物理选修33 电感和电容对交变电流的影响测试题

第五章　第3节

一、选择题

1．(多选)在交流电路中，下列说法正确的是(　　)

A．影响电流与电压的关系的，不仅有电阻，还有电感和电容

B．电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化

C．交变电流能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了

D．电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗就越大

答案　AB

解析　在交流电路中，电阻、电感器和电容器对交流都有阻碍作用，选项A正确；电感器对交流有阻碍作用，本质是产生了自感电动势，阻碍电流的变化，选项B正确；交流能通过电容器，是因为电容器两极加上交变电压，电容器不断进行充电和放电，电路中形成了电流，表现为交流通过了电容器，选项C错误；电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小，选项D错误。

2．一个灯泡通过一个粗导线绕制的线圈与一交流电源相连接，如图所示。一铁块插入线圈之后，该灯将(　　)

A．变亮　　　　 B．变暗

C．亮度不变 D．无法判断

答案　B

解析　线圈和灯泡是串联的，当铁块插入线圈后，线圈的自感系数增大，所以线圈对交变电流的阻碍作用增大。因此，电路中的电流变小，则灯变暗。选项B正确。

3．(多选)如图所示，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是(　　)

A．灯L1比灯L2亮

B．灯L3也能发光，但亮度最暗

C．灯L2和L4亮度相同

D．灯L4比灯L1亮

答案　CD

解析　电压表示数相同，说明交流电压的有效值相同。甲图中电容器与灯L1串联，电容器对电流有阻碍作用；乙图中电容器与灯L2并联，交变电流全部流过灯L2；丙图中电容器与灯L3串联且是直流电源，电容器隔直通交，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；丁图中电容器与灯L4并联，电流全部流过灯L4。综合以上分析，C、D两项正确。

4．如图所示，图甲、乙中电源为交流电源，图丙中电源为直流电源，各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计，各电压表示数都相同，下列说法正确的是(　　)

A．灯L1比灯L2亮　　 B．灯L3比灯L1亮

C．灯L1与灯L2一样亮 D．灯L1与灯L3一样亮

答案　B

解析　图甲中电源电压U＝U1＋UL1，线圈对交流有阻碍作用，U1≠0，灯泡两端电压UL1＜U；图乙中线圈与灯泡并联，灯泡电压UL2＝U；图丙中，线圈对直流电没有阻碍作用，灯泡电压UL3＝U，故UL1＜UL2＝UL3，即L2与L3一样亮且都比L1亮，B正确，A、C、D错误。

5．有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF和C2＝3 μF，分别接在峰值一定的交流电源两端，在下列各种情况下，哪一种情况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100 Hz

D．在C2上所加交变电流的频率为100 Hz

答案　C

解析　电容越小，频率越小，容抗越大，电流越不容易通过。若要使电流较容易通过电容器，则应容抗较小，电容较大，频率较大。C1＞C2,100 Hz＞50 Hz，C正确。

6.(多选)某电路的输入电流既有直流成分，又有交流高、低频成分，若通过如图装置，只把交流低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各元件的作用，说法正确的是(　　)

A．L起到消除交流成分的作用

B．C1是隔直电容器

C．C2起到消除高频成分的作用

D．以上说法都不对

答案　BC

解析　线圈L通直流阻交流，起到消除直流成分的作用，A错；C1隔直流通交流，B对；C2允许高频通过，起到消除高频成分的作用，C对。

7．两个相同的白炽灯L1和L2接到如图所示的电路中，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的正弦式交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦式交流电源后，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f

B．最大值仍为Um，而频率小于f

C．最大值大于Um，而频率仍为f

D．最大值小于Um，而频率仍为f

答案　A

解析　因为灯L1的亮度大于灯L2的亮度，所以此时电路中的感抗大于容抗，故交流的频率一定比原来的大，选项A正确。

8．如图所示，交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接到交流电源上，灯泡的实际功率为P2，则(　　)

A．P1＝P2　　　　　 B．P1＞P2

C．P1＜P2 D．无法比较

答案　B

解析　当双刀双掷开关接到直流电源上时，线圈对直流没有阻碍作用，电流较大；而当双刀双掷开关接到交流电源上时，线圈对交流有阻碍作用，电流较小。因此，P1＞P2，选项B正确。

9．在收音机线路中，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，我们采用了如图装置电路，其中代号a、b应选择的元件是(　　)

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈

C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈

D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈

答案　C

解析　电容器具有“通高频、阻低频”作用，这样的电容器电容应较小，故a处放电容较小的电容器。电感线圈在该电路中要求“通低频、阻高频”，所以b处应接一个高频扼流线圈。

10．如图所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使导体棒ab在导轨上匀速运动，第二位同学使导体棒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，除小灯泡外，回路中其余各部分电阻均忽略不计，则(　　)

A．W1＝W2 B．W1＞W2

C．W1＜W2 D．不能比较

答案　A

解析　电感线圈通过变化电流时，电能与磁场能往复转化，所以不会消耗电能；两同学做功一样多，所以最终消耗电能一样多。

11．下面的电路图是电子技术中的常用电路图(如图所示)。a、b是电路的输入端，其中输入的高频电流用“”表示，低频电流用“～”表示，直流电流用“－”表示。对于负载电阻R中通过的电流有以下说明。

①图甲中R通过的是低频电流　②图乙中R通过的是高频电流　③图乙中R通过的是低频电流　④图丙中R通过的是直流电流　⑤图丁中R通过的是高频电流，其中正确的是(　　)

A．①②③ B．②③④

C．③④⑤ D．①③④

答案　D

解析　甲图中电容器与R串联，电容器“通交流，隔直流”，因此甲图中的直流电流被过滤掉，R中通过的只是低频电流，①正确。乙图中C很小，电流有交流高频和低频两种成分，C与R并联，因电容器“通高频，阻低频”，所以R中通过的是低频部分，②错误，③正确。丙图中是交流低频与直流电流，C与R并联，R中通过的为直流，④正确。丁图中，电源为交流高频和低频，图为电感L和电阻R串联，电感L是“通低频，阻高频”，所以R中通过的为低频电流，⑤错误，故正确答案为①③④，选D。

二、非选择题

12．如图所示，从ab输入的信号中，有直流电流和交变电流，现要求信号到达输出端只有交流而没有直流成分，需在AB间接一个什么元件？该元件的作用是什么？

答案　电容器　隔开直流，通过交流

解析　因为输出端不需要直流电，只需要交流电，根据电容器有“通交流，隔直流”的特点，应该在AB之间接入一个电容器，该电容器隔开直流，通过交流。

13．在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间接入一个高频扼流圈和一个容抗很大的电容器就可以了。如图所示的接法对吗？为什么？

答案　见解析

解析　因为高频扼流圈自感系数较小，它有“通低频、阻高频”的功能，低频很容易通过，而高频很难通过，但容抗很大的电容可以让高频通过而阻碍低频，所以高频电流就几乎不从高频扼流圈通过了。题图所示的接法是正确的。