，感抗增大，容抗减小，可知通过灯泡L3的电流一定大于原来的2倍，故B错误；由于电感器与电容器都有一定的感抗或容抗，所以灯泡L1的支路的电阻值最小，所以不论线圈转动的角速度大小怎么变化，都是灯泡L1最亮，故C正确；灯泡L1上的电压是路端电压，将线圈转动的角速度增大到2ω，则线圈内产生的交流电的最大值、有效值都增大为原来的2倍，同时频率增大，感抗增大，容抗减小，所以外电路的总电阻可能增大，也可能减小，所以电源的路端电压不一定是原来的2倍，所以灯泡L1上消耗的功率不一定变为原来的4倍，故D错误。
11、解析：当开关 S接到触点0时，电路断开，电动机不转；当 S接到触点1时，电路不经过线圈，电动机转速最大；当 S接到触点5时，电路经过的线圈匝数最多，感抗最大，电动机转速最小。
12、解析：当含有多种成分的电流输入到C1两端时，由于C1具有“通交流、隔直流”的作用，电流中的交流成分被衰减；而线圈L有“通直流、阻交流”的作用，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，由于C2具有“通交流、隔直流”的作用，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。
5.3电感和电容对交变电流的影响课时训练
一、不定项选择题
1．下列说法中错误的是( )
A．电感的感抗只由线圈自身决定
B．同一电感对于不同频率的交变电流的感抗不同
C．电容器的容抗与电容器的电容值及交变电流的频率都有关
D．同一电容器，接入不同频率的交变电流，电容器的容抗不同
2．在如图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各电压表的示数将( )
A．V1、V3增大，V2减小
B．V1不变，V2减小，V3增大
C．V1不变，V2增大，V3减小
D．V1、V2、V3都不变
3.[多选]在如图所示的电路中，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( )
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小于高频交流所占的百分比
4.某同学在探究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡。已知把开关置于3、4时，电路与交流电源连通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是( )
A．当开关置于3、4时，稳定后若只增加交变电流的频率，则L1变暗，L2变亮
B．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且L1比L2亮
C．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度相同
D．在开关置于3、4时的瞬间，L1、L2立即发光，且L1亮度慢慢减弱
5.如图所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表 A的示数增加，可行的方法是( )
A．使发电机F的转速增加
B．使发电机F的转速减小
C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质
D．使电容器两极板间距增大
6.如图所示，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( )
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
7．[多选]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。则两图中负载电阻R上得到的电流特征是( )
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
8．标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF 320 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是( )
A．t＝时刻，V的示数为零
B．电灯恰能正常发光
C．电容器可能被击穿
D．V的示数保持110 V不变
9．在如图甲所示电路中，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变化的图像中，可能正确的是( )
10．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，外电路如图所示，其中三个灯泡都可视为阻值相等的定值电阻。如果线圈在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕OO′轴匀速转动的角速度由ω增大到2ω，则下列说法中正确的是( )
A．线圈转动的角速度为ω时，灯泡L1两端的电压的最大值为nBSω
B．线圈转动的角速度为2ω时，通过灯泡L3的电流一定变为原来的2倍
C．不论线圈转动的角速度大小怎么变化，都是灯泡L1最亮
D．线圈的角速度由ω增大到2ω后，灯泡L1上消耗的功率一定变为原来的4倍
二、非选择题
11．如图所示是一种电风扇减速器电路。通过改变开关S跟 0～5 间的6个触点的接触，实现对电风扇电动机M的转速控制。请说明它的调速原理。
12.如图所示是电视机电源部分的滤波装置，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。
2019-2020学年人教版物理选修3-2
5.3电感和电容对交变电流的影响课时训练参考答案
1、解析：选A 电感的感抗由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定，A错，B对；电容是电容器本身的特点，容抗由电容C和交变电流的频率f共同决定，C、D对。
2、解析：选C 据题，电压不变，当交流电的频率增加时，电感L的感抗增大，电容C的容抗减小，电阻R不变，则V1不变，V2增大，V3减小，C正确。
3、解析：选AC L是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是电容很小的电容器，其作用是“通高频、阻低频”，也称高频旁路电容，B错误，C正确；由于L对高频的阻碍作用和C对高频的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流，D错误。
4、解析：选A 当开关置于3、4时，接的是交流电源，稳定后，若只增加交变电流的频率，感抗变大，L1变暗，容抗变小，L2变亮，故A正确；当开关置于1、2时，接的是直流电源，稳定后，电感的感抗消失，L1发光，电容的容抗无穷大，也就是不通电，L2不亮，所以B、C错误；当开关置于3、4时的瞬间，L2立即发光，由于电感产生的自感电动势对电流的障碍作用，L1中的电流会渐渐增大，因此L1亮度渐渐增大，所以D错误。
5、解析：选A 当发电机F的转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表 A的读数增大，A项正确，B项错误；换用介电常数较小的电介质，电容C减小，增大板间距时，电容C也减小，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A 的示数减小，C、D项错误。
6、解析：选B 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，B正确。
7、解析：选AC 电容器有“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。
8、解析：选B V的示数应是电压的有效值220 V，A、D错；电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光，B对；电压的峰值220 V≈311 V，小于电容器的耐压值，故不会被击穿，C错。
9、解析：选B 因为交流电路中电容的“通高频，阻低频”和电感线圈的“通低频，阻高频”作用，又该电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加，因此恒定电流与低频交流容易通过电感，故B正确，D错误；而恒定电流不能通过电容器，且低频率也不易通过，故A、C错误。
10/解析：选C 根据法拉第电磁感应定律可知，线圈内产生的交流电的最大值为：Em＝nBSω，根据闭合电路的欧姆定律可知，灯泡L1两端的电压的最大值小于nBSω，故A错误；将线圈转动的角速度增大到2ω，则线圈内产生的交流电的最大值、有效值都增大为原来的2倍，同时频率增大，感抗增大，容抗减小，可知通过灯泡L3的电流一定大于原来的2倍，故B错误；由于电感器与电容器都有一定的感抗或容抗，所以灯泡L1的支路的电阻值最小，所以不论线圈转动的角速度大小怎么变化，都是灯泡L1最亮，故C正确；灯泡L1上的电压是路端电压，将线圈转动的角速度增大到2ω，则线圈内产生的交流电的最大值、有效值都增大为原来的2倍，同时频率增大，感抗增大，容抗减小，所以外电路的总电阻可能增大，也可能减小，所以电源的路端电压不一定是原来的2倍，所以灯泡L1上消耗的功率不一定变为原来的4倍，故D错误。
11、解析：当开关 S接到触点0时，电路断开，电动机不转；当 S接到触点1时，电路不经过线圈，电动机转速最大；当 S接到触点5时，电路经过的线圈匝数最多，感抗最大，电动机转速最小。
12、解析：当含有多种成分的电流输入到C1两端时，由于C1具有“通交流、隔直流”的作用，电流中的交流成分被衰减；而线圈L有“通直流、阻交流”的作用，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，由于C2具有“通交流、隔直流”的作用，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。