2019-2020年高中物理第2章交變電流與發(fā)電機(jī)23探究電阻電感和電容的作用課后訓(xùn)練滬科版選修

2019-2020年高中物理第2章交變電流與發(fā)電機(jī)2.3研究電阻、電感和電容的作用課后訓(xùn)練滬科版選修3-21.在交流電路中，以下說法正確的選項(xiàng)是（）。影響電流與電壓關(guān)系的，不但有電阻，還有電感和電容B.電感對(duì)交變電流有阻攔作用，是由于交變電流經(jīng)過電感線圈時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻攔電流的變化交變電流能經(jīng)過電容器，是由于交變電壓的最大值大于擊穿電壓，電容器被擊穿了電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗就越大交變電流經(jīng)過一段長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí)，電流為|，若是把這根長(zhǎng)直導(dǎo)線繞成線圈，如圖所示，再接入原電路，經(jīng)過線圈的電流為I則（）。6A.I

'>

I

B.

I'v

I

C.I

'=

I

D.無法比較3.器，R是電阻，關(guān)于

在以下列圖電路中，電壓表的示數(shù)，以下說法正確的選項(xiàng)是

u是有效值為（）。

220V

的交流電源，

C是電容A.等于220VB.大于220VC.小于220VD.等于零4?扼流圈就是電感線圈，有高頻扼流圈和低頻扼流圈之分，以下說法中正確的選項(xiàng)是（）。扼流圈是利用電感阻攔交變電流的作用制成的低頻扼流圈用來“通低頻，阻高頻”高頻扼流圈用來“通直流，阻交流”高頻扼流圈對(duì)低頻交變電流阻攔作用較小，對(duì)高頻交變電流的阻攔很大5.在交流電路中，要減小電容器的容抗，能夠（）。A.減小兩極板的正對(duì)面積B.減小極板間的距離C.合適增大交變電流的電壓D.減小交變電流的頻率6.某同學(xué)在研究電容、電感對(duì)恒定電流與交變電流的影響時(shí)，采用了以下列圖的電路，其中Li、L2是兩個(gè)完好相同的燈泡，已知把開關(guān)置于3、時(shí)，電路與交流電源相通，牢固后的兩個(gè)燈泡發(fā)光明度相同，則該同學(xué)在以下操作中能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（）。直流+-LL!\―?"當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí)，牢固后Li亮、L2不亮B.當(dāng)開關(guān)置于

1、2

時(shí)，牢固后

Li、L2兩個(gè)燈泡均發(fā)光，但

Li比

L2亮當(dāng)開關(guān)從置于

3、4

這一C.牢固狀態(tài)下突然斷開，則兩燈泡同時(shí)馬上熄滅

當(dāng)開關(guān)置于

3、4

瞬時(shí)，L2馬上發(fā)光，而

Li亮D.度慢慢增大某信號(hào)源中有直流成分、交流高頻成分和交流低頻成分，為使放大器僅獲取交流低頻成分，以下列圖，電路中可行的是c( )。&以下列圖的交流電路中，L為電感線圈,ABDR為燈泡，交流電壓表和電流表都是理想電

表，交流電源電壓為

220V，頻率為

50Hz，若保持電壓的有效值

220V

不變，而將其頻率

逐漸降低為

30Hz，則兩電表示數(shù)如何變化？燈泡亮度如何變化？參照答案1.答案：

AB解析：交變電流能經(jīng)過電容器是由于交流電路中電容器的兩極加上交變電壓，兩極板上不斷進(jìn)行充放電，電路中產(chǎn)生電流，表現(xiàn)為交變電流“經(jīng)過”了電容器，故C錯(cuò)。電容器的電容越大、交流的頻率越高，容抗越小，

D錯(cuò)。2.答案：

B解析：長(zhǎng)直導(dǎo)線的自感系數(shù)很小，感抗可忽略不計(jì)，其對(duì)交變電流的阻攔作用能夠看做是純電阻，流經(jīng)它的交變電流只碰到導(dǎo)線電阻的阻攔作用．當(dāng)導(dǎo)線繞成線圈后，電阻值未變，但自感系數(shù)增大，對(duì)交變電流的阻攔作用不僅有電阻，而且有感抗，阻攔作用增大，電流減?。蚀鸢笐?yīng)選

B。3.答案：

C解析：交流電能經(jīng)過電容器，但對(duì)交流電有阻攔作用，稱為容抗，近似于是一個(gè)“電阻”，電容器的容抗與電阻串通，依照串通分壓原理可知電阻兩端電壓應(yīng)小于電源電壓，而電壓表測(cè)的是電阻兩端電壓，故C正確。答案：AD解析：低頻扼流圈的自感系數(shù)很大，阻攔更大；高頻扼流圈的自感系數(shù)很小，

