高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-2第五章 交变电流3 电感和电容对交变电流的影响同步达标检测题

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[基础达标练]
选择题(本题共8小题，每小题6分)
1．如图所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增加，可行的办法是 ( )
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
A [当发电机转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表A的读数增大，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时，电容器的电容减小，使电容器两极板间距离增大时电容也减小，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错误．]
2．下列说法中错误的是( )
A．电感的感抗只由线圈自身决定
B．同一电感对于不同频率的交变电流的感抗不同
C．电容器的容抗与电容器的电容值及交变电流的频率都有关
D．同一电容器，接入不同频率的电路中，电容器的容抗不同
A [电感的感抗由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定，A错误，B正确；电容是电容器本身的特点，容抗由电容C和交变电流的频率f共同决定，C、D正确．]
3．(多选)如图甲、乙所示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
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
AC [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．]
4．两只相同的白炽灯L1、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( )
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．最大值小于Um，而频率仍为f
D．最大值大于Um，而频率仍为f
A [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．]
5．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，如图所示电路中可行的是( )
A B
C D
D [A图放大器得到所有成分．B图放大器可得到直流成分，若为高频扼流圈也能得到低频成分．C图放大器既可得到高频成分也可得到低频成分．D图通过C1的是高、低频成分都有，C2是旁路电容，是将高频成分滤去，故只有D可行．]
6．如图所示，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( )
A．直流成分只能通过L
B．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
C [交流和直流都可以通过电阻R，也可以通过电感器，A、B错误，C正确；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错误．]
7．(多选)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( )
A．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
AD [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错误．]
8．(多选)如图所示，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( )
A．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
BC [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．]
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．如图所示，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( )
A．W1＝W2 B．W1＞W2
C．W1＜W2 D．无法确定
B [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，因此在线圈上不会产生感抗，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，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少，故B正确．]
2．如图所示，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个20 mH的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻．下列说法错误的是( )
A．L的作用是“通低频，阻高频”
B．C的作用是“隔直流，通交流”
C．C的作用是“通高频，阻低频”
D．通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
B [L是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，选项A正确；C是一个电容很小的电容器，在题图示电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频，阻低频”，选项C正确；因电路中无直流，选项B错误；由于L对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，选项D正确．]
3．(多选)从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频成分．如果只需要把低频成分输送到下一级装置，可采用的电路是( )
A B C D
AD [由于只需将低频成分输送到下一级装置，可将高频成分分流，但低频成分不能通过，即需要高频旁路电容器，选项A正确；也可以直接阻碍高频成分通过，即阻高频、通低频，可以采用高频扼流圈，选项D正确．]
4．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器．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、低频段分离出来，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．如图所示为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则( )
A．甲扬声器是高音扬声器
B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D．L2的作用是减弱乙扬声器的高频电流
B [甲扬声器中，L1串联在电路中，对高频电流的阻碍作用很大，对低频电流的阻碍作用较小；C1并联在电路中，对高频电流的阻碍作用小，可以给高频电流提供通路，使低频电流通过甲扬声器传出，所以甲为低音扬声器．乙扬声器中，C2串联在电路中，对低频电流的阻碍作用很大，对高频电流的阻碍作用较小，L2并联在电路中，对低频电流的阻碍作用较小，可以给低频电流提供通路，使高频电流通过乙扬声器传出，所以乙为高音扬声器．]
二、非选择题(本题共2小题，共28分)
5．(14分)如图所示是电视机电源部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用．
[解析] 当含有多种成分的电流输入到C1两端时，由于C1具有“通交流、隔直流”的作用，电流中的交流成分被衰减；而线圈L有“通直流、阻交流”的作用，直流成分电流顺利通过L，一小部分交流通过L；到达C2两端时，由于C2具有“通交流、隔直流”的作用，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样在输出端得到较稳定的直流电．
[答案] 见解析
6．(14分)如图所示是一个判断AB之间电源性质的仪器，若接通电源后只有绿灯亮，则AB之间是什么电源？若只有红灯亮或黄灯亮，AB之间电源又如何？
[解析] 由于电容器C具有隔直流的特性，故绿灯亮时AB之间必是交流电源，此时红灯和黄灯都不亮，则是由于线圈L具有阻交流的作用．当AB间接直流电时，绿灯不亮是显见的，此时红灯亮还是黄灯亮，则必须考虑二极管D1和D2的单向导电性．故AB间接交变电流时，绿灯亮；AB间接直流电且A端是正极时红灯亮；AB间接直流电且B端是正极时黄灯亮．
[答案] 见解析