2019-2020学年高中物理第5章交变电流第3节电感和电容对交变电流的影响同步作业含解析 人教版选修3-2 5页

第3节 电感和电容对交变电流的影响 考点 对应题号 ‎1.电感器对交变电流的阻碍 ‎2、5、7、8、11、12‎ ‎2.电容器对交变电流的阻碍 ‎1、3、6、7、8、9、12‎ ‎3.电阻、感抗、容抗的对比 ‎4、6、10‎ ‎4.电感器和电容器在电子技术中的应用 ‎11、12‎ ‎[基础训练]　‎ ‎1．(多选)对交变电流通过电容器的正确理解是(　　)‎ A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体 B．交变电流定向移动的电荷能通过电容器两板间的绝缘介质 C．交变电流能够使电容器交替进行充电放电，电路中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器 D．交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)‎ CD　解析　电容器能让交变电流通过，实际上是通过充放电来完成的，定向移动的电荷并没有从一极板到另一极板，但它的充放电就完成了交流电通过的任务，故选项C、D正确．‎ ‎2．如图所示的电路中，两只小灯泡的规格相同．在开关S闭合一段时间后，发现两个灯泡的亮度相同．断开开关S后，进行如下操作，下列对小灯泡发光的描述正确的是(　　)‎ A．开关S闭合瞬间，两灯一样亮 B．开关S闭合后，灯A2一直比A1亮 C．若将电源换成交流电，两灯一样亮 D．断开开关S时，两灯都逐渐熄灭 D　解析　由于A1与电感线圈串联，开关S闭合瞬间，电感线圈中产生自感电动势，所以A1的亮度比A2暗，选项A错误；开关S闭合电路稳定后，由题干可知两灯一样亮，选项B错误；若将电源换成交流电，电感线圈对交流电的阻碍作用为直流电阻和感抗，所以A1灯较暗，选项C错误；断开开关S时，由于电感线圈中的电流减小，在电感线圈中产生自感电动势，电感线圈与两灯、滑动变阻器组成回路，所以两灯中的电流变化相同，选项D正确．‎ ‎3．有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF和C2＝3‎ 5‎ ‎ μF，分别加在峰值一定的交流电源上，在下列各种情况下，通过电容器的电流最大的是(　　)‎ A．在C1上所加交变电流的频率为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60 Hz D．在C2上所加交变电流的频率为60 Hz C　解析　电容器对交变电流的阻碍作用的大小，即为容抗．容抗的大小是由电容器的电容C和交变电流的频率共同决定的．交变电流的频率越高，电容器的电容越大，电容器的容抗就越小，电流就越大，因此要使通过电容器的电流最大则必须频率最大，电容最大，故选项C正确．‎ ‎4．在频率为f的交流电源供电电路中，如图所示，把开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流的有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况错误的是(　　)‎ A．通过R的电流有效值不变 B．通过C的电流有效值变大 C．通过L的电流有效值变小 D．通过R、C、L的电流有效值都不变 D　解析　电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，因此通过电阻的电流的有效值不变；电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数越大，电流的频率越高，自感电动势就越大，即线圈对电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大，因此通过电感的电流的有效值变小；电容器对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，电容一定时，在相同的电压下电容器容纳的电荷量一定，频率越高，充、放电的时间越短，充、放电的电流越大，容抗越小，因此通过电容器的电流的有效值变大．‎ ‎5．(多选)如图所示实验电路中，若直流电压和交流电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下列叙述正确的是(　　)‎ A．当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗 B．当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮 C．S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出来时灯变亮 D．S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗 5‎ AC　解析　线圈对恒定电流无感抗，对交变电流有感抗，故选项A正确，B错误；当交变电流频率减小时，感抗变小，灯变亮，线圈中有铁芯时感抗更大，铁芯抽出时灯变亮，故选项C正确，D错误．‎ ‎6．如图所示，三个灯泡是相同的，而且耐压值足够大，电源内阻忽略不计．当S接A时，三个灯泡亮度相同，当S接B时，稳定后，下列说法正确的是(　　)‎ A．三个灯泡亮度相同 B．甲灯最亮，丙灯不亮 C．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮 D．乙灯比甲灯亮，丙灯不亮 D　解析　由题意可知，当S接A时，三个灯泡亮度相同，则线圈的感抗及电容器的容抗与电阻R相同，当S接B时，线圈没有感抗，电容器具有隔直流的作用，而交流与直流对电阻R作用相同，所以丙灯不亮，甲灯亮度不变，乙灯亮度增大，乙灯最亮，选项D正确．‎ ‎7．如图所示，两个相同的白炽灯泡L1和L2接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联．当a、b间接电压最大值为Um，频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度．新电源两极的电压的最大值和频率可能是(　　)‎ A．最大值仍为Um，而频率大于f B．最大值仍为Um，而频率小于f C．最大值大于Um，而频率仍为f D．最大值小于Um ，而频率仍为f B　解析　根据电感、电容对交变电流的影响，电源的频率可能降低了，选项B正确．‎ ‎8．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 5‎ 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 B　解析　由a、b接直流时的现象可知，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判断，元件x是电感线圈，元件y是电容器，选项B正确．‎ ‎[能力提升]‎ ‎9．如图所示的电路中，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相对介电常数较小的电介质 D．使电容器两极板间距离增大 A　解析　当发电机转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表A的示数增大；换用相对介电常数较小的电介质，电容C减小，增大板间距离时，电容C也减小，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表的示数减小，故选项A正确．‎ ‎10．(多选)如图甲所示，某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，如图乙所示．闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图丙、丁、戊所示，则下列判断正确的是(　　)‎ A．A、B间是电容器 B．B、C间是电感线圈 C．C、D间是电容器 D．C、D间是定值电阻 ABD　解析　电容器的特性是：闭合开关，瞬间充电结束后，电路中不再有电流，题图丙对应的A、B间应是电容器，选项A正确；电感线圈接直流电源时，电流逐渐变大后稳定，‎ 5‎ B、C间为电感线圈，选项B正确；定值电阻的特性是加恒定电压瞬间即产生恒定的电流，选项C错误，D正确．‎ ‎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，实现了对电风扇电动机M的转速控制．请说明它的调速原理．‎ 解析　当开关S接到触点0时，电路断开，风扇不转；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．‎ 答案　见解析 ‎12．如图所示是一个判断AB之间电源性质的仪器的，L的自感系数很大．试说明AB之间接交流电源时，什么灯亮？接直流电源时，什么灯亮？‎ 解析　由于电容C具有隔直流的特性，故绿灯亮时AB之间必是交流电源，此时红灯和黄灯不亮，是由于线圈L具有阻交流的作用．当AB之间接入直流电源时，绿灯不亮是显而易见的，此时是红灯亮还是黄灯亮，则必须考虑二极管D1和D2的单向导电性．‎ 答案　 AB间接交流电源时，绿灯亮；AB间接直流电源且A端是正极时，红灯亮；AB间接直流电源且B端是正极时，黄灯亮 5‎