高中物理 第5章 交变电流 3 电感和电容对交变电流的影响学业分层测评 新人教版选修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。电感和电容对交变电流的影响(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】B2关于电感对交变电流的影响，下列说法正确的是()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】C3(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() 【导学号：94530071】A在C1上所加交变电流的频率为50 HzB在C2上所加交变电流的频率为50 HzC在C1上所加交变电流的频率为60 HzD在C2上所加交变电流的频率为60 Hz【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】C4(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，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；既然电容器交替充、放电，电路中就有了电荷的定向移动，故B对，A错【答案】BC5(多选)(2016衡阳高二检测)如图5311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5311A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】AC6(2016济南中学检测)两只相同的白炽灯L1、L2接到如图5312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()图5312A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】A7如图5313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()图5313AM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】C8如图5314所示，从某一装置中输出的电流既有交流成分，又有直流成分，现要把交流成分输送给下一级，有关甲、乙两图的说法正确的是()图5314A应选甲图电路，其中C的电容要大B应选甲图电路，其中C的电容要小C应选乙图电路，其中C的电容要大D应选乙图电路，其中C的电容要小【解析】要把交流成分输送给下一级，则电容器要起到“隔直流，通交流”的作用，故应选用乙图电路，要使交流成分都顺利通过电容器而输送到下一级，需容抗较小，容抗与电容成反比，故应选C.【答案】C能力提升9如图5315所示，输入端的输入电压既有直流成分，又有交变电流成分(L的直流电阻等于R)，以下说法中正确的是() 【导学号：94530072】图5315A直流成分只能通过LB交变电流成分只能从R通过C通过R的既有直流成分，又有交变电流成分D通过L的交变电流成分比通过R的交变电流成分必定要多【解析】交流和直流都可以通过电阻R，也可以通过电感器，A、B错，C对电感器有通直流、阻交流的作用，通过L的交流成分比通过R的交流成分必定要少，D错【答案】C10(2016黄石高二检测)如图5316所示的电路中，线圈的自感系数和电容器的电容都很小这个电路的主要作用是()图5316A阻直流，通交流，输出交流电B阻交流，通直流，输出直流电C阻高频，通低频，输出低频交流电和直流电D阻低频，通高频，输出高频交流电和直流电【解析】因线圈L的自感系数很小，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C为一旁路电容，因其电容很小，对高频成分的阻碍作用很小，这样，通过线圈的高频成分又经电容器C形成回路，最终输出的应为低频交流电和直流电【答案】C11(多选)如图5317所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计以下判断不正确的是()图5317A闭合S稳定后，电容器两端电压为EB闭合S稳定后，电容器的a极板不带电C断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带正电D断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带负电【解析】闭合S稳定后，线圈L相当于导线，则电容器被短路，则其电压为零，故A错误；当闭合S稳定后，电容器被短路，则其电压为零，电容器的a极板不带电，故B正确；断开S的瞬间，线圈L中电流减小，产生自感电动势，相当于电源，给电容器充电，根据线圈的电流方向不变，则电容器的a极板将带正电故C正确，D错误【答案】AD12(多选)(2016徐州高二检测)某同学在研究电容器、电感器对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图5318所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡当双刀双掷开关置于3、4时，电路与交流电源接通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是()图5318A当开关置于1、2时，稳定后L1亮、L2不亮B当开关置于3、4时，频率增加且稳定后，L1变亮、L2变暗C当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开，L1将会立即熄灭D当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开，L1不会立即熄灭【解析】如果开关置于1、2时，接直流电，电流稳定后能通过电感器，而不能通过电容器，所以L1亮，L2不亮，A项正确；稳定后突然断开，L、L1、L2、C能构成充放电回路，由于自感现象，L1、L2将慢慢熄灭，故D正确，C错误；当置于3、4时，且交流电频率增大，则感抗增大，容抗减小，所以L1变暗，L2变亮，故B错【答案】AD13(多选)如图5319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5319A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】BC14如图5320所示，两位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，它们相比较() 【导学号：94530073】图5320AW1W2BW1W2CW1W2 D无法确定【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