2024-2025学年高中物理第二章交变电流4-5电容器在交流电路中的作用电感器在交流电路中的作用课时练习含解析教科版选修3-2

PAGE7-电容器在沟通电路中的作用电感器在沟通电路中的作用(25分钟·60分)一、选择题(本题共7小题,每小题7分,共49分)1.(2024·上饶高二检测)如图所示,一个边长L=10cm,匝数N=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,磁感应强度B=0.50T,角速度ω=10πrad/s,闭合回路中两只灯泡均能正常发光。下列说法正确的是 ()A.从图中位置起先计时,感应电动势的瞬时表达式为e=5πcos10πt(V)B.增大线圈转动角速度ω时,感应电动势的峰值Em不变C.抽去电感器L的铁芯时,灯泡L2变暗D.增大电容器C两极板间的距离时,灯泡L1变亮【解析】选A。依据Em=NBωS可得感应电动势的最大值:Em=100×0.5×0.12×10πV=5π(V),由于从线圈平面垂直于中性面起先计时,所以电动势瞬时值的表达式:e=Emcosωt=5πcos10πt(V),故选项A正确;依据Em=NBωS可得增大线圈转动角速度ω时,感应电动势的峰值Em增大,故选项B错误;抽去电感器L的铁芯时,即减小自感系数,电感器的感抗减小,流过灯泡L2的电流增大,依据功率公式可知灯泡L2变亮,故选项C错误;增大电容器C两极板间的距离时,依据C=可知电容器的电容C减小,则有电容器的容抗增大,流过灯泡L1的电流减小,依据功率公式可知灯泡L1变暗,故选项D错误。2.在如图所示的电路中,L1、L2是两个相同的小灯泡,A、B处的虚线框内各接有一个电学元件。a、b两端分别与直流电源和沟通电源相连接,且直流电源的电压与沟通电源电压的有效值相等,视察两种状况下灯泡的亮度。当接直流电源时,L1不发光,L2正常发光;当接沟通电源时,L1发光,L2明显变暗。则下列说法正确的是 ()A.A中接的是电阻,B中接的是电容器B.A中接的是电感线圈,B中接的是电阻C.A中接的是电感线圈,B中接的是电容器D.A中接的是电容器,B中接的是电感线圈【解析】选D。当a、b两端加直流电压时,L1不发光,L2正常发光;当加同样电压的沟通电源时,L1发光,L2发光较暗。由此可知线框A中为电容器,因为电容器隔直流通沟通,线框B中是电感线圈,因为电感线圈对沟通电有阻碍作用,对直流电无阻碍作用,故D正确,A、B、C错误。3.关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是()A.电阻对直流电和沟通电的阻碍作用相同B.电感线圈对沟通电的阻碍作用是由于线圈自身存在电阻C.电容器两极板间是绝缘的,故电容支路上没有电流通过D.交变电流的频率增加时,电阻、电感线圈、电容器对电流的阻碍作用都增加【解析】选A。电阻对直流电和沟通电的阻碍作用相同,故A正确;电感线圈对沟通电的阻碍作用是由于电磁感应原理,故B错误;电容器的特性:通沟通,隔直流,通高频,阻低频,故C错误;交变电流的频率增加时,电感的阻碍增加,而电容的阻碍减小,对于电阻则不变,故D错误。4.如图所示的电路,有直流和沟通成分的电流通过,为了尽量削减R2上的沟通成分,应 ()A.选用自感系数较大的线圈和电容较小的电容器B.选用自感系数较小的线圈和电容较大的电容器C.选用自感系数较小的线圈和电容较小的电容器D.选用自感系数较大的线圈和电容较大的电容器【解析】选D。自感系数越大的线圈对沟通电的阻碍作用越大,电容越大的电容器对沟通电的阻碍作用越小,所以为了尽量削减R2上的沟通成分,须要选用自感系数较大的线圈和电容较大的电容器,故D正确,A、B、C错误。5.(多选)(2024·南宁高二检测)某同学在探讨电容器、电感器对恒定电流与交变电流的影响时,采纳了如图所示的电路,L1、L2是两个完全相同的灯泡。当双刀双掷开关置于3、4时,电路与沟通电源接通,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视察到的试验现象是 ()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,沟通电频率增加且稳定后,L1变亮、L2变暗C.当开关置于3、4时,沟通电频率增大,L1变暗,L2变亮D.当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开,L1将会马上熄灭【解析】选A、C。当开关置于1、2时,接的是直流电,稳定后,电感的感抗减小,L1亮,电容的容抗无穷大,是断路,L2不亮,A正确;当开关置于3、4时,沟通电频率增加且稳定后,因电容器阻碍减小,线圈阻碍增大,导致L1变暗、L2变亮,B错误;开关置于3、4时,当沟通电频率增大时,电容器阻碍减小,线圈阻碍增大,所以L1变暗、L2变亮,C正确;当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开,电容器要放电,由于线圈对电流的阻碍作用,导致L1将不会马上熄灭,D错误。