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文档内容摘要
doc 2019-2020年高二物理电感和电容对交变电流的影响 1.如图1所示,电键接直流上灯泡的亮度______(填大于、小于或等于)接到交流上灯泡亮度,说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同. 图1 电感对交变电流阻碍作用的大小,用__________来表示,线圈的自感系数越大,自感作用就越大,感抗就______;交变电流的频率越高,电流变化越快,自感作用越大,感抗______,电感有______________________________的作用. 2.如图2所示,开关S接到直流电源上,观察的现象是灯泡______;接通交变电流源,观察的现象是灯泡____,说明了直流电__________电容器,交变电流能够“______”电容器. 电容对交变电流的阻碍作用的大小用______来表示,电容越大,容抗就______;交变电流的频率越高,容抗______,电容器有“________________”的作用. 图2 3.电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关,还跟交流电的频率有关,下列说法中正确的是(  ) A.电感是通直流、阻交流,通高频、阻低频 B.电容是通直流、阻交流,通高频、阻低频 C.电感是通直流、阻交流,通低频、阻高频 D.电容是通交流、隔直流,通低频、阻高频 4.如图3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3 A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零 5.如图4甲、乙两图是电子技术中的常用电路,a、b是各部分电路的输入端,其中输入的交流高频成分用“”表示,交流低频成分用“~”表示,直流成分用“-”表示.关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是(  ) 图4 A.图甲中R得到的是交流成分 B.图甲中R得到的是直流成分 C.图乙中R得到的是低频成分 D.图乙中R得到的是高频成分 【概念规律练】 知识点一 电感对交变电流的阻碍作用 图5 1.如图5所示的电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零.电压表内阻无限大,交流电源的电压u=220sin 10πt V.若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为25 Hz,下列说法中正确的是(  ) A.电流表示数增大 B.电压表示数减小 C.灯泡变暗 D.灯泡变亮 2.一个灯泡通过一个线圈与一交流电源相连接,如图6所示.一个铁块插进线圈之后,该灯泡将(  ) 图6 A.变亮 B.变暗 C.对灯泡没影响 D.无法判断 知识点二 电容器对交变电流的阻碍作用 3.如图7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7 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 4.如图8所示,(a)、(b)两电路是电容器的两种不同连接方式,它们各在什么情况下采用?应该怎样选用电容器? 图8 知识点三 电阻、电感、电容器在电路中的不同特点 5.在图9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.下列说法正确的是 图9 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分比 6.如图10所示的电路中,A、B、C三灯亮度相同,电源为220 V,50 Hz的交流电源,以下叙述中正确的是(  ) 图10 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 【方法技巧练】 电感、电容的处理技巧 7.如图11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11 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 图12 8.如图12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(  ) A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零 参考答案 课前预习练 1.大于 感抗 越大 越大 通低频,通直流,阻高频 2.不亮 亮 不能通过 通过 容抗 越小 越小 隔直流,通交流 3.C [电感线圈的作用是“通直流、阻交流,通低频、阻高频”,电容器的作用是“通交流、隔直流,通高频、阻低频”,所以C项正确.] 4.C [电感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=U,故交流电压表的示数小于220 V,C正确.] 5.AC [当交变电流加在电容器上时,有“通交流、隔直流,通高频、阻低频”的特性,甲图中电容器隔直流,R得到的是交流成分.A正确,B错误;乙图中电容器能通过交流高频成分,阻碍交流低频成分,R得到的是低频成分,C正确,D错误.] 课堂探究练 1.C [根据所加的交流电u=220sin 10πt V,可知ω=10π,由ω=2πf可得f=5 Hz.若只将电源的频率改为f′=25 Hz,则可知电感线圈对交变电流的阻碍作用变大,即感抗变大,电感线圈跟灯泡串联,由串联分压原理知,线圈两端电压变大,所以电压表示数变大,电流表示数变小,灯泡变暗.] 点评 电感线圈对交变电流的阻碍作用跟交变电流的频率有关:频率越高阻碍作用就越大. 2.B [加入铁芯改变了电感线圈的自感系数,自感系数增大,感抗增大,降落在电感线圈上的电压增大,降落在灯上的电压减小,所以灯变暗.] 点评 电感线圈的自感系数与线圈大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素有关.加入铁芯后,自感系数增大,自感系数增大,对交流的阻碍作用变大. 3.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示数减小,C、D两项均错误.故正确答案为A.] 点评 容抗由电容和交流电的频率来决定.电容越大,容抗越小,交流电的频率越高,容抗越小. 4.见解析 解析 (a)C1起隔直的作用,对下级输出的是交流,应选用电容较大的电容器.(b)C2起过滤高频的作用:若对下级输出直流,C2选用容量大的;若对下级输出低频,C2选用容量小的. 图中的C1串联在电路中,它的作用是“通交流、隔直流”,为了使交流成分都能顺利地通过,容抗必须较小,应选用电容较大的电容器. 图中的C2并联在电路中,如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分,该电容器的作用是“通高频、阻低频”,即对高频电流起旁路作用,而让需要的低频信号输入到下一级,一般取电容较小的电容器;如果输入的电流是直流和交流两种成分,该电容器的作用是滤去交流成分,把直流成分输入到下一极,这时要选用电容较大的电容器. 另外,选用电容器还须注意它的耐压值,以防被击穿. 点评 交流电路中常包含有直流成分和交流成分,电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”的作用. 5.ACD [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”,A正确;C是一个电容很小的电容器,在题图所示电路中,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”,C正确;因电路中无直流电流,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,D正确.] 点评 (1)电阻对交流、直流有相同的阻碍作用,交变电流频率变化时,阻碍作用不变. (2)电感线圈通直流阻交流,通低频阻高频. (3)电容器通交流隔直流,通高频阻低频. 6.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,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.] 点评 交流电频率变大时,感抗变大,容抗变小,电阻不受影响;电感对直流的阻碍作用几乎为零,电容不通直流. 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.] 方法总结 当电感线圈对直流电阻很小时,在直流电路中可做为一个小电阻来理解,当电感线圈对直流电阻为零时,在直流电路中可做为一根导线来理解. 8.C [虽然交变电流能通过电容器,但也受到阻碍作用,电容器与电阻串联,根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压,电压表测的是电阻两端的电压,C正确.] 方法总结 电容对直流有“隔断”作用,对交流有阻碍作用,当交流电“通过”时,电容器两端也有电压.