2012【优化方案】精品练：物理教科版选修3-2第2章第5节知能优化训练

1．对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是(　　)
A．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流
B．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流
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
解析：选BD.电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器．
2．关于电感对交变电流的影响，以下说法中正确的是(　　)
A．电感对交变电流有阻碍作用
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：选AD.电感对交流电有阻碍作用，阻碍作用越大，感抗越大，感抗与自感系数、交流电频率成正比，本题选项A、D正确．
3．有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF和C2＝3 μF，分别加在峰值一定的交流电源上，在下列各种情况下，哪一种情况通过电容器的电流最大(　　)
A．在C1上所加交变电流频率为50 Hz
B．在C2上所加交变电流的频率为50 Hz
C．在C1上所加交变电流的频率为100 Hz
D．在C2上所加交变电流的频率为100 Hz
解析：选C.由容抗公式XC＝知电容越小，频率越小，容抗越大，电流越不容易通过．若要使电流越容易通过电容器，则容抗应越小，电容越大，频率越大．C1>C2,100 Hz>50 Hz，所以C正确．
4. 一个灯泡通过一个用粗导线绕成的线圈与一交流电源相连接，如图2－4－8所示，一块铁插进线圈之后，该灯将(　　)
图2－4－8
A．变亮
B．变暗
C．对灯没影响
D．无法判断
解析：选B.线圈和灯泡是串联的，当铁块插进线圈后，电感线圈的自感系数增大，所以电感线圈对交变电流阻碍作用增大，因此电路中的电流变小，灯变暗．
5. 在如图2－4－9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．下列说法中正确的是(　　)
图2－4－9
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：选ACD.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”，选项A正确．
C是一个电容很小的电容器，在图示电路中，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”，选项C正确；因电路中无直流电流，选项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，选项D正确．
一、选择题
1．在交流电路中，要减小电容器的容抗，可以(　　)
A．减小两极板的正对面积　　　 B．减小极板间的距离
C．适当增大交变电流的电压 D．减小交变电流的频率
解析：选B.容抗与交流电压的大小无关，f减小，容抗增大，C、D错误；极板正对面积减小，C减小，容抗增大，A错误；两极间距离减小，C增大，容抗减小，B正确．
2．在交流电路中，下列说法正确的是(　　)
A．影响电流与电压关系的，不仅有电阻，还有电感和电容
B．电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化
C．交变电流能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了
D．电容器的电容越大、交变电流的频率越高，容抗就越大
解析：选AB.交变电流能通过电容器是因为交流电路中的电容器的两极加上交变电压后，两极板上不断进行充、放电，电路中产生电流，表现为交变电流通过了电容器，故C项错．电容器的电容越大、交流电流的频率越高，容抗越小，D项错．
3．下列说法中正确的是(　　)
A．电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻
B．电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻
C．感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能
D．在交变电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在
解析：选D.交变电流通过线圈时，在线圈上产生自感电动势，对电流的变化起到阻碍作用，A错；交流电通过电容器时，电容器两极间的电压与电源电压相反，阻碍了电流的流动，B错；电流通过它们做功时．只有在电阻上产生热，在线圈上产生磁场能，在电容器上产生电场能，C错，故D正确．
4．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，通过线圈的电流为I′，则(　　)
A．I′>I　　　　　　　　　 B．I′C．I′＝I D．无法比较
解析：选B.长直导线的自感系数很小，其对交变电流的阻碍作用可以看作是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流的阻碍作用不但有电阻，而且有线圈的阻碍作用(感抗)．阻碍作用增大，电流减小．
图2－4－10
5．(2011年钢川高二检测)如图2－4－10所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率减小时(　　)
A．电容器电容增大
B．电容器电容减小
C．电灯变暗
D．电灯变亮
解析：选C.电容器的电容由其本身决定，与交变电源的频率无关，A、B项错误，交变电源的频率减小时，电容器的容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，所以电灯变暗．
6．扼流圈就是电感线圈，有高频扼流圈和低频扼流圈之分，以下说法中正确的是(　　)
A．扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的
B．低频扼流圈用来“通低频，阻高频”
C．高频扼流圈用来“通直流，阻交流”
D．高频扼流圈对低频交变电流阻碍作用较小，对高频交变电流的阻碍很大
解析：选AD.低频扼流圈的自感系数很大，对低频交变电流的阻碍作用就已很大，对高频交变电流的阻碍更大；高频扼流圈的自感系数很小，对高频交变电流呈现较大的阻抗，对低频交变电流的阻碍作用很小．
7．如图2－4－11所示电路中，L为电感线圈，灯泡电阻为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220sin100πt V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是(　　)
图2－4－11
A．电流表示数增大 B．电压表示数减小
C．灯泡变暗 D．灯泡变亮
解析：选C.由u＝220sin 100πt V，
可得电源原来的频率为f＝＝ Hz＝50 Hz.
当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误．灯泡的电阻R是一定的．电流减小时，实际消耗的电功率P＝I2R减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误．
电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL，设灯泡两端电压为UR，则电源电压的有效值为U＝UL＋UR，因UR＝IR，故电流I减小时，UR减小．因电源电压有效值保持不变，故UL＝U－UR，UL增大，选项B错误．
8．如图2－4－12所示，输入端的输入电压既有直流成分，又有交变电流成分(L的直流电阻等于R)，以下说法中正确的是(　　)
图2－4－12
A．直流成分只能通过L
B．交变电流成分只能从R通过
C．通过R的既有直流成分，又有交变电流成分
D．通过L的交变电流成分比通过R的交变电流成分必定要多
解析：选C.交流和直流都可以通过电阻R，也可以通过电感器，A、B错，C对．但是电感器有通直流，阻交流的作用，所以通过L的交流成分比通过R的交流成分必定要少，D错．
9．如图2－4－13所示，交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则(　　)
图2－4－13
A．P1＝P2 B．P1＞P2
C．P1＜P2 D．不能比较
解析：选B.电感对直流电没有阻碍，但对交流电有阻碍作用，所以P1＞P2，B正确．
10. (2011年哈师大附中高二检测)如图2－4－14所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是(　　)
图2－4－14
A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈
B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻
C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻
D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器
解析：选C.当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L为电阻，C正确．
11．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，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图2－4－15所示电路，其中a、b应选择的元件是(　　)
图2－4－15
A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈
B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈
D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
解析：选D.电容器具有“通高频、阻低频”的作用，这样的电容器电容较小，所以a处为电容较小的电容器，电感线圈在该电路中要求起到“通低频，阻高频”的作用，b处接一个高频扼流圈．D对．
二、非选择题
12. 如图2－4－16所示，从AO输入的信号中，有直流电和交流电两种成分．
(1)现在要求信号到达BO两端只有交流电，没有直流电，需要在AB端接一个什么元件？该元件的作用是什么？
(2)若要求信号到达BO端只有直流电，而没有交流电，则应在AB端接入一个什么元件？该元件的作用是什么？
图2－4－16
解析：根据电容和电感对直流电和交流电的作用原理进行分析．
(1)因为BO端不需要直流电，只需要交流电，故根据电容C有“通交流、隔直流”作用，应在AB端接入一个电容器C.该电容器对直流电有阻隔作用，对交流电有通过作用．
(2)因为BO端不需要交流电，只需要直流电，故根据电感L有“通直流、阻交流”的作用，应在AB端接入一个低频扼流圈．
答案：(1)电容器　通交流、隔直流
(2)低频扼流圈　通直流、阻交流