学年高中物理第五章交变电流电感和电容对交变电流的影响课后检测含解析新人教版选修-.doc

电感和电容对交变电流的影响记一记电感和电容对交变电流的影响辨一辨1.电感线圈的感抗的大小只取决于线圈的自感系数(×)2绕制线圈的导线的电阻可以忽略时，线圈对交流没有阻碍作用(×)3电感线圈中通入交变电流后，交变电流的瞬时值为0的瞬间，线圈仍然对交变电流有阻碍作用()4直流电不能通过电容器()5电容器的电容越大，容抗就越大(×)想一想1.电感器为什么对交流有阻碍作用，对恒定直流那么没有阻碍作用？提示：交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生，而自感电动势总是要阻碍电流的变化，这就是电感线圈对交变电流的阻碍作用恒定直流不随时间变化，没有自感电动势产生，那么没有阻碍作用2为什么交变电流的频率越高，电感器对交变电流的阻碍作用越大？提示：交变电流的频率越高，电流的变化越快，自感电动势越大，对电流的阻碍作用越大3交变电流“通过电容器，真的有电荷流过电容器了吗？提示：没有，交变电流“通过电容器的实质是电容器不断充放电，并不是真正流过电容器思考感悟：练一练1.关于电感对交变电流的影响的说法，正确的选项是()A电感对交变电流无阻碍作用B电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗C电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数无关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小解析：电感对交变电流有影响，其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交变电流的频率f有关，L越大、f越高，阻碍作用越大，故A、C、D三项错误，B项正确答案：B2一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如下图一铁芯插进线圈之后，该灯泡将()A变亮 B变暗C没有影响 D无法判断解析：线圈的自感系数与线圈的长度、匝数以及是否有铁芯有关，同一线圈，插入铁芯时，自感系数增大，对交流的阻碍作用变大，即该灯泡将变暗，B项正确答案：B3关于容抗，以下说法中正确的选项是()A电容器充电时，容抗小B电容器充电时，容抗大C电容器的电容和交变电流的频率一定时，容抗一定，与充、放电无关D以上说法都不对解析：容抗只与电容器的电容大小和交变电流的频率有关，故C项正确答案：C4如下图电路由交变电流供电，如果交变电流的频率升高，那么()A线圈的自感系数增大B线圈的感抗减小C电路中的电流增大D电路中的电流减小解析：线圈的自感系数是线圈自身的属性，A项错误；交变电流的频率升高，电流的变化率增大，线圈的自感作用增大，感抗增大，线圈对电流的阻碍作用增大，电路中的电流减小，故B、C两项错误，D项正确答案：D要点一 电感对交变电流的阻碍作用1.(多项选择)关于感抗，以下说法中正确的选项是()A感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势，阻碍电流的变化B感抗的大小不仅与自感系数有关，还与电流的频率有关C感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量D感抗是线圈的电阻产生的解析：交流通过线圈时，由于电流时刻变化，在线圈中产生自感电动势自感电动势总是阻碍电流的变化，这就是产生感抗的原因，A项正确，D项错误；频率越高，电流变化越快，自感电动势越大，线圈自感系数越大，对电流变化的阻碍作用越大，感抗越大，B项正确；电感是储能元件，它储存的能量用来与电能相互转换，并不消耗，C项正确答案：ABC2关于电感对交变电流的影响，以下说法正确的选项是()A电感不能通直流电流，只能通交变电流B电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同C同一个电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小D同一个电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小解析：电感线圈可以通直流，A项错误；电感对不同频率的交变电流的阻碍作用不同，B项错误；同一电感线圈对高频交变电流阻碍作用大，D项错误，C项正确答案：C3(多项选择)在如下图的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u220sin 100t V假设保持电源电压有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，以下说法正确的有()A电流表示数增大 B电压表示数增大C灯泡变暗 D灯泡变亮解析：由u220sin 100t V，可得电源原来的频率为f Hz50 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，A项错误；灯泡的电阻R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(PI2R)减小，灯泡变暗，C项正确，D项错误；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，那么电源电压的有效值为UULUR.因URIR，电流I减小时，UR减小因电源电压有效值保持不变，故ULUUR增大，B项正确答案：BC要点二 电容对交变电流的阻碍作用4.(多项选择)对电容器能通过交变电流的原因，以下说法中正确的选项是()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：直流电不能通过电容器，将电容器接在交流电路中，由于电容器上电压改变，电容器充、放电交替进行，在电路上形成了电流，相当于交变电流“通过了电容器电容器通电实质是反复充、放电来实现的，实际并无电荷通过电容器故B、D两项正确答案：BD5如下图，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电灯变暗D电灯变亮解析：电容器的电容是由电容器本身的特性决定的，与外加的交流电源的频率无关，A、B两项错误；当交流电源的频率增加时，电容器充、放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮，C项错误，D项正确答案：D6如下图的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，那么关于交流电压表的示数，以下说法中正确的选项是()A等于220 VB大于220 VC小于220 VD等于零解析：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，C项正确答案：C7直流电源的电压与交流电源电压的有效值相同，自感线圈的直流电阻不计，那么灯泡发光最亮的是图中的()解析：电容C、电感L都对交流电有阻碍作用，故A、B两图中灯泡不是最亮的；C图中灯泡被短路，不亮；D图中电容C有隔直流作用，所以D中灯泡最亮答案：D8(多项选择)如图甲、乙所示是电子技术中的常用电路，a、b是各局部电路的输入端，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，以下判断正确的选项是()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得到的是高频成分解析：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项正确，B项错误；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项正确，D项错误答案：AC根底达标1.对低频扼流圈的说法正确的选项是()A自感系数很小，对直流有很大的阻碍作用B自感系数很大，对低频交流有很大的阻碍作用C自感系数很大，对高频交流有很小的阻碍作用D自感系数很大，对直流无阻碍作用解析：低频扼流圈的自感系数较大，它对电流的阻碍作用是“通直流，阻交流，即对低频交流有较大的阻碍作用，由于线圈本身有电阻，所以对直流也有阻碍作用，应选B.