人教版高中物理选修3-2课时作业：第五章第3节电感和电容对交变电流的影响（解析版）

人教版选修3-2课时作业第五章电感和电容对交变电流的影响
一、选择题
1.交变电流通过一段长直导线时电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,则通过线圈的电流I'与原电流I相比(　　)
A.I'>I
B.I'C.I'=I
D.无法比较
2.一个灯泡通过一个粗导线绕成的线圈与一交流电源相连接,如图所示。一铁芯插进线圈之后,该灯将(　　)
A.变亮
B.变暗
C.亮度不变
D.无法判断
3.如图所示的电路中,正弦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　(　　)
A.等于220
V
B.大于220
V
C.小于220
V
D.等于零
4.下列说法中正确的是(　　)
A.直流能通过电容器
B.交流能通过电容器
C.直流、交流都能通过电容器
D.直流、交流都不能通过电容器
5.(多选)对电容器能通交变电流的原因,下列说法正确的是(　　)
A.因为有自由电荷通过电容器
B.电容器交替进行充电和放电
C.在有电容器的交流电路中,没有电荷定向移动
D.在有电容器的交流电路中,没有电荷通过电容器
6.如图所示的电路中,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(　　)
A.等于220
V
B.大于220
V
C.小于220
V
D.等于零
7.如图所示,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(　　)
A.电容器电容增大
B.电容器电容减小
C.白炽灯变暗
D.白炽灯变亮
8.(多选)关于电子电路中的扼流圈,下列说法正确的是(　　)
A.扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的
B.高频扼流圈的作用是允许低频交流通过,而阻碍高频交流通过
C.低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过,还要阻碍低频交流通过
D.高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大
9.(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。关于两图中负载电阻R上得到的电流特征,下列说法正确的是(　　)
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
10.下列电路,能防止高频交变电流的冲击,有效保护电器的是(　　)
11.
(多选)如图所示的电路中,A、B、C三灯亮度相同,电源为“220
V　50
Hz”的交流电源,以下叙述正确的是(　　)
A.改接“220
V　100
Hz”的交流电源时,A灯变亮,B灯变暗,C灯亮度不变
B.改接“220
V　100
Hz”的交流电源时,A灯变暗,B灯变亮,C灯变亮
C.改接220
V的直流电源时,A灯熄灭,B灯变亮,C灯亮度不变
D.改接220
V的直流电源时,A灯熄灭,B灯变亮,C灯变暗
12.(多选)彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器,其电路图如图所示,主要元件是两个线圈L1、L2,它们的自感系数很大,F是保险丝,R是压敏电阻(正常情况下阻值很大,但电压超过设定值时,阻值会迅速减小,可以保护与其并联的元件),C1、C2是电容器,S为电视机开关。某一次用户没有先关电视机(没有断开S)就拔掉了电源插头,结果烧坏了图中的电路元件,可能被烧坏的元件是(　　)
A.R
B.L1或L2
C.C2
D.C1
13.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
14.有些电源输出的电流既有交流成分又有直流成分,而我们只需要稳定的直流,不希望其中混有太多的交流成分,这时可以采用如图所示的电路。为了尽量减小R2上的交流成分,下列措施正确的是(　　)
A.选用电容C小的电容器,选用自感系数L大的电感器
B.选用电容C小的电容器,选用自感系数L小的电感器
C.选用电容C大的电容器,选用自感系数L大的电感器
D.选用电容C大的电容器,选用自感系数L小的电感器
15.
(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
16.
