高中物理 第3章 交变电流 第3节 交流电路中的电容和电感自我小测（含解析）鲁科版选修

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求交流电路中的电容和电感夯基达标1.下列说法中正确的是( )A.电感线圈对交流具有阻碍作用的主要原因是线圈具有电阻B.电容器对交流具有阻碍作用的原因是两板间的绝缘体电阻很大C.在交流电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在D.感抗、容抗和电阻一样，交流电通过它们做功时都是电能转化为内能2.在交流电路中，下列说法正确的是( )A.影响电流与电压关系的，不仅有电阻，还有电感和电容B.电感对交变电流的阻碍作用，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3.如下图所示交流电源的电压有效值跟直流的电压相等，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在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则( )A.P1P2 B.P1P2 C.P1P2 D.不能比较4.两位同学利用下图所示装置做实验，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W1，第二位同学做实验时小灯泡消耗的电能为W2，则( )A.W1W2 B.W1W2 C.W1W2 D.无法确定5.在频率为f的交变电流电路中，如下图所示，当开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流有效值相等.若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况不正确的是( )A.通过R的电流有效值不变B.通过C的电流有效值变大C.通过L的电流有效值变小D.通过R、C、L的电流有效值都不变能力提升 6.“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.右上图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b输入，L1和 L2 是线圈，C1和C2是电容器，则( )A.甲扬声器是高频扬声器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低频电流7.如下图所示的电路中，若前级输出的交流信号中既有高频成分，又有低频成分，如果要求只把高频成分输送到下级装置，则a、b两点间应接入一个什么电子元件？如果要求只把低频成分输送到下级装置，则a、b两点间应接入一个什么电子元件？8.如下图所示，L1、L2、L3为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交变电源.当开关S接“1”时，L1、L2两灯均正常发光，L3灯不亮；当S接“2”时，L1灯仍正常发光，L2灯变暗，L3灯发光.试分析a、b、c分别是何元件？9.如下图所示，从AO输入的信号中，有直流电流和交变电流.问：(1)现要求信号到达BO两端没有直流电压，需要AB间接一个什么元件?该元件的作用是什么?(2)若要求信号到达BO端只有直流电压，而没有交变电压，则应在AB间接入一个什么元件?该元件的作用是什么？10.收音机的音量控制电路部分如下图所示，调节滑动变阻器的滑臂P，可控制扬声器的音量，但收音机直接收到的信号有干扰，即有直流和高频信号，为此需要用电容器C1、C2滤去直流和高频部分.根据电容器容抗的性质，试确定C1、C2应分别用较大的还是较小的电容器.拓展探究 11.下面是某同学对一道题的解答过程，阅读后，请回答问题(1)(2).如下图所示的电表均为理想的交流电表，保险丝P的熔断电流为2 A，电容器C的击穿电压为300 V，若在a、b间加正弦交流电压，并适当地调节R0与R接入电路的阻值，使P恰好不被熔断，C恰好不被击穿，则电流表的读数为_A，电压表读数为_V.(1)解答中有无错误？若有，请指出错误所在.(2)最大值、有效值、平均值是表述交变电流的重要物理量.在使用中，应如何区分它们？参考答案1解析：D项中电流通过感抗时有一部分电能转化为磁场能，经容抗时一部分电能转化为电场能.答案：C2解析：线圈的作用是“通直流，阻交流;通低频，阻高频”.电容的作用:“通交流，隔直流;通高频，阻低频”.因线圈自感系数L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;电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容器C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，被它旁路掉，最终输出的是低频交流和直流.答案：D3解析：电感L对直流基本无阻碍作用，此时灯泡消耗的功率(U为直流电压值)，当接入交流电路中时，电感L对交流有感抗作用，灯泡两端电压UR小于交变电源的电压有效值U，所以.答案：B4解析：两位同学做功一样，说明有相同多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).第一位同学使棒ab匀速运动，产生电流为恒定电流，电感L消耗电能很少，绝大多数电能为小灯泡所消耗;而第二位同学仍为变速运动，电路中产生的感应电流将是变化的电流，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).答案：B5解析：电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，因此，通过电阻的电流的有效值不变.电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数越大，电流的频率越高，自感电动势就越大，即线圈对电流的阻碍作用就越大，交变感抗也就越大，因此，通过电感的电流的有效值变小.电容器对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，电容一定时，在相同的电压下电容器容纳的电荷一定，频率越高，充、放电的时间越短，充、放电的电流越大，容抗越小，因此，通过电容器的有效值变大.答案：D6解析：电路中的电感和电容作用可以简单概括为：电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频；电容是通交流、隔直流，通高频、阻低频.答案：BD7解答：小容量的电容器 高频扼流圈8解析：无论S接直流还是接交流，L1灯均正常发光，说明与L1串联的元件a对直流、交流的阻碍作用相同，故a应为电阻;S接直流时，L2正常发光，接交流时，L2灯变暗，说明与L2串联的元件b既可通直流，又可通交流电，但b对交流电的阻碍作用大于对直流的阻碍作用，故b应为电感线圈;S接直流时，L3灯不亮，接交流时L3灯发光，说明与L3串联的元件c不能通过直流而能通过交流，故c应为电容器.答案：电阻 电感线圈 电容器9解析：(1)因为BO端不需要直流电，只需要交流电，根据电容C有“通交流、隔直流”的特点，应该在AB端接入一电容器C，该电容器隔开直流，通过交流.(2)因为BO端不需要交流电，只需要直流电，根据电容L有“通直流、隔交流”的特点，应该在AB端接入一个电感线圈，该电感线圈隔开交流，通过直流.答案：(1)电容器，对直流有阻碍作用.(2)电感线圈，对交变电流有阻碍作用.10解析：C1的作用是滤去直流成分而且要让低频成分通过，故应选用大容量的，C2的作用是滤去高频成分且要阻碍低频成分通过，故选小容量的.答案：C1用大容量 C2用小容量11解答：保险丝P与电流表串接在电路中，因而电流表的读数为：A2 A1.41 A.电容器C与电压表并联，因而电压表读数为：3002 V420 V.(1)保险丝是利用电流的热效应来熔断以保持电路的一种元件，因此通过保险丝的额定电流是指交流电的有效值而非最大值.原题中电流表示数应为2 A.对电容器来说，只要某一瞬间加在其两极上的电压超过耐压值，则由公式EU/d知，此瞬间电容器两极间的电场就使电介质击穿，因此，击穿电压是指交流电的最大值而非有效值，原题中电压表示数应为：V211.5 V.(2)有效值是表示交流电热效应平均效果的物理量，交流电的平均值是交流电对时间的平均值，利用和，求出的I、E均为平均值.要注意区分有效值和平均值两个概念的使用范围.求功、功率、焦耳热等物理量，通常要