2021-2022学年高中物理 第2章 交变电流与发电机 3 探究电阻、电感和电容的作用作业（含解析）沪科版选修3-2.docx

1、探究电阻、电感和电容的作用课后篇巩固提升A组1.关于电感对交变电流的影响,以下说法中正确的是()A.电感对交变电流有阻碍作用B.电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗C.电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数有关D.线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,电感对交变电流的阻碍作用就越大答案:ABCD2.关于电容对交变电流的影响,以下说法中正确的是()A.交变电流能通过电容器B.电容器具有通直流、阻交流的作用C.电容较小的电容器,具有通高频、阻低频的功能D.电容器的电容越大,交变电流的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用就越小答案:ACD3.对交变电流通过电容器的正确理解是()A.交变电

2、流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B.交变电流使定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质C.交变电流能够使电容器交替进行充电、放电,电路中就有了电流,表现为交变电流通过了电容器D.交变电流通过了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)解析:交变电流的大小和方向都做周期性变化,电容器在交变电流路中,就会不断地进行充电、放电,因此电路中仍有电荷的定向移动而形成电流,所以说电容器能通过交变电流。答案:CD4.将同一灯泡分别直接接到直流电源U和交变电流源u两端,发光亮度相同,将该灯泡分别与电感线圈或电容器串联后,再接到电源两端,则灯泡最亮的是()解析:同一灯泡分别直接接到

3、直流电源U和交流电源u两端,发光亮度相同,说明交流电源电压的有效值和直流电压相等。电容器具有“通交流、隔直流”的作用,电感线圈具有“通直流、阻交流,通低频、阻高频”的作用,A、B两种情况中接直流电源时,选项A中灯不亮,选项B中电感线圈相当于导线;选项C、D两种情况中接交流电源,由于电感线圈和电容器对交变电流均有阻碍作用,所以选项B中的灯泡最亮,选项B正确。答案:B5.在实际生产中,有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈,当电路中的开关S由闭合到断开时,线圈会产生很大的自感电动势,使开关S处产生电弧,危及操作人员的人身安全。为了避免电弧的产生,可在线圈处并联一个元件,在下列方案中可行的是()解

4、析:选项B、C中当开关闭合时使电源短路;A项中电容器在开关闭合、断开的瞬间存在充、放电,不可行;只有选项D电路在闭合开关时自感电动势阻碍电路中电流增大,在断开开关时自感电动势通过二极管形成回路,因而不会使开关处产生电弧,故选项D正确。答案:D6.在电子技术中,从某一装置输出的电流常常既有交流成分,又有直流成分,如果要把交流成分输送到下一级,应该用如图所示的电路中的(填“a”或“b”)电路。其中的电容器叫,它的作用是。答案:b隔直电容器阻止直流成分、而让交流成分通过7.在电子技术中,从某一装置输出的交变电流常常既有高频成分又有低频成分,要把低频成分输送到下一级装置,可用如图所示电路,其中电容器C

5、叫,通过它的是(填“高频”或“低频”)成分,它的电容一般较(填“大”或“小”),对高频容抗较(填“大”或“小”)。答案:高频旁路电容高频小小8.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,试分析其工作原理及各电容和电感的作用。解析:C1、C2都选用较大容量的电容器,这样它们对低频交变电流也能呈现很小的容抗,低频交变电流能顺利通过。电容器有隔直流的作用,直流成分不会通过电容器流掉。电感器也是要选用电感系数很大的,它对低频交变电流有较大的阻碍,对直流不起阻碍作用,能顺利通过。这样由于电容器隔直流、通交流,电感器通直流、阻交流的作用

6、,最后输出的是稳恒直流。答案:见解析B组1.(多选)如图所示,交变电流电压的瞬时值表达式为u=311sin 157t V时,三个电流表的示数相同,若电源电压改为u=311sin 314t V时,则()A.电流表A1示数减小B.电流表A2示数增大C.电流表A3示数不变D.三个电流表示数均不变解析:当由u变为u时,变化的是交变电压的频率(变大),电压的有效值不变,当频率变大,电感L的感抗变大,故A1的示数减小:电容C的容抗变小,故A2变大,电阻R的阻值不变,故A3示数不变。答案:ABC2.(多选)如图所示为电子技术中常用的电路之一,“”表示低频交流,“”表示高频交流,“”表示直流,则下列叙述正确的

