高中物理3 电感和电容对交变电流的影响同步练习题

1．对交变电流能通过电容器，下列说法中正确的有(　　)

A．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流

B．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流

C．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动

D．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器

解析：把电容器接在交变电流两端，当电源电压升高时，电容器充电，电路中形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，电容器形成放电电流。在交变电源的一个周期内，电容器要交替进行充电、放电，反向充电、反向放电，电路中就有了持续的交变电流。所以，电容器两端加上交流电，电路中有了电流，但电荷却并没有通过电容器中的绝缘介质。B、D正确。

答案：BD

2.一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图1所示。一铁块插进线圈之后，该灯将(　　)

A．变亮　　　　　　　  B．变暗

C．对灯没影响      D．无法判断

解析：加入铁芯改变了电感线圈的自感系数，自感系数增大，感抗        图1

增大，降落的电压增大，降落在灯上的电压减小，所以灯变暗。

答案：B

3.两个相同的白炽灯L1和L2接到如图2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的正弦式交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦式交流电源后，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(　　)                                                   图2

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．最大值大于Um，而频率仍为f

D．最大值小于Um，而频率仍为f

解析：开始时两灯亮度相同，说明电路中的感抗和容抗相等，现在灯L1亮度大于灯L2的亮度，说明电路中的感抗大于容抗，根据交流电频率与感抗、容抗的关系可知交流的频率比原来变大，选项A正确，B、C、D均错误。

答案：A

4．如图3所示，F为一交流发电机，为使电流表A的示数增加，可行的办法是(　　)

图3

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

解析：容抗跟交变电流的频率和电容器的电容都成反比。当发电机转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，的读数增大，A对B错；C和D选项使电容减小，容抗增大。读数减小，C、D均错。

答案：A

5.如图4所示，交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，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．P1＝P2      B．P1＞P2

C．P1＜P2      D．不能比较                          图4

解析：接在直流电源上时，线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为小灯泡的内能，而当接到交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能外，还有一部分电能转化为磁场能，故P1＞P2。

答案：B

6.用电压表检查如图5所示的电路中的故障，测量Uad＝5.0 V，Uab＝0，Ubc＝5.0 V，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                                                  图5

D．电感线圈L断路

解析：当用电压表去判断电路故障时，如果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＝5.0 V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。

答案：D

7.在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需把低频成分输送到下一级装置，如图6所示，则下列做法合理的是(　　)

A．在ab间接入一个电容器

B．在ab间接入一个低频扼流圈

C．在ab间接入一个高频扼流圈

D．在ab间接入一个电容器或高频或低频扼流圈都可以   图6

解析：电容器是“通高频，阻低频”，低频扼流圈是对“通直流，阻交流”作用较大，而高频扼流圈“通低频，阻高频”，C对。

答案：C

8．下面的电路图是电子技术中的常用电路图(如图7所示)。a、b是电路的输入端，其中输入的高频电流用“”表示，低频电流用“～”表示，直流电流用“－”表示。对于负载电阻R中通过的电流有以下说明。

图7

①图甲中R通过的是低频电流　②图乙中R通过的是高频电流　③图乙中R通过的是低频电流　④图丙中R通过的是直流电流　⑤图丁中R通过的是高频电流

其中正确的是(　　)

A．①②③         B．②③④

C．③④⑤         D．①③④

解析：甲图中电容器与R串联，电容器“通交流，隔直流”，因此甲图中的直流电流被过滤掉，R中通过的只是低频电流，①正确。乙图中C很小，电流有交流高频和低频两种成分，C与R并联，因电容器“通高频，阻低频”，所以R中通过的是低频部分，②错误，③正确。丙图中是交流低频与直流电流，C与R并联，R中通过的为直流，④正确。丁图中，电源为交流高频和低频，图为电感L和电阻R串联，电感L是“通低频，阻高频”，所以R中通过的为低频电流，⑤错误，故正确答案为①③④，选D。

答案：D

9．如图8所示，分别将甲、乙两图中的双刀双掷开关依次接到电压相等的直流电源和交流电源上，灯泡的明、暗有什么不同？为什么？

图8

解析：甲图中，电路有一电感线圈，对交变电流有阻碍作用，所以S接直流电源时灯泡亮些，S接交流电源时灯泡暗些。乙图中，电路中有一电容器，在交变电压下通过电容器的交替充、放电过程表现为通路，所以S接直流电源时灯泡不亮，S接交流电源时灯泡发光。

答案：见解析

10.如图9所示，从AO输入的信号中，有直流电和交流电两种成分。

(1)现在要求信号到达BO两端只有交流电，没有直流电，需要在AB端接一个什么元件？该元件的作用是什么？

(2)若要求信号到达BO两端只有直流电，而没有交流电，则应在AB端接入一个什么元件？该元件的作用是什么？                          图9

解析：根据电容器和电感器对直流电和交流电的作用原理进行分析。

(1)因为BO端不需要直流电，只需要交流电，故根据电容C有“通交流，隔直流”的作用应在AB端接入一个电容器C，该电容器对直流电有阻隔作用，对交流电有通过作用。

(2)因为BO端不需要交流电，只需要直流电，故根据电感线圈有“通直流，阻交流”的作用，应在AB端接入一个电感线圈。该线圈对交流电有阻碍作用，对直流电有通过作用。

答案：(1)电容器，对直流有阻隔作用，对交流电有通过作用。

(2)电感线圈，对交流电有阻碍作用，对直流电有通过作用。