2019-2020年高中物理 第2章 第4節(jié) 電容器在交流電路中的作用課時(shí)作業(yè) 教科版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第2章 第4節(jié) 電容器在交流電路中的作用課時(shí)作業(yè) 教科版選修3-2 1.電容器導(dǎo)通交流電的實(shí)質(zhì)是由于兩極板間的電壓在周期性地變化,使電容器反復(fù)地______和______,雖然電容器的兩極板間并沒有電流通過,但在連接電容器和電源的電路中卻形成__________. 2.電容器對(duì)交流電的阻礙作用稱為__________,它的大小跟__________有關(guān),還跟交流電的______有關(guān),即____________. 3.在電子技術(shù)中,在兩級(jí)電路間串聯(lián)一個(gè)電容器來阻止直流成分通過,這種電容器叫__________;在下級(jí)電路的輸入端并聯(lián)一個(gè)電容器,通過電容器濾除高頻干擾信號(hào),這種電容器叫__________. 4.電容器對(duì)交變電流影響的以下說法中正確的是( ) A.電容器對(duì)交變電流有阻礙作用 B.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用越小,容抗就越大 C.電容器具有“通直流、隔交流,通低頻、阻高頻”的作用 D.電容器的電容越大,交變電流的頻率越高,電容器對(duì)交變電流的阻礙作用就越小 5.如圖1甲、乙兩圖是電子技術(shù)中的常用電路,a、b是各部分電路的輸入端,其中輸入的交流高頻成分用“”表示,交流低頻成分用“~”表示,直流成分用“-”表示.關(guān)于兩圖中負(fù)載電阻R上得到的電流特征是( ) 圖1 A.圖甲中R得到的是交流成分 B.圖甲中R得到的是直流成分 C.圖乙中R得到的是低頻成分 D.圖乙中R得到的是高頻成分 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一 電容器對(duì)交流電的導(dǎo)通作用 1.如圖2所示,當(dāng)開關(guān)打到直流電上,燈泡________,當(dāng)開關(guān)打到交流電上,燈泡________. 圖2 2.對(duì)電容器能通交變電流的原因,下列說法中正確的是( ) A.當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí),因?yàn)橛凶杂呻姾赏ㄟ^電容器,電路中才有交變電流 B.當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí),電容器兩極板交替進(jìn)行充電和放電,電路中才有交變電流 C.在有電容器的交流電路中,沒有電荷定向移動(dòng) D.在有電容器的交流電路中,電容器不起作用 知識(shí)點(diǎn)二 電容器對(duì)交流電的阻礙作用 3.如圖3所示平行板電容器與燈泡串聯(lián),接在交流電源上,燈泡正常發(fā)光,則( ) 圖3 A.把電介質(zhì)插入電容器,燈泡一定變亮 B.把電容器兩極板間距增大,燈泡一定變亮 C.把電容器兩極板間距減小,燈泡一定變亮 D.使交流電頻率增大,燈泡變暗 4.有兩個(gè)電容分別為C1=5 μF和C2=3 μF的電容器,分別加在峰值一定的交流電源上,在下列各情況下,哪一種情況通過電容器的電流強(qiáng)度最大( ) A.在C1上所加交變電流頻率為50 Hz B.在C2上所加交變電流頻率為50 Hz C.在C1上所加交變電流頻率為60 Hz D.在C2上所加交變電流頻率為60 Hz 【方法技巧練】 隔直電容和旁路電容的使用技巧 5.如圖4所示,(a)、(b)兩電路是電容器的兩種不同連接方式,它們各在什么情況下采用?應(yīng)該怎樣選用電容器? 圖4 6.如圖5甲、乙所示,從某一裝置中輸出的電流既有交流成分,又有直流成分,現(xiàn)要把交流成分輸送給下一級(jí),有關(guān)甲、乙圖的說法正確的是( ) 圖5 A.應(yīng)選用甲圖電路,其中C的電容要大 B.