答案：B2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：容抗与交变电流的电压无关，频率减小，容抗增大，C、D两项错误；极板正对面积减小，电容减小，容抗增大，A项错误；两板间距离减小，电容增大，容抗减小，B项正确答案：B3如下图的电路，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使电容器两极板间的距离增大解析：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的示数增加，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质或使电容器两极板间距离增大时，电容减小，当电容减小时，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A示数减小，C、D两项错误答案：A4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，以下电路中可行的是()解析：信号中含有三种成分，去掉直流成分用隔直电容器即可，因此排除B项；而选项A中交流高、低频成分均进入了放大器，需参加另一旁路电容器，所以D项正确，A项错误；对选项C，电容器隔直后，低频局部从电感中通过，而高频局部进入放大器，故C项错误答案：D5如下图，电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联，然后再并联到220 V、50 Hz的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同假设保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60 Hz，那么发生的现象是()A三只灯泡亮度不变B三只灯泡均变亮CL1亮度不变、L2变亮、L3变暗DL1亮度不变、L2变暗、L3变亮解析：当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此L3变亮，L2变暗，电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故L1亮度不变，所以选D.答案：D6如下图， 线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L1 mH，C200 pF)，此电路的重要作用是()A阻直流通交流，输出交流B阻交流通直流，输出直流C阻低频通高频，输出高频交流D阻高频通低频，输出低频交流和直流解析：因线圈自感系数L很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样直流和低频成分能顺利通过线圈，电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对局部通过线圈的高频成分阻碍作用很小，被它旁路，最终输出的是低频交流和直流故D项正确答案：D7(多项选择)如下图实验电路，直流电源电压与交流电源电压的有效值均为220 V，S为双刀双掷开关，以下哪个表达正确()A当S掷向a、b时，电阻R的电压为220 VB当S掷向a、b时，电阻R的电压为0C当S掷向c、d时，电阻R的电压为0D当S掷向c、d时，电阻R的电压小于220 V解析：接直流电源时，电路稳定后没有电流，电阻两端电压为0，故A项错误，B项正确；接交流电源时，电路中有电流，R两端电压不为零，故C项错误；由于电容对交流电有容抗，与电阻R分压，因此R的电压小于220 V，D项正确答案：BD8如下图，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，那么以下判断正确的选项是()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，元件x是电感线圈，元件y是电容器，B项正确答案：B9两只相同的白炽灯L1、L2接到如下图的电路中，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()A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：A10有两个电容分别为C15 F，C23 F的电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，以下情况下通过电容器的电流最大的是()A在C1上加f50 Hz的交变电流B在C2上加f50 Hz的交变电流C在C1上加f60 Hz的交变电流D在C2上加f60 Hz的交变电流解析：频率越大，电容器对交变电流的阻碍作用越小；电容越大，阻碍作用越小，故C项正确答案：C11如下图，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多，第一位同学的方法使小灯泡消耗的电能为W1，第二位同学的方法使小灯泡消耗的电能为W2，它们相比拟()AW1W2 BW1>W2CW1<W2 D不能比拟解析：匀速运动时，产生的感应电动势是恒定的，感应电流也是恒定的，线圈对恒定电流的阻碍作用几乎为零，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当ab做变速运动时，产生的感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，线圈对该电流有明显的阻碍作用，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少，故B项正确答案：B能力达标12在频率为f的交变电路中，如下图，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假设将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，那么以下几种说法中不正确的选项是()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，通过电容器的电流有效值变大答案：D13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，我们采用如下图的装置电路，其中代号a、b应选择的元件是()Aa是电容较大的电容器，b是低频扼流圈Ba是电容较大的电容器，b是高频扼流圈Ca是电容较小的电容器，b是低频扼流圈Da是电容较小的电容器，b是高频扼流圈解析：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处接电容较小的电容器，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项正确答案：D14音箱中有高音扬声器和低音扬声器，为了让特定扬声器得到较为纯粹的高频或低频信号，常常借助由电容器与电感器组成的分频器电路，信号通过图甲和乙所示的分频电路时，那么关于扬声器发出的声音，以下说法中正确的选项是()A甲图发出低音，乙图发出高音B甲图发出高音，乙图发出低音C甲图同时发出高音和低音D乙图同时发出高音和低音解析：电容器具有“通交流，阻直流及电感器“通直流，阻交流的特性，图甲中高频的信号电流被电容器短路，也被电感阻隔，所以甲发出的是低音；图乙中，低频信号电流被电感短路，只有高频信号通过扬声器，故A项正确，B、C、D三项错误答案：A15用电压表检查如下图的电路中的故障，测量Uad5.0 V，Uab0，Ubc5.0 V，Ucd0.那么电路故障可能是()A滑动变阻器R1断路B电容器C被击穿C电阻R2断路D电感线圈L断路解析：当用电压表去判断电路故障时，如果电压表的两接线柱能与电源的两极接通，而与电压表两接线柱相并联的那局部电路没有完全短路，电压表就会有示数即当电压表有示数时，电源两极与电压表两接线柱间的电路无断点由题意UadUbc5.0 V可知ab、cd间为通路，A、C两项错误；假设电容器被击穿，那么Ubc将为零，B项错误答案：D