對(duì)低頻交變電流的阻攔作用就已很大，對(duì)高頻交變電流的對(duì)高頻交變電流表現(xiàn)較大的阻抗，對(duì)低頻交變電流的阻攔作用很小。答案：B解析：電容對(duì)交變電流的阻攔作用的大小，即容抗，與電容器的電容及交變電流的頻率電容C越大，電容器容納電荷的本領(lǐng)越大，在交變電流的頻率及電壓峰值確定的情況下，電路中的充電電流和放電電流越大，表現(xiàn)為對(duì)交變電流的阻攔作用越小，容抗越??；電容時(shí)，交流電的頻率f越大，充電、放電交替越快，阻攔作用也越小，即容抗越小。電容器的電容是由電容器自己的結(jié)構(gòu)決定的，其決定式為：C=,可知正對(duì)面積S越大，

有關(guān)：C確定電容

C越大；板間距離

d越大，電容

C越小。綜上解析，合適增大交變電流的電壓對(duì)容抗無影響，因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤；減小兩極板間的正對(duì)面積，電容C減小，容抗增大，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤；減小極板間的距離，電容C增大，容抗減小，因此選項(xiàng)B正確；減小交變電流的頻率f,容抗增大，因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.答案：

AD解析：當(dāng)開關(guān)置于1、2A正確、B錯(cuò)誤；在開關(guān)置于

時(shí)，牢固后因電容器隔直流，故電路斷開，L2不發(fā)光，3、4的瞬時(shí)，電容器通交流，L2馬上發(fā)光，由于電感的自感作

Li發(fā)光，用，Li亮度慢慢增大，

D正確；當(dāng)開關(guān)從置于

3、4

這一牢固狀態(tài)下突然斷開時(shí)，儲(chǔ)蓄在

L和

C

中電能會(huì)釋放出來，兩燈不會(huì)馬上熄滅，

C錯(cuò)誤。7.答案：

D解析：本題為感抗、

容抗在實(shí)質(zhì)中的應(yīng)用

,做題時(shí)應(yīng)依照其特點(diǎn)和題中的要求進(jìn)行解決。

信號(hào)中含有三種成分

,去掉直流成分用隔直電容即可

,因此消除

AB。而

C中交流高、低頻成分均進(jìn)入放大器，需加入另一旁路電容

C2,

所以D正確。8.答案：見解析解析：電源頻率減小，線圈的感抗減小

(

XL

=

2n

fL)，在電壓不變的情況下，電路中電

流增大

,即電流表的示數(shù)增大；燈泡電阻必然,電流增大,功率增大,燈泡變亮；電源電壓U=LR+U,因LR增大，U不變，故LL減小，即電壓表示數(shù)減小。2019-2020年高中物理第2章交變電流與發(fā)電機(jī)單元測(cè)試滬科版選修3-2、選擇題（共12個(gè)小題，每題4分，共48分）B.C.t3時(shí)刻經(jīng)過線圈的磁通量的變化率的絕對(duì)值最大1一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感覺電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間每當(dāng)E變換方向時(shí)，經(jīng)過線圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大值.2關(guān)于交變電流的最大值Im和有效值I之間的關(guān)系，以下說法中正確的選項(xiàng)是（A.正弦式交變電流滿足lm=.21B.電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖電流滿足Im—2IC.所有交變電流滿足Im—2IA.11Im=D.交變電流的有效值是依照電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的，不是所有的交變電流都滿足t2時(shí)刻經(jīng)過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大2I以下列圖，在交流電路中，若是電源電動(dòng)勢(shì)的最大值不變，頻率能夠改變，在圖中電路的a、b兩點(diǎn)間逐次將圖中的電路元件（1）（2）（3）單獨(dú)接入，當(dāng)使交流頻率增加時(shí),能夠觀(1)(2)(3)察到以下論述的哪一種情況（）讀數(shù)不變，讀數(shù)增大，讀數(shù)減小讀數(shù)減小，讀數(shù)不變，讀數(shù)增大讀數(shù)增大，讀數(shù)不變，讀數(shù)減小、、的讀數(shù)均不變?cè)谑找魴C(jī)線路中，經(jīng)天線接收下來的電信號(hào)既有高頻成分也有低頻成分，經(jīng)放大后送給下一級(jí)，需要把低頻成分和高頻成分分開，只讓低頻成分輸入給下一級(jí)，我們采用了如圖所示裝置電路，其中代號(hào)a、b應(yīng)選擇的元件是（）A.a是電容較大的電容器,b是低頻扼流圈B.a是電容較大的電容器,b是高頻扼流圈C.a是電容較小的電容器,b是低頻扼流圈D.a是電容較小的電容器,b是高頻扼流圈以下列圖，正弦波和方波交變電流的最大值相等，周期也相等，現(xiàn)把它們通入完好相同的電阻，則在相同的時(shí)間（遠(yuǎn)大于周期）內(nèi)，兩電阻發(fā)熱之比Q甲/Q乙等于（A.1/2C.1/4D.1/1線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流，從以下列圖可知A.在A和C時(shí)刻線圈處于中性面地址在B和D時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零C.從A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為nradD.若從0時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次7把一段確定的導(dǎo)線做成線圈，在確定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸線以固定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交流感覺電動(dòng)勢(shì)的最大值的情況是（）做成方形，線圈平面垂直于轉(zhuǎn)軸做成方形，轉(zhuǎn)軸經(jīng)過線圈平面做成圓形，轉(zhuǎn)軸經(jīng)過線圈平面做成圓形，線圈平面垂直于轉(zhuǎn)軸8如圖甲所示，在閉合鐵芯上繞著兩個(gè)線圈M和P,線圈P與電流表構(gòu)成閉合回路。若在ti至t2這段時(shí)間內(nèi)，觀察到經(jīng)過電流表的電流方向自上向下（即為由c經(jīng)電流表至d），則能夠判斷出線圈