【加固训练】用电压表检查如图所示的电路中的故障,测量Uad=5.0V,Uab=0,Ubc=5.0V,Ucd=0。则电路故障可能是 ()A.滑动变阻器R1断路 B.电容器C被击穿C.电阻R2断路 D.电感线圈L断路【解析】选D。当用电压表去推断电路故障时,假如电压表的两接线柱能与电源的两极接通,而与电压表两接线柱相并联的那部分电路没有完全短路,电压表就会有示数。即当电压表有示数时,电源两极与电压表两接线柱间的电路无断点。由题意Uad=Ubc=5.0V可知ab、cd间为通路,A、C错误;若电容器被击穿,则Ubc将为零,B错误。故正确答案为D。6.如图所示的电路中,a、b两端连接的沟通电源中既含高频沟通,又含低频沟通,L是一个25mH的高频扼流圈,C是一个100pF的电容器,R是负载电阻,下列说法不正确的是 ()A.L的作用是“通低频,阻高频”B.C的作用是“通沟通,隔直流”C.C的作用是“通高频,阻低频”D.通过R的电流中,低频沟通所占的百分比远远大于高频沟通所占的百分比【解析】选B。因为电感L是一个高频扼流圈,“通低频,阻高频”,A选项正确;C是一个电容较小的电容器,所以对低频的沟通电容抗就较大,故选项C正确,B错误;这样通过电阻R的电流中,低频沟通所占的百分比远远大于高频沟通所占的百分比,选项D正确。【加固训练】(多选)从某一装置输出的沟通电中,经常既有高频成分,又有低频成分。假如只须要把低频成分输送到下一级装置,可采纳的电路是图中的 ()【解析】选A、D。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,即须要高频旁路电容器,故A正确。也可以干脆阻碍高频成分通过,即阻高频、通低频,可以采纳高频扼流圈,故D正确。7.某信号源中有直流成分、沟通高频成分和沟通低频成分,为使放大器仅得到沟通低频成分,如图所示的电路中可行的是 ()【解析】选D。A图中连入一个电阻,对沟通电没有阻碍作用,所以放大器得到全部成分,A错误;B图中连入电感线圈,放大器可得到直流成分,若为高频扼流圈也可得到低频成分,B错误;;C图既可得到高频成分也可得到低频成分,C错误;D图通过C1的是高、低频都有,高频成分通过旁路电容C2被滤去,故D正确。二、非选择题(11分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)8.如图所示是一个判定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之间必是沟通电源,至于此时为什么红灯和黄灯不亮,则是由于线圈L具有阻沟通的作用。当AB之间接入直流电时,绿灯不亮是显见的,此时红灯亮还是黄灯亮,则必需考虑二极管D1和D2的单向导电性。答案: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。【总结提升】沟通电路中电感器和电容器的解题方法(1)明确沟通电源的特点及电路中电感器和电容器的连接方式。(2)利用电感器和电容器的特点,结合电路图及电学学问分析电流和电压的改变状况。(3)依据题意要求设计电路,确定电感器或电容器在电路中的详细位置。(15分钟·40分)9.(7分)关于电容对交变电流的影响,下列说法正确的是 ()A.对一只给定的电容器来说它对任何频率的交变电流的阻碍作用都相同B.同一只电容器对高频交变电流的容抗大于对低频交变电流的容抗C.同一只电容器对高频交变电流的容抗小于对低频交变电流的容抗D.同一只电容器对高频交变电流的容抗等于对低频交变电流的容抗【解析】选C。电容器的容抗跟沟通电的频率成反比,频率越大,容抗越小,对交变电流的阻碍作用就越小。10.(7分)(2024·太原高二检测)在收音机线路中,经天线接收下来的电信号既有高频成分,又有低频成分,经放大后送到下一级,须要把低频成分和高频成分分开,只让低频成分输送到再下一级,我们可以采纳如图所示电路,其中a、b应选择的元件是 ()A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流圈B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流圈C.a是电容较小的电容器,b是低频扼流圈D.a是电容较小的电容器,b是高频扼流圈【解析】选B。电容器具有通高频、阻低频的作用,这样的电容器电容应较大。电感线圈在该电路中要求做到通低频、阻高频,所以它是一个高频扼流圈(自感系数较小的电感线圈),故B正确。11.(7分)如图所示的沟通电路中,灯L1、L2和L3均发光,假如保持沟通电源两端电压的有效值不变,但频率减小,各灯的亮、暗改变状况为 ()A.灯L1、L2均变亮,灯L3变暗B.灯L1、L2、L3均变暗C.灯L1不变,灯L2变暗,灯L3变亮D.灯L1不变,灯L2变亮,灯L3变暗【解析】选D。输入的沟通电频率减小,对电阻R没影响,L1灯亮度不变;由xL=2πfL可知,频率减小,则电感的阻碍作用减小,所以L2灯的亮度变亮;由xC=可知,频率减小,则电容器的阻碍作用增大,所以L3灯更暗一些,故A、B、C错误,D正确。12.(19分)收音机的音量限制电路