應(yīng)選用甲圖電路,其中C的電容要小 C.應(yīng)選用乙圖電路,其中C的電容要大 D.應(yīng)選用乙圖電路,其中C的電容要小 1.對(duì)交流電流通過電容器的理解正確的是( ) A.交變電流能夠使電容器極板間的絕緣介質(zhì)變成導(dǎo)體 B.交變電流定向移動(dòng)的電荷通過電容器兩板間的絕緣介質(zhì) C.交變電流能夠使電容器交替進(jìn)行充電、放電,電路中就有了電流,表現(xiàn)為交變電流通過了電容器 D.交變電流通過了電容器,實(shí)際上自由電荷并沒有通過電容器極板間的絕緣介質(zhì)(擊穿除外) 2.如圖6所示,白熾燈和電容器串聯(lián)后接在交變電源的兩端,當(dāng)交變電源的頻率減小時(shí)( ) 圖6 A.電容器電容增加 B.電容器電容減小 C.電燈變暗 D.電燈變亮 3.在圖7所示的電路中,C為電容器,L為燈泡,電流總內(nèi)阻為零,電壓表內(nèi)阻無窮大,若保持交流電源的電壓的有效值不變,只將電源頻率增大,下列說法中正確的有( ) 圖7 A.電流表示數(shù)增大 B.電壓表示數(shù)增大 C.燈泡變亮 D.燈泡變暗 4.如圖8所示的電路,F(xiàn)為一交流發(fā)電機(jī),C為平行板電容器,為使電流表A的示數(shù)增加,可行的方法是( ) 圖8 A.使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速增加 B.使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速減小 C.在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì) D.使電容器兩極板間距離增大 題 號(hào) 1 2 3 4 答 案 5.電容對(duì)交變電流的阻礙作用稱為________. 6.交變電流的頻率越高,電容器的電容越大,容抗越________,即XC=________. 7.在電子技術(shù)中要把信號(hào)從前級(jí)輸出后送到后級(jí),常常使用如圖9、10所示的兩個(gè)電路進(jìn)行信號(hào)的傳輸. 圖9 圖10 (1)圖9中電容器叫________,通過它的是________成分,它的電容一般較________. (2)圖10中電容器叫________,通過它的是________成分,它的電容一般較________. 圖11 8.如圖11所示為一高通濾波電路,已知電源電壓中既含有高頻的交流成分,還含有直流成分.為了在輸出電壓中保留高頻交流成分,去掉直流成分,試說明電路中電容器的作用. 9.使用220 V交流電源的電器設(shè)備和電子儀器,金屬外殼和電源之間都有很好的絕緣,但是,有時(shí)候用手觸摸外殼仍感到“麻手”,用測(cè)試筆測(cè)試氖管也會(huì)發(fā)光,為什么會(huì)有這種現(xiàn)象? 第4節(jié) 電容器在交流電路中的作用 課前預(yù)習(xí)練 1.充電 放電 交變電流 2.容抗 電容 頻率 XC= 3.隔直電容 旁路電容 4.AD 5.AC [當(dāng)交變電流加在電容器上時(shí),有“通交流、隔直流,通高頻、阻低頻”的特性,甲圖中電容器隔直流,R得到的是交流成分.A正確,B錯(cuò)誤;乙圖中電容器能通過交流高頻成分,阻礙交流低頻成分,R得到的是低頻成分,C正確,D錯(cuò)誤.] 課堂探究練 1.不亮 亮 解析 直流電不能通過電容器,故燈不亮;交流電能夠“通過”電容器,故燈泡亮. 2.B [當(dāng)交變電壓加在兩極板間時(shí),造成兩極板間的電壓在周期性地變化,當(dāng)電壓升高時(shí),給電容器充電,電壓降低時(shí)電容器放電,在電路中形成充放電電流,即電路中有交變電流“通過”,選項(xiàng)B正確.] 點(diǎn)評(píng) 當(dāng)直流電路中接入電容器時(shí),由于極板中間充滿了絕緣介質(zhì),故充電后的電容器將阻隔直流電流;當(dāng)交流電路中接入電容器時(shí),由于極板的電壓做周期性變化,電容器的帶電量也會(huì)周期性的增大或減小,電容器將會(huì)反復(fù)充電或放電,這也就是說,電容器可以通交流. 