“二分频”音箱内有高、低频两个扬声器。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。如图为音箱的电路简化图,高、低频混合电流在a、b端输入,L是线圈,C是电容器,则下列说法中正确的是(　　)
A.甲扬声器是高频扬声器
B.C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C.L的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D.乙扬声器的振幅一定大
17.某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分,为使放大器仅得到交流低频成分,如图所示电路中可行的是(　　)
18.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,经放大后送给下一级,需要把低频成分和高频成分分开,只让低频成分输入给下一级,我们采用了如图所示的装置电路,其中代号a、b应选择的元件是(　　)
A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流线圈
B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流线圈
C.a是电容较小的电容器,b是低频扼流线圈
D.a是电容较小的电容器,b是高频扼流线圈
二、非选择题
19.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。
20.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,试分析其工作原理及各电容器和电感线圈的作用。
答案
一、选择题
1.B　流经长直导线的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用。当把这根长直导线绕成线圈后,线圈不仅有电阻,而且对交变电流还有感抗,阻碍作用增大,电流减小。故选B。
2.B　铁芯插入线圈后,改变了线圈的自感系数,自感系数增大,感抗增大,灯泡两端的电压减小,所以灯变暗。
3.C　电感线圈具有感抗,对交变电流产生阻碍作用,其两端有电压,电压表示数小于电源电压有效值,故C正确。
4.B　电容器具有“通交流、隔直流”的特性,即在含电容器电路中,直流不能通过,但是交流可以通过,故B正确,A、C、D错误。
5.BD　实质上电容器是通过反复充、放电来实现通电的,并无电荷通过电容器。
6.C　虽然交变电流能通过电容器,但也受到阻碍作用,电容器与电阻串联,根据串联分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压,电压表测的是电阻两端的电压,故选C。
7.D　电容是由电容器本身的特性决定的,与交流电源的频率无关,选项A和B是错误的。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,白炽灯变亮,选项C错误,D正确。
8.ABC　扼流圈是利用变化的电流通过线圈时,线圈感应出感应电动势,从而来阻碍电流变化的,故A正确;高频扼流圈的特性是“通直流、通低频,阻高频”,故B正确;低频扼流圈的特性是“通直流,阻交流”,故C正确;高频扼流圈比低频扼流圈的自感系数小,故D错误。
9.AC　电容器有“通交流、隔直流,通高频、阻低频”的特性。甲图中电容器隔直流,R得到的是交流成分,A正确,B错误;乙图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。
10.C　电容器能通交流、阻直流,对交流也有阻碍作用,交流频率越高,同一电容器的容抗越小,所以电容器对于高频交变电流的阻碍作用小于它对低频交变电流的阻碍作用,因此不能有效保护电器,故A错误;电阻对交流的阻碍作用与交流的频率无关,故B、D错误;电感器对交流有阻碍作用,交流频率越高,同一电感器的感抗越大,所以电感器对高频交变电流的阻碍作用大于对低频交变电流的阻碍作用,故C正确。
11.AC　增加交流电源的频率时,感抗增大,容抗减小,电阻R的阻碍作用大小不变,故A灯变亮,B灯变暗,C灯亮度不变,A正确,B错误;改为直流电源时,电容器支路断路,A灯灭,电感器L无感抗,B灯更亮,电阻R的阻碍作用大小不变,C灯亮度不变,C正确,D错误。
12.BC　直接拔掉电源插头后,由于L1和L2的自感作用,R、C2、L2、L1所构成的闭合回路中产生较大的电流,C2、L1、L2可能被烧坏,而C1与R并联,由于R的保护,C1不会烧坏,选B、C。
13.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,选项B正确。
14.C　由电路图可知,R2支路中,电感线圈对交流有阻碍作用,L越大,对交流的阻碍作用越大,所以要选用自感系数L大的电感器;电容器与电阻R2并联,需要交流通过电容器,直流通过R2,由于电容器的电容C越大,对交流的阻碍作用越小,故若要交流通过电容器,要选择电容C比较大的电容器。
15.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”,也称高频旁路电容器,故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R中的电流低频成分远远大于高频成分,故D错误。
16.B　由电感器和电容器对高、低频电流的阻碍作用可知,电感器L对高频电流的阻碍作用大,所以电感器L阻碍高频电流通过甲扬声器,所以甲扬声器是低频扬声器,A、C错误。电容器对高频电流的阻碍作用小,所以电容器C阻碍低频电流通过乙扬声器,B正确。乙扬声器是高频扬声器,频率高不一定振幅大,振幅对应的是声音的响度,故D错。
17.D　信号源中含有三种成分,去掉直流成分用隔直电容器,还需加入另一旁路电容器过滤交流高频成分,所以D正确。
18.D　电容器在该电路中要起“通高频、阻低频”的作用,这样的电容器电容应较小,故a处放电容较小的电容器。电感线圈在该电路中要起“通低频、阻高频”作用,所以b处应接一个高频扼流线圈,D正确。
二、非选择题
19.答案　见解析
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,电流不经过线圈,电动机转速最大;当S依次接到触点2、3、4、5时,电流经过的线圈匝数增多,感抗变大,电动机转速变小。
20.答案　见解析
解析　当电流输入到C1两端时,由于C1具有“通交流、隔直流”功能,电流中的交流成分被衰减;线圈L有“通直流、阻交流”功能,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,这样就在输出端得到较稳定的直流。