2024高中物理第五章交变电流课时作业九电感和电容对交变电流的影响含解析新人教版选修3-2

PAGEPAGE3电感和电容对交变电流的影响eq\a\vs4\al([全员参加·基础练])1．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沟通电阻碍作用大，D错，C正确．【答案】C2．(多选)关于感抗，下列说法中正确的是()A．感抗是由于电流改变时在线圈中产生了自感电动势，阻碍电流的改变B．感抗的大小不仅与自感系数有关，还与电流的频率有关C．感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量D．感抗是线圈的电阻产生的【解析】沟通通过线圈时，由于电流时刻改变，在线圈中产生感应电动势．感应电动势总是阻碍电流的改变，这就是产生感抗的缘由，A正确，D错误．频率越高，电流改变越快，自感电动势越大，线圈自感系数越大，对电流改变的阻碍作用越大，感抗越大，B正确．电感不是耗能元件，是储能元件，它储存的能量用来与电能转换，并不消耗，C正确．【答案】ABC3．(多选)对交变电流能够通过电容器的正确理解是()A．在有电容器的沟通电路中，没有电荷定向移动B．在有电容器的沟通电路中，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，事实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】BC4．电感和电容对沟通电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟沟通电的频率有关，下列说法中正确的是()A．电感是通直流、阻沟通，通高频、阻低频B．电容是通直流、阻沟通，通高频、阻低频C．电感是通直流、阻沟通，通低频、阻高频D．电容是通沟通、隔直流，通低频、阻高频【解析】电感线圈的作用是“通直流、阻沟通，通低频、阻高频”，电容器的作用是“通沟通、隔直流，通高频、阻低频”，所以C项正确．【答案】C图5­3­145．(2014·济南中学检测)两只相同的白炽灯L1、L2接到如图5­3­14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，这是因为沟通电频率增大，容抗减小，L1变亮，又频率增大，感抗增大，L2变暗．【答案】A6．(2014·台州中学高二检测)直流电源的电压与沟通电源电压的有效值相同，自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光最亮的是图中的()【解析】电容C、电感L都对沟通电有阻碍作用，故A、B两图中灯不是最亮的；C图中灯被短路，不亮；D图中电容C有隔直流作用，所以D中灯泡最亮．【答案】D图5­3­157．如图5­3­15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，发觉各灯的亮暗状况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是()A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻D．M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5­3­16所示，从某一装置中输出的电流既有沟通成分，又有直流成分，现要把沟通成分输送给下一级，有关甲、乙两图的说法正确的是()图5­3­16A．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】要把沟通成分输送给下一级，则电容器要起到“隔直流，通沟通”的作用，故应选用乙图电路，要使沟通成分都顺当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图5­3­179．如图5­3­17所示，电路由交变电源供电，最大电压保持不变，假如交变电流的频率上升，则下列说法中正确的是()A．电容器上的电荷量最大值增大B．电容器容抗增大C．电路中灯泡亮度变亮D．电路中灯泡亮度变暗【解析】本题考查电容对沟通的阻碍作用．电容器上的电荷量是Q＝CU，它确定于电容器的电容和电容器两板间的电压，与交变电流的频率无关，因此选项A错；当交变电流的频率上升时，电容器的容抗减小，灯泡的亮度变亮，故选项C正确，选项D错；沟通电频率越高，容抗越小，故选项B错．【答案】Ceq\a\vs4\al([超越自我·提升练])图5­3­1810．如图5­3­18所示，L1、L2和L3是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联，L3与一个定值电阻R串联．当a、b间接电压有效值为U、频率为f的正弦式沟通电源时，三只灯泡的亮度相同．现在a、b间接另一正弦式沟通电源，发觉灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变．由此可知，另一正弦式沟通电源可能是()A．电压有效值仍为U，而频率大于fB．电压有效值大于U，而频率大于fC．电压有效值仍为U，而频率小于fD．电压有效值小于U，而频率大于f【解析】电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，由L3亮度不变可知，电压的有效值不变；电感线圈对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，电流的频率越高，感抗也就越大，因此，通过电感线圈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，电容肯定时，在相同的电压下电容器容纳的电荷肯定，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，通过电容器的电流的有效值变大．由L1变亮、L2变暗可知，频率大于f，所以A正确．【答案】A11．(多选)如图5­3­19所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计．以下推断不正确的是()图5­3­19A．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，依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)(2014·徐州高二检测)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5­3­20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()图5­3­20A．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将会马上熄灭D．当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开，L1不会马上熄灭【解析】假如开关置于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将渐渐熄灭，故D正确，C错；当置于3、4时，且沟通电频率增大，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5­3­21所示，某输电线路横穿马路时，要在地下埋线通过．为了爱护输电线不至于被压坏，可预先铺设牢固的过路钢管，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，假如输电导线输送的电流很大，那么，以下说法正确的是()图5­3­21A．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，甲方案是不行行的D．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不行行的【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，产生的影响可相互抵消．【答案】BC图5­3­2214．如图5­3­22所示，两位同学利用图示装置做试验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，其次位同学使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，其次位同