2022年高中物理第章交变电流第节电感器对交变电流的作用第节电容器对交变电流的作用学业分层测评粤教版 .pdf

1 电容器对交变电流的作用(建议用时：45 分钟)学业达标 1对电容器能通交变电流的原因，下列说法中正确的有()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，有电荷通过电容器【解析】电容器能让交流电通过，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个极板到另一个极板故A、C、D错误，B正确【答案】B 2关于电感对交变电流的影响，下列说法正确的是()【导学号：90270080】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 错；电感对不同频率的交变电流阻碍作用不同，B错；同一电感线圈对高频交流电阻碍作用大，D错，C正确【答案】C 3(多选)低频扼流圈的作用是()A这种线圈的自感系数很小，对直流有很大的阻碍作用B这种线圈的自感系数很大，对低频交流有很大的阻碍作用C这种线圈的自感系数很大，对高频交流的阻碍作用比低频交流的阻碍作用更大D这种线圈的自感系数很小，对高频交流的阻碍作用很大，而对低频交流的阻碍作用更大【解析】低频扼流圈自感系数很大，对低频交变电流也具有很大的阻碍作用，对高频交变电流的阻碍作用更大因此，可通直流、阻交流，故B、C正确【答案】BC 4(2016济南高二检测)有两个电容器的电容分别为C15 F 和C23 F，分别加上峰值一定的交变电源，在下列各种情况下，哪一种情况下通过电容器的电流最大()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 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -2【解析】电容器对电流的阻碍作用的大小，即为容抗容抗的大小是由电容器电容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使频率最高，电容最大【答案】C 5如图 2-4-11所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A示数增大，可行的办法是()图 2-4-11A使发电机的转速增大B使发电机的转速减小C平行板电容器间换用介电常数较小的电介质D使电容器两板间距离增大【解析】发电机转速增大，交流电频率f增大，容抗变小，电流增大，故A正确，B错误电容器所充电介质的介电常数变小，板间距离增大，电容变小，容抗变大，电流变小，C、D错误【答案】A 6一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图 2-4-12 所示一铁棒插进线圈之后，该灯将()【导学号：90270081】图 2-4-12A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，总是反抗电流的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B正确【答案】B 7(多选)(2016 衡阳高二检测)如图 2-4-13 甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -3 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 2-4-13A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，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【答案】AC 8(2016济南高二检测)两只相同的白炽灯L1、L2接到如图2-4-14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的正弦式电流源时，两灯都发光，且亮度相同更换一个新的正弦式电流源后灯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：90270082】图 2-4-14A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L2的亮度，这是因为交流电频率增大，容抗减小，L1变亮，又频率增大，感抗增大，L2变暗【答案】A 9如图 2-4-15 所示，在电路两端加上正弦式电流，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()名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -4 图 2-4-15AM为电阻，N为电容器，L为电感线圈BM为电感线圈，N为电容器，L为电阻CM为电容器，N为电感线圈，L为电阻DM为电阻，N为电感线圈，L为电容器【解析】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【答案】C 能力提升 10“二分频”音箱内有甲、乙两个扬声器，音箱要将扩音机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2416 所示为音箱的电路简化图，高、低频混合电流由a、b端输入，L是电感线圈，C是电容器则下列说法中正确的是()图 2416 A甲扬声器是高音扬声器BC的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器CL的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D乙扬声器振幅一定大【解析】由于电感的作用是“阻高频，通低频”，所以甲扬声器通过的是低频交变电流，因此甲扬声器是低音扬声器，故A、C均错；电容器的作用是“阻低频，通高频”，所以乙扬声器通过的是高频交变电流，应为高音扬声器，所以 B正确；振幅与频率无直接关系，所以 D错【答案】B 11(2016衡水高二检测)两位同学利用图2-4-17 所示装置做实验，第一位同学使金属棒ab在导轨上做匀速运动，第二位同学使金属棒ab在导轨上做变速运动(导轨处于匀强磁场中)，但两位同学对ab棒做的功一样多，若第一位同学做实验时小灯泡消耗的电能为E1，第二位同学做实验时小灯泡消耗的电能为E2，则()【导学号：90270083】名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -5 图 2-4-17AE1E2B E1E2CE1E2D 无法确定【解析】两位同学对棒ab做功一样，说明有相等的机械能转化为电路中的电能(忽略做功时克服摩擦等因素)第一位同学使金属棒做匀速运动，产生的电流为恒定电流，电感L消耗电能很少，绝大多数电能为小灯泡所消耗；而第二位同学使金属棒做变速运动，电路中产生的感应电流是变化的电流，由于L的感抗作用，有一部分电能消耗在L上(主要转化为磁场能)，故E1E2，B选项正确【答案】B 12(多选)如图 2-4-18 所示，某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过为了保护输电线不至于被压坏，可预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过电线穿管的方案有两种：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，如果输电导线输送的电流很大，那么，以下说法正确的是()图 2-4-18A无论输送的电流是恒定电流还是交变电流甲、乙两方案都是可行的B若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的C若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的D若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的【解析】恒定电流对于一根还是两根钢管毫无影响，但交变电流通过的导线和钢管之间形成电容器，对交变电流有阻碍作用，而两根线从一根钢管中穿过，因任一时刻电流的方向都等大反向，产生的影响可互相抵消【答案】BC 13(多选)(2016 泰安高二检测)在如图 2-4-19所示的电路中，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U 2202sin 100t(V)若保持电源电压有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是()【导学号：90270084】名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -6 图 2-4-19A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U2202sin 100 t(V)，可得电源原来的频率为f21002 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(PI2R)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UULUR，由于因URIR，由于电流I减小，故UR减小，因电源电压有效值保持不变，故UL(UUR)增大，选项B正确【答案】BC 14如图 2-4-20 所示的甲、乙、丙三种电路是电子技术中的常用电路，a、b是输入端，其中高频成分用“”表示，低频成分用“”表示，直流成分用“”表示，则甲、乙、丙负载R上得到的电流的主要特征各是什么？图 2-4-20【解析】甲：低频成分因电容器有隔直流作用，C较大时，低频易通过乙：低频成分因电容器对高频有旁路作用，C较小，通高频，阻低频丙：直流成分因电容器有旁路作用和隔直作用，C越大时，容抗越小，低频成分越容易通过旁路【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 6 页，共 6 页 -