M兩端的電勢(shì)差

uab隨時(shí)間

t的變化情況可能是圖乙中的

（

）n9以下列圖，在兩塊金屬板上加交變電壓

u=UaQnTt，當(dāng)t=0時(shí)，板間有一個(gè)電子正處于靜止?fàn)顟B(tài)

,A.t=T時(shí)，電子回到原出發(fā)點(diǎn)電子向來向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)t=T/2時(shí)，電子將有最大速度t=T/2時(shí)，電子位移最大10正弦式電流電壓e=50sin314tV加在一氖管的兩端，已知當(dāng)氖管兩端的電壓達(dá)到252V時(shí)才開始發(fā)光，則此氖管在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)光的總時(shí)間為（）A.0.02sB.0.0025sC.0.01sD.0.005s第n卷（非選擇題共52分）二、填空題（共2個(gè)小題，共12分）11某交流電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律以下列圖，此交流電的頻率是____________Hz。若將該電壓加在10卩F的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于__________V;若將該電壓加在一阻值為1kQ的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為防備不測(cè)事故的發(fā)生，該電路中保險(xiǎn)絲的額定電流不能高于_________________A。12家用調(diào)光臺(tái)燈常用可控硅實(shí)現(xiàn)調(diào)光，一平常照明臺(tái)燈用正弦交變電流經(jīng)過可控硅后,其電壓隨時(shí)間變化的圖像以下列圖，則該電壓的有效值為_______________V。三、計(jì)算與論證（共4個(gè)小題，共40分，解答時(shí)要有必定的解析過程，直接寫結(jié)果不得分）13（10分）以下列圖，一個(gè)交流發(fā)電機(jī)線圈共50匝，ab=0.2m,be=0.1m，總電阻r=10Q，它在B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中從磁通量最大地址開始以100轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。1線圈外接R=40Q的電阻，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過4周期時(shí)，求：￡外電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。這段時(shí)間內(nèi)經(jīng)過外電阻R的電荷量。14(10分)在皮帶的帶動(dòng)下，固定在發(fā)動(dòng)機(jī)軸上的正方形線圈以角速度50rad/s勻速轉(zhuǎn)aR

動(dòng)，線圈邊長(zhǎng)為

20cm,

匝數(shù)為

10匝，線圈總電阻為

1Q,轉(zhuǎn)動(dòng)軸

00穿過線圈對(duì)邊的中

點(diǎn)，整個(gè)裝置處在磁感覺強(qiáng)度為

1T

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。線圈中產(chǎn)生的交變電流經(jīng)滑環(huán)電刷向

R=9Q的電阻供電，以下列圖。求:交流安培表和伏特表的示數(shù);(內(nèi)阻不計(jì))，求:電源內(nèi)的發(fā)熱功率和電源的輸出功率。15(10

分)(湖南郴州

xx屆高三調(diào)研試題

)以下列圖，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞

OO軸電阻

r=0.1

Q，長(zhǎng)

L1=0.05m

,寬L2=0.04m，角速度3=100rad/s，磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度B=0.25T。線圈兩端外接電阻R=9.9Q的用電器和一個(gè)交流電流表0XX|XX1XX\KXXK>X1X>;1X+k?士rR\o—?jiǎng)蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直。已知線圈匝數(shù)n=400,(1)線圈中產(chǎn)生的最大感覺電動(dòng)勢(shì)。⑵電流表

