2022年高中物理第章交变电流与发电机_探究电阻、电感和电容的作用学业分层测评沪科版选修- .pdf

1 2.3 探究电阻、电感和电容的作用(建议用时： 45 分钟) 学业达标 1. 关于电感对交变电流的影响，以下说法中正确的是( ) A.电感对交变电流没有影响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】电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小可以用感抗表示，感抗与电感线圈的自感系数、交变电流的频率成正比，故A选项错误、 D选项正确；电感对交变电流阻碍作用越大，感抗就越大，故B选项错误；电感具有“通直流，阻交流，通低频、阻高频”的性质，故C选项错误 . 【答案】D 2. 一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图2-3-9 所示 . 一块铁插进线圈之后，该灯将( ) 图 2-3-9A.变亮B.变暗C.没有影响D.无法判断【解析】在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势，总是反抗电流变化. 正是这种反抗变化的特性( 电惰性 ) ，使线圈产生了感抗. 加入铁芯改变了电感线圈的自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，灯泡上的电压减小，所以灯变暗，故选项B正确 . 【答案】B 3.( 多选 ) 对交变电流能够通过电容器的正确理解是( ) A.在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动B.在有电容器的交流电路中，有电荷定向移动C.当电容器接到交变电源上时，电容器交替进行充、放电，电路中才有交变电流D.当电容器接到交变电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流【解析】电容器能够通过交变电流，是通过电容器交替充、放电而进行的，既然电容名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2 器交替充、放电，电路中就有了电荷的定向移动，故B对， A错；实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，故C对，D错. 【答案】BC 4.( 多选 ) 如图2-3-10 ，将灯泡与电容器串联接入通有交变电流的电路中，灯泡发光，则( ) 图 2-3-10A.自由电荷通过了电容器两极间的绝缘介质B.自由电荷没有通过电容器两极间的绝缘介质C.接入交变电源使电容器两极间的绝缘介质变成了导体D.电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了电容器【解析】电容器接入通有交变电流的电路时，由于电压的变化，电容器交替进行充放电，表现为交变电流“通过”了电容器，实际上， 自由电荷并没有通过电容器两极间的绝缘介质，所以B，D正确. 【答案】BD 5. 两只相同的白炽灯L1、L2接到如图2-3-11 所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感器串联，当a、b处接电压最大值为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的亮度大于灯L2的亮度， 新电源的电压最大值和频率可能是( ) 【导学号： 72000075】图 2-3-11A.最大值仍为Um，而频率大于fB.最大值仍为Um，而频率小于fC.最大值小于Um，而频率仍为fD.最大值大于Um，而频率仍为f【解析】灯 L1的亮度大于灯L2的亮度，这是因为交变电流频率增大，容抗减小，灯L1变亮，又频率增大，感抗增大，灯L2变暗. 【答案】A 6. 如图 2-3-12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( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 3 图 2-3-12A.等于 220 V B.大于 220 V C.小于 220 V D.等于零【解析】电感线圈对交变电流产生感抗，具有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的作用，故选项C正确. 【答案】C 7.( 多选 ) 如图 2-3-13所示，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上得到的电流特征是( ) 甲乙图 2-3-13A.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【解析】当交变电流加在电容器上时，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 . 【答案】AC 8. 如图 2-3-14 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( ) 图 2-3-14A.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是电容器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4 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【解析】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 . 【答案】B 能力提升 9.( 多选 ) 如图 2-3-15所示，某电子电路的输入端的输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分. 若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有( ) 图 2-3-15A.L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈B.C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容C.C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容D.上述说法都不对【解析】电感线圈L的作用就是通直流阻交流，C1的作用只能让交流通过，C2的作用就是将高频部分旁路；故B、C正确 . 【答案】BC 10.( 多选 ) 如图 2-3-16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 ( ) 【导学号： 72000076】图 2-3-16A.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】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”，A正名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 5 确；C是一个电容很小的电容器，在题图示电路中，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”，C 正确；因电路中无直流电流，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，D正确 . 【答案】ACD 11. 如图 2-3-17 所示，把电阻、 电感器、 电容器并联接到某一交流电源上，三个电流表的示数相同，若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系 _. 图 2-3-17【解析】在交流电路中，当频率增加时，容抗减小，感抗增大，而电阻是与频率无关的，当电路中电源电压不变，频率增加时，A1读数不变， A2读数变小， A3读数变大，所以I3I1I2. 【答案】I3I1I212. 如图 2-3-18 所示是一个判断AB之间电源性质的仪器. 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？图 2-3-18【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 .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 . 【答案】见解析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -