2020學年高中物理 第五章 交變電流 課時提升作業(yè)九 5.3 電感和電容對交變電流的影響 新人教版選修3-2

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1、課時提升作業(yè) 九 電感和電容對交變電流的影響 (40分鐘100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題7分,共56分)1.(多選)關于對感抗的理解,下列說法正確的有()A.感抗是由于電流變化時在線圈中產生了自感電動勢而對電流的變化產生的阻礙作用B.感抗僅與電源的頻率有關,與線圈自感系數無關C.電感產生的感抗對交變電流有阻礙作用,但不會因此消耗電能D.感抗和電阻等效,對任何交變電流都是一個確定值【解析】選A、C。感抗產生的機理就是通過電感的電流發(fā)生變化,電感中會產生自感電動勢阻礙原電流的變化,這種對變化電流的阻礙作用就是感抗。此過程中電感存儲的電能沒有消耗,交變電流頻率越大,自感電動勢越大,產生的阻

2、礙作用越強;感抗越大,自感系數越大,產生的自感電動勢也越大,阻礙作用也越大,所以只有A、C正確。2.(多選)(2020信陽高二檢測)對電容器能通交變電流的原因,下列說法中正確的是()A.當電容器接到交流電源上時,因為有自由電荷通過電容器,電路中才有交變電流B.當電容器接到交流電源上時,電容器交替進行充電和放電,電路中才有交變電流C.在有電容器的交流電路中,沒有電荷定向移動D.在有電容器的交流電路中,沒有電荷能過電容器【解析】選B、D。電容器實質上是通過反復充、放電來實現通電的,并無電荷通過電容器,選項B、D正確,A、C錯誤。3.(多選)下列關于低頻扼流圈的說法正確的是()A.自感系數很小,對直

3、流有很大的阻礙作用B.自感系數很大,對低頻交流有很大的阻礙作用C.自感系數很大,對高頻交流有很小的阻礙作用D.自感系數很大,對直流無阻礙作用【解析】選B、D。低頻扼流圈自感系數很大,對低頻交流有很大的阻礙作用,對高頻交流阻礙作用更大,但對直流電除去線圈電阻的作用外,沒有阻礙作用。4.如圖甲、乙所示,從某一裝置中輸出的電流既有交流成分又有直流成分,現要只把交流成分輸送給下一級,有關甲圖、乙圖的說法正確的是()A.應選用甲圖電路,其中C的電容要大B.應選用甲圖電路,其中C的電容要小C.應選用乙圖電路,其中C的電容要大D.應選用乙圖電路,其中C的電容要小【解析】選C。電容器在電路中要起到“隔直流,通

4、交流”的作用,應選乙圖電路。要使交流成分都順利通過電容器而輸送到下一級,則電容器的容抗要大,故C的電容要大。5. (2020安慶高二檢測)如圖所示交流電源的電壓有效值跟直流的電壓相等,當將雙刀雙擲開關接到直流電源上時,燈泡的實際功率為P1,而當將雙刀雙擲開關接到交流電源上時的實際功率為P2,則()A.P1=P2B.P1P2C.P1P2 ,選項B正確,A、C、D錯誤。6. (多選)(2020太原高二檢測)某電子電路的輸入端輸入的電流既有直流成分,又含交流高頻、低頻成分,若通過如圖所示的裝置,只把交流低頻成分輸送到下一級,那么關于該電路中各器件的作用,下列說法中正確的是()A.L“通直流、阻交流”

5、,起到消除交流成分的作用B.C1是隔直電容器C.C2起到消除高頻成分的作用D.以上說法都不對【解析】選B、C。L“通直流,阻交流”,起到消除直流成分的作用,A錯誤;C1 “隔直流,通交流”,B正確;頻率越大,容抗越小,C2允許高頻通過,再次起到過濾作用,C正確,D錯誤。7.如圖所示,把電阻R、電感線圈L、電容器C并聯接到一個交流電源上,三個電流表示數相同,若保持電源電壓大小不變,而將電源頻率增大,則三個電流表示數I1、I2、I3的關系是()A.I1=I2=I3B.I1I2I3C.I2I1I3D.I3I1I2【解析】選D。交流電源頻率增大,電阻R對電流的阻礙作用不變,所以電流表A1示數不變。頻率

6、增大,電感線圈對交變電流阻礙作用增大,所以電流變小,電流表A2示數變小。頻率增大,電容器對交變電流阻礙作用變小,所以電流變大,電流表A3示數變大,故選項D正確。8.如圖所示,L甲、L乙是規(guī)格相同的燈泡,接線柱a、b接電壓為U的直流電源時,無論電源的正極與哪一個接線柱相連,L甲燈均能正常發(fā)光,L乙燈都完全不亮。當a、b接電壓的有效值為U的交流電源時,L甲燈發(fā)出微弱的光,L乙燈能正常發(fā)光,則下列判斷正確的是()A.與L甲燈串聯的元件x是電容器,與L乙燈串聯的元件y是電感線圈B.與L甲燈串聯的元件x是電感線圈,與L乙燈串聯的元件y是電容器C.與L甲燈串聯的元件x是二極管,與L乙燈串聯的元件y是電容器

7、D.與L甲燈串聯的元件x是電感線圈,與L乙燈串聯的元件y是二極管【解題指南】解答此題應明確以下三點:(1)電源的正、負極交換,對電路沒有影響,故電路中沒有二極管。(2)電感線圈對交變電流有阻礙作用。(3)電容器能“隔直流、通交流”?！窘馕觥窟xB。由于接直流電源時,對換電源正、負極,對電路無影響,故電路中沒有二極管,C、D錯誤。再根據電路中接直流電源和交流電源時燈泡的發(fā)光情況,可知x是電感線圈,y是電容器,A錯,B正確。二、非選擇題(本題共2小題,共44分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數值計算的要注明單位)9. (16分)如圖所示,線圈L的自感系數和電容器的電容C都很小(如L=100 H,C

8、=100 pF),此電路的主要作用是_?！窘馕觥坑捎诰€圈L的自感系數很小,線圈L對直流和低頻交流的阻礙作用較小,又因為電容器的電容C也很小,所以電容器對低頻和直流的阻礙作用較大,而對高頻的阻礙作用很小,此處對高頻電流相當于短路,所以輸出的才是低頻和直流電流。答案:阻高頻、通直流和交流,輸出的低頻和直流電流10. (28分)如圖所示,從AO輸入的信號中,有直流和交流兩種成分。現在要求信號到達BO兩端只有交流,沒有直流,需要在AB端接一個什么元件?該元件的作用是什么?【解題指南】解答本題要根據電容對直流和交流的作用原理進行分析。【解析】因為BO端不需要直流,只需要交流,故根據電容C有“通交流,隔直

9、流”作用,應在AB端接入一個電容器C。該電容器對直流有阻隔作用,對交流有通過作用。答案:電容器通交流,隔直流【互動探究】若要求信號到達BO端只有直流,而沒有交流,則應在AB端接入一個什么元件?該元件的作用是什么?【解析】因為BO端不需要交流,只需要直流,故根據電感L有“通直流,阻交流”的作用,應在AB端接入一個低頻扼流圈。該元件的作用是通直流、阻交流。答案:低頻扼流圈通直流,阻交流【能力挑戰(zhàn)區(qū)】1.如圖所示,三個燈泡是相同的,額定功率足夠大,直流電源E1內阻可以忽略,交流電源E2的電動勢有效值與E1相等,自感線圈電阻不計,當開關S接點A時,三燈亮度相同,當開關S接點B時()A.甲、乙、丙三燈亮

10、度相同B.甲燈變亮,丙燈不亮C.甲燈和乙燈亮度相同,丙燈不亮D.乙燈變亮,丙燈不亮【解析】選D。當開關S接點A時,三個相同的燈泡亮度相同,說明通過三個燈泡的電流大小相等,三個支路對所加頻率的交流電的阻礙作用相同。當開關S接點B時,由于所加的是直流電,含電阻支路的阻礙作用不變,含電感線圈支路的阻礙作用減小(線圈有“阻交流,通直流”的作用),含電容支路的阻礙作用變?yōu)闊o窮大(電容有“通交流,阻直流”的作用)。所以甲燈亮度不變,乙燈變亮,丙燈不亮。2.如圖所示是一個判定AB之間電源性質的儀器。若接通電源后只有綠燈亮,則AB之間是什么電源?若只有紅燈亮或黃燈亮,AB之間電源又如何?【解析】由于電容器C具有隔直流的特性,故綠燈亮時AB之間必是交流電源,至于此時為什么紅燈和黃燈不亮,則是由于線圈L具有阻交流的作用。當AB之間接入直流電時,綠燈不亮是顯見的,此時紅燈亮還是黃燈亮,則必須考慮二極管D1和D2的單向導電性。答案:AB間接交變電流時,綠燈亮;AB間接直流電且A端是正極時紅燈亮;AB間接直流電且B端是正極時黃燈亮?！究偨Y提升】交流電路中電感器和電容器的解題方法(1)明確交流電源的特點及電路中電感器和電容器的連接方式。(2)利用電感器和電容器的特點,結合電路圖及電學知識分析電流和電壓的變化情況。(3)按照題意要求設計電路,確定電感器或電容器在電路中的具體位置。