A的讀數(shù)。(3)用電器上耗資的電功率。16(10

分)以下列圖，一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)

,

其矩形線圈長(zhǎng)度為

a,

寬度為

b,共有n匝，總電阻為r，線圈外電路上接有一個(gè)阻值為磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸

R的定值電阻。線圈以角速度00勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿轉(zhuǎn)軸00方向看去，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向沿順時(shí)針。求：(1)從圖中畫出線圈經(jīng)過圖示地址時(shí)經(jīng)過電阻R上的感覺電流的方向。(2)從圖示地址(線圈平面平行于磁場(chǎng)方向)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間，經(jīng)過電阻R上的電流的瞬市價(jià)第一次為零？⑶與電阻并聯(lián)的交流電壓表的示數(shù)是多少?參照答案1答案：BCD2答案：AD解析：頻率越高，電容器容抗越小，而電感的感抗越大，但電阻不變。答案：C4解析：a的作用是使高頻成分經(jīng)過，因此容抗必定較大，才能阻攔低頻成分，因此a是電容小的電容器；b的作用是阻攔高頻成分而使低頻成分經(jīng)過，因此b是高頻扼流圈，所以選項(xiàng)D正確。答案：D5解析：依照交變電流有效值的定義，正弦波的有效值為I二1；，方波的有效值為I,max2

I甲1由焦耳定律

Q=IRt得

Q甲/Q

乙=丐=°,應(yīng)選

B。答案：B6解析：以下列圖對(duì)應(yīng)表達(dá)式形式為i=Imaxsin31A，從中性面開始計(jì)時(shí)，A和C時(shí)刻電流最大，線圈平面與中性面垂直，A不正確；B和D時(shí)刻在中性面地址，穿過線圈的磁通量最3n大，B不正確；A時(shí)刻到D時(shí)刻，經(jīng)過四分之三周期，轉(zhuǎn)過—rad，而不是nrad,C不正確；若從0時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過0.02s，說明頻率為50Hz,故在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次，因此D正確。答案：D7解析：Ema尸NBSo，做成圓形面積最大，但D所述情況無磁感線穿過回路，不會(huì)產(chǎn)生感覺電流，故C選項(xiàng)正確。答案：C8解析：由電磁感覺的知識(shí)可知，要想使右邊線圈產(chǎn)生自上而下（c至d）的電流，必定使左邊Uab>0且電壓是減小的；或Uab<0且電壓是增大的，四個(gè)選項(xiàng)中只有C、D滿足條件。答案：CD解析：金屬板間加上交變電壓后，兩板間會(huì)形成交變電場(chǎng)，前半周期和后半周期電場(chǎng)方向相反。電子最初處于靜止?fàn)顟B(tài)，在前半周期內(nèi)向一個(gè)方向做變加速直線運(yùn)動(dòng)，后半周期內(nèi)答案：BC沿原方向10解2n2X314做析：變減

從e—50sin314tV，可求出交流的周期T——s—0.02s。畫出3314e=252V時(shí)，由上式能夠求得:252V=50sin314t,速運(yùn)動(dòng)，直至速度為零，電子在t=?時(shí)速度最大。應(yīng)選BCo正弦式電流的圖像，以下列圖。當(dāng)即sin314t=￥,i=400s，「3nz3當(dāng)314t2=T時(shí)，t2=400s，在半個(gè)周期

(

2)內(nèi)，t=12—

T11=400s

—

400s

3=200s

11內(nèi)氖管是發(fā)光的。

應(yīng)選項(xiàng)

C正確。答案：C111解析：f=Hz=25Hz。0.04由于該交流電壓的最大值為100V，因此電容器的耐壓值應(yīng)不小于100V。該交流電壓的有效值U=V=50聾2V,I=1000A=20A，因此保險(xiǎn)絲的額定電流不能夠咼于A。答案：25100可212解析：此電壓加到電阻兩端，相當(dāng)于最大值為Unax,周期為T的交流電只存在正半周Unax2或負(fù)半周的情況，依據(jù)有效值的定義2UUnax飛——t=-?2t，得U=2，因此該電壓的有效值Unax為無。Unax答案：y13解(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢(shì)的最大值為E析nax：=NBSw=50X0.5X0.2X0.1X200nV=314VE2ER+r，(2)求經(jīng)過R上的電荷量要用平均值,在R上產(chǎn)生的焦耳熱為d(祐)嵐=「94J。經(jīng)過R上的電荷量為q=It，其中△①=BS,△t=T/4，上述方程解得：q=0.01C。依照法拉第電磁感覺定律答案：(1)1.94J(2)0.01C14解析：交流電流表和電壓表的讀數(shù)都是有效值，先計(jì)算出交變電