7、是()A.图甲中后级输入只有交流成分B.图乙中后级输入只有直流成分C.图丙中后级输入只有低频交流成分D.图丙中后级输入只有高频交流成分解析:电容器具有“隔直流、通高频、阻低频”的作用,选项A、C正确。线圈具有“阻高频、通直流”的作用,选项B正确。答案:ABC3.(多选)在如图所示的电路中,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25 mH的高频扼流圈,C是一个100 pF的电容器,R是负载电阻。下列说法中正确的是()A.L的作用是“通低频,阻高频”B.C的作用是“通交流,隔直流”C.C的作用是“通高频,阻低频”D.通过R的电流中,低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百

8、分比解析: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;因电路中无直流电流,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的百分比,选项D正确。答案:ACD4.在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器,其电路图如图所示。主要元件是两个电感线圈L1、L2,它们的自感系数很大,F是熔丝,R是电阻,C1、C2是电容器,S为电视机开关。某一次用户没有先关电视(没断开S)就拔掉电源插头,结

9、果烧坏了图中电路元件,可能被烧坏的元件是()A.C2B.C1C.L1或L2D.F解析:在未断开S时拔掉电源插头,使得L1、L2中的电流突然减小,产生很高的感应电动势,这一电动势加在C2两端,C1受到R的保护而不受损坏,L1、L2中电流减小,也不损坏,选项A正确。答案:A5.(多选)在收音机电路中,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,需要把高频成分和低频成分分开,只让低频成分输入下一级,如果采用如图所示的电路图,图中虚线框a和b内只用一个电容或电感,那么()A.a是电容,用来通高频阻低频B.a是电感,用来阻交流通直流C.b是电感,用来阻高频通低频D.b是电容,用来

10、阻高频通低频解析:a应该将高频成分旁路掉,所以应该用较小的电容器,b应该让低频成分通过,所以应该用高频扼流圈,选项A、C正确。答案:AC6.如图甲、乙所示的两个电路都是从左端输入信号,从右端输出信号。甲图输入端输入的是高频、低频混合的交流信号,要求只输出低频信号;乙图输入端输入的是直流和低频交流的混合信号,要求只输出低频交流信号。那么C1、C2中哪个该用大电容?哪个该用小电容?解析:电容器的作用是“通交流、隔直流,通高频、阻低频”,由容抗的决定因素可看出:甲图中的C1必须电容小些,才能使高频交流顺利通过,而低频交流不易通过,这种电容器叫高频旁路电容器。乙图中的C2一般电容大些,使低频交变电流很

11、容易通过,只有直流成分从电阻上通过,这种电容器叫隔直电容器。答案:C1用小电容,C2用大电容教学建议1.重难点分析(1)本节教学重点:电感、电容对交变电流的阻碍作用。感抗、容抗的物理意义。(2)本节教学难点:影响感抗大小的因素;影响容抗大小的因素。2.教法建议(1)通过探究电感和电容在交流电路中的作用,着重说明电感和电容在交流与直流电路中的“不同表现”;要充分认识实验在展示这种“不同表现”中的地位和作用。(2)本节以定性了解为主,不要求讨论感抗和容抗的问题。教师应结合实际说明电感和电容的广泛存在,以开阔学生思路,引导学生在学习中注意联系实际问题。3.学法建议同学们在学习本节过程中要把握好两点:一是能利用电感器、电容器的特点定性分析简单的问题。二是进一步认识交变电流与直流的区别。参考资料电风扇的调速原理如图所示是一种电风扇调速器的内部结构。在一个日字形的铁心上绕了数百匝线圈,每隔数十匝就有一个抽头,分别接在触点25上。从图中可以看出,当调整旋钮转到触点0时,电路断开,风扇不转;当调整旋钮转到触点1时,电流不经过线圈,直接将风扇与电源连通,风扇的转速最大;当调整旋钮转到触点5时,电流经过的线圈匝数最多,感抗最大,风扇的转速最小。电风扇调速器简图