3.AC [在電容器中插入電介質(zhì),電容增加,容抗減小,電流增加,燈泡變亮;同理,當(dāng)頻率增加時(shí),容抗減小,燈泡也變亮;把電容器兩極板間距離增大,將使電容減小,容抗增加,燈泡將變暗.故正確答案為A、C.] 4.C [交流電的頻率越高、電容器的電容越大,電容器對(duì)交變電流的阻礙作用越?。甝 點(diǎn)評(píng) 電容器對(duì)交流的阻礙作用叫容抗,容抗大小的公式是XC=. 5.(a)C1起隔直的作用,對(duì)下級(jí)輸入的是交流,應(yīng)選用電容較大的電容器.(b)C2起過濾高頻的作用:若對(duì)下級(jí)輸入直流,C2選用容量較大的;若對(duì)下級(jí)輸入低頻,C2選用容量小的. 解析 圖中的C1串聯(lián)在電路中,它的作用是“通交流、隔直流”,為了使交流成分都能順利地通過,容抗必須較小,應(yīng)選用電容較大的電容器. 圖中的C2并聯(lián)在電路中,如果輸入端輸入的電流中包含有高頻和低頻兩種交流成分,該電容器的作用是“通高頻、阻低頻”,即對(duì)高頻電流起旁路作用,而讓需要的低頻信號(hào)輸入到下一級(jí),一般取電容較小的電容器;如果輸入的電流是直流和交流兩種成分,該電容器的作用是濾去交流成分,把直流成分輸入到下一級(jí),這時(shí)要選用電容較大的電容器. 另外,選用電容器還須注意它的耐壓值,以防被擊穿. 6.C [電容器在電路中要起到“隔直流、通交流”的作用,應(yīng)選乙圖電路.要使交流成分都順利通過電容器而輸送到下一級(jí),則電容器的容抗要小,容抗與電容成反比,故C的電容要大.] 方法總結(jié) 要把電路中直流成分和交流成分中的交流成分輸送到下一級(jí),電容器應(yīng)串聯(lián)在前后級(jí)電路中;要把高頻成分和低頻成分中的低頻成分輸送到下一級(jí),電容器應(yīng)并聯(lián)在后級(jí)電路中. 課后鞏固練 1.CD [電流能“通過”電容器,并非電荷真的通過電容器兩板間的電介質(zhì),而是交變電流交替對(duì)電容器充放電,電容器中并未有電荷通過,但電路中有了電流,表現(xiàn)為交變電流通過了電容器.] 2.C [電容器的電容是由電容器本身的特性所決定的,與外加的交變電源的頻率無關(guān),故選項(xiàng)A和B是錯(cuò)誤的.當(dāng)交變電源的頻率減小時(shí),電容器充放電的速度減慢,電容器的容抗增大,電流減小,電燈變暗,故C對(duì),D錯(cuò).] 3.C 4.A [當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí),交變電流的頻率增大,容抗減小,電流表A的讀數(shù)增大,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)時(shí),電容器的電容減?。皇闺娙萜鲀蓸O板間距離增大時(shí),電容也減小,當(dāng)電容減小時(shí),容抗增大,對(duì)交變電流的阻礙作用增大,電流表A示數(shù)減小,C、D兩項(xiàng)均錯(cuò)誤.故正確答案為A.] 5.容抗 6.大 7.(1)隔直電容 交流 大 (2)旁路電容 高頻 小 8.電容器串聯(lián)在電路中,能擋住電源中的直流成分,不使通過,相當(dāng)于斷路.但能讓交流成分通過,交流頻率越高,電容越大,容抗越小,交流成分越容易通過.因此在電阻R上只有交流成分的電壓降.如果再使電阻比容抗大得多,就可在電阻上得到較大的高頻電壓信號(hào)輸出. 9.與電源相連的機(jī)芯和金屬外殼可以看作電容器的兩個(gè)極板,電源中的交變電流能夠“通過”這個(gè)“電容器”.所以為了確保安全,電器設(shè)備和電子儀器的金屬外殼都應(yīng)該接地.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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