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2012高二物理每课一练：2.5 电容器对交变电流的作用（粤教版选修3-2）

上传时间: 2014-08-17

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2.5 电容器对交变电流的作用每课一练（粤教版选修3-2）

1．(双选)对交流电通过电容器的理解正确的是(　　)

A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体

B．交变电流定向移动的自由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)

2．如图8所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率减小时(　　)

图8

A．电容器电容增加

B．电容器电容减小

C．电灯变暗

D．电灯变亮

3．如图9所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是(　　)

图9

A．等于220 V B．大于220 V

C．小于220 V D．等于零

4．如图10所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增加，可行的方法是(　　)

图10

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．使电容器两极板间距离增大

5．两个相同的灯泡L1和L2，接到如图11所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，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的亮度高于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是(　　)

图11

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

6．在频率为f的交变电流电路中，如图12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(　　)

图12

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．流过R、C、L的电流有效值都不变

7．(双选)如图13所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中，正确的是(L的直流电阻不为零)(　　)

图13

A．直流成分只能从L通过

B．交流成分只能从R通过

C．通过R的既有直流成分又有交流成分

D．通过L的直流成分比通过R的直流成分要大

8．(双选)如图14所示的电路中，A、B、C三灯泡亮度相同，电源为220 V,50 Hz的交流电源，以下叙述中正确的是(　　)

图14

A．改接220 V,100 Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变

B．改接220 V,100 Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮

C．改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变

D．改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗

9．(双选)如图15所示，“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．图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器(　　)

图15

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的作用是减少通过乙扬声器的低频电流

10．(双选)彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图16所示，主要元件是两个线圈L1、L2，它们的自感系数很大，F是保险丝，R是压敏电阻(正常情况下阻值很大，但电压超过设定值时，阻值会迅速减小，可以保护与其并联的元件)，C1、C2是电容器，S为电视机开关，某一次用户没有先关电视机(没有断开S)就拔掉电源插头，结果烧坏了图中的电路元件，可能被烧坏的元件是 (　　)

图16

A．R B．L1或L2 C．C2 D．C1

11．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，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图17所示的装置电路，其中代号a、b应选择的元件是(　　)

图17

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈

C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈

D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈

题号

答案

12．如图18所示，A、B、C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为交流电源．当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮；当开关S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光．由此可知，a元件应是________，b元件应是________，c元件应是________．

图18

13．如图19所示为电子技术中的部分电路，前级输出的电流中既有直流成分，又有交流成分，如果只需要把交流成分输送到下一级装置，应在a、b两点间接入一个________；如果只需把直流输送到下一级装置，应在a、b两点间接入一个________．

图19

14．如图20所示，是一个判定A、B之间电源性质的仪器，自感系数和电容都较大．若接通电源后只有绿灯亮，则A、B之间是什么电源？若只有红灯亮或黄灯亮，A、B之间电源又如何？

图20

答案

课后巩固练

1．CD　[电流能“通过”电容器，并非电荷真的通过电容器两极板间的电介质，而是交变电流交替对电容器充、放电，电容器中并未有自由电荷通过，但电路中有了电流，表现为交变电流通过了电容器．]

2．C　[电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关，故选项A和B是错误的；当交变电源的频率减小时，电容器充、放电的速度减慢，电容器的容抗增大，电流减小，电灯变暗，故C对，D错．]

3．C　[电感线圈对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即UL＋UR＝220 V，故交流电压表的示数小于220 V，C正确．]

4．A　[当发电机转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表A的读数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小；使电容器两极板间距离增大时，电容器的电容也减小，当电容减小时，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A的示数减小，C、D两项均错误．]

5．A　[电压最大值不变，则其有效值也不变，当频率变大时，容抗变小，感抗变大，故L1变亮，L2变暗，即灯L1的亮度高于灯L2的亮度，A项正确，B项错误；若最大值大于Um，频率不变，容抗、感抗均不变，故L1、L2的亮度都增大，但亮度相同，C项错误，同理知D项错误．]

6．D　[电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，因此，通过电阻的电流有效值不变；电感器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，感抗也就越大，因此，通过电感线圈的电流有效值变小；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，通过电容器的电流有效值变大．]

7．CD　[由于线圈直流电阻不为零，所以有直流通过R，而线圈对交流有阻碍作用，因此也有交流成分通过R，B错，C正确；由于R对交流也有阻碍作用，所以也有交流成分通过L，A错；因为一般导线的直流电阻都很小，所以通过线圈的直流要比通过R的要大，D正确．]

8．AC　[电源由“220 V,50 Hz”改为“220 V,100 Hz”时，由XL＝2πfL，XC＝可知XL变大，XC减小，A变亮，B变暗，C不变，A对、B错；改接220 V直流电源时，电容器处于断路，A灯熄灭，C灯亮度不变，由于L对直流没有感抗，所以B灯变亮，C对、D错．]

9．BD　[这是一个实际应用问题，考查对电感、电容在高频、低频同时存在的电路中的综合作用．只要抓住基础知识点，就可进行综合分析．电路中的电感和电容作用可以简单概括为：电感——通直流，阻交流，通低频，阻高频；电容——通交流，隔直流，通高频，阻低频．]

10．BC　[由于L1和L2的自感作用，R，C2，L2，L1所构成的闭合回路中产生较大的电流，C2，L1，L2可能烧坏，而C1与R元件并联，由于R的保护C1不会烧坏，选B、C.]

11．C　[电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容应较小．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)．]

12．电阻　电感器　电容器

13．电容器　电感器

14．绿灯亮A、B间接交流；红灯亮A、B间接直流且A端为正极；黄灯亮A、B间接直流且B端为正极．

解析　由于电容器C具有隔直流的特性，故只有绿灯亮时A、B之间必是交流电源，至于此时为什么红灯和黄灯不亮，则是由于线圈L具有阻交流的作用．当A、B之间接入直流电时，绿灯不亮是肯定的，此时红灯亮还是黄灯亮，则必须考虑二极管D1和D2的单向导电性．故A、B间接交变电流时，绿灯亮；A、B间接直流电且A端是正极时红灯亮； A、B间接直流电且B端是正极时黄灯亮．

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