交变电流和电感电容对交变电流的作用
浙江新高考专用高中物理第五章交变电流3电感和电容对交变电流的影响讲义新人教版选修3_
3 电感和电容对交变电流的影响1.在交流电路中，若绕制电感器的导线的电阻忽略不计，电感器对交流有(填“有”或“没有”)阻碍作用.大，交流电的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大.3.电感线圈在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频.二、电容器对交变电流的阻碍作用1.电容器接到交流电源两端时，交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器.大，交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小.3.电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频.1.判断下列说法的正误.(1)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大.( √)(2)线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的变大而减小.( ×)(3)电流“通过”电容器，并不是电荷穿过电容器两极板间的绝缘层到达另一极板，而是电容器不断地充放电的表现.( √)(4)电容器的电容越大，对同一交变电流的阻碍作用就越大.( ×)f的交变电流电路中，如图1所示，当开关S依次分别接通R、C、Lf，保持其他条件不变，则通过R的电流有效值________，通过C的电流有效值________，通过L的电流有效值________.(选填“变大”“变小”或“不变”)图1答案不变变大变小一、电感器对交变电流的阻碍作用如图所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到有效值等于直流电源电压的交流电源上.(1)两种情况下灯泡的亮度有什么不同？说明了什么？(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化？说明了什么？答案(1)甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻碍作用.(2)不论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大.交变电流通过电感器时，由于电流时刻在变化，在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍原电流的变化，故电感器对交变电流产生阻碍作用.例1(多选)如图2所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是( )图2a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗答案AC解析线圈对直流无阻碍作用，对交变电流有阻碍作用，当交流电频率减小时，阻碍作用变小，灯变亮；有铁芯时阻碍作用大，故铁芯抽出时灯变亮.二、电容器对交变电流的阻碍作用如图甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上.(1)观察灯泡的发光情况，并分析原因.(2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象？说明了什么？(3)在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化？说明了什么？答案(1)题图甲中的灯泡不亮，题图乙中的灯泡亮.题图甲中的电源是直流电源，电容器在电路中相当于断路，电路中没有电流，灯泡不亮.题图乙中的电源是交流电源，把交流电源接到电容器两个极板上后，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是交流“通过”了电容器，灯泡就亮了，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质.(2)灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻碍作用.(3)电容越大，灯泡越亮；频率越高，灯泡越亮.说明了电容器的电容和交变电流的频率都对电容器对交变电流的阻碍作用有影响.1.电容器对交变电流的阻碍作用：电源电压推动自由电荷定向移动，而电容器两极板上积累的电荷抗拒自由电荷的定向移动，从而使电容器对交变电流有阻碍作用.2.电容器在电路中常见的作用有两种：隔直电容器：通交流，隔直流.高频旁路电容器：通高频，阻低频.例2如图3所示，电路由交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，则下列说法中正确的是( )图3答案 C解析当交变电流的频率升高时，电容器对交变电流的阻碍作用减小，灯泡的亮度变亮，灯泡两端的电压变大，故选项C正确，选项B、D错误；由Q＝CU可知，选项A错误.例3(多选)(2018·台州市高二检测)图4甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、bR上得到的电流特征是( )图4R得到的是交流成分R得到的是直流成分R得到的是低频成分R得到的是高频成分答案AC解析当交变电流加在电容器上时，电容器有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，题图甲中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；题图乙中交流高频成分能通过电容器，电容器阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误.三、电阻、电感、电容的对比例4(多选)如图5所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220V、50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是( )图5A.改接220V、100Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变B.改接220V、100Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮C.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变D.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗答案AC解析增加交流电源的频率时，线圈的阻碍作用增大，电容的阻碍作用减小，电阻的阻碍作用不变，故A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变，故A正确，B错误；改接直流电源时，电容器相当于断路，A灯熄灭，线圈无感抗，B灯更亮，电阻R阻碍作用不变，C灯亮度不变，故C正确，D错误.1.电阻对交流、直流有相同的阻碍作用，交流频率变化时，阻碍作用不变.2.电感器通直流、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.4.在分析电流变化时，把电感、电容的阻碍作用类比于导体的电阻，再用欧姆定律分析. 1.(电感器对交变电流的影响)(多选)(2017·温州中学高二上学期期中)在如图6所示的电路中，L为电感线圈，灯泡的电阻值为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝2202sin100πt(V).若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是( )图6答案BC解析由u＝2202sin100πt (V)，可得电源原来的频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50Hz，当电源频率由原来的50Hz增为100Hz时，线圈对交流电的阻碍作用变大，在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误；灯泡的电阻值R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(P＝I2R)减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误；电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压U L，设灯泡两端电压为U R，则电源电压的有效值为U＝U L＋U R，因U R＝IR，电流I减小，故U R减小，因电源电压的有效值保持不变，故U L＝U－U R增大，电压表示数增大，选项B 正确.2.(电感器对交变电流的影响)(2017·衢州市高二检测)电感对交变电流影响的说法中，正确的是( )L有关D.线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越小答案 B解析电感对交流电有影响，其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交流电的频率f有关，L越大，f越高，阻碍作用越大，故选项B正确，A、C、D均错误.3.(电容器对交变电流的影响)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的示数增大，可行的办法是 ( )图7答案 A解析当发电机转速增大时，交变电流的频率增大，电容器对交变电流的阻碍作用减小，电流表A的示数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用相对介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A的示数减小，C、D项错误.4.(电阻、电感、电容的对比)(多选)如图8所示的电路中，a、b两端连接的交流电源中既含高频交流，又含低频交流，L是一个高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是( )图8A.L的作用是“通低频，阻高频”B.C的作用是“通低频，隔高频”C.C的作用是“通高频，阻低频”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答案ACD解析因为L是一个高频扼流圈，“通低频，阻高频”，A选项正确；C是一个电容较小的电容器，所以对低频交流的阻碍作用较大，故选项C正确，B错误；根据分析可知通过电阻R 的电流中，低频交流所占百分比远远大于高频交流所占的百分比，选项D正确.考点一电感器对交变电流的阻碍作用1.(2017·绍兴市高二检测)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.一铁棒插进线圈后，该灯将( )图1答案 B2.如图2所示的电路中，正弦交流电源的电压有效值为220V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是( )图2答案 C3.如图3所示，交流电源的电压有效值与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，稳定后灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，稳定后灯泡的实际功率为P2，则( )图3A.P1＝P2B.P1＞P2C.P1＜P2答案 B解析接在直流电源上，稳定后线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为灯泡的内能和光能，而当接至交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能和光能外，还有一部分电能转化为磁场能，故P1＞P2.4.(多选)如图4所示，图甲、乙中电源为交流电源，图丙中电源为直流电源，各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计，各电压表示数相同，下列说法正确的是( )图41比灯L2亮3比灯L1亮2与灯L3一样亮1与灯L3一样亮答案BC解析题图甲中电压表示数U＝U1＋U L1，线圈对交流有阻碍作用，相当于串联了一个电阻，根据电阻的分压作用可知U1≠0，灯泡两端电压U L1<U；题图乙中线圈与灯泡并联，相当于灯泡与一个电阻并联，并联电路中各支路的电压相同，灯泡两端电压U L2＝U；题图丙中，线圈对直流电没有阻碍作用，线圈相当于一根没有电阻的导线，灯泡两端电压U L3＝U，故U L1<U L2＝U L3，即L2与L3一样亮且都比L1亮，B、C正确，A、D错误.考点二电容器对交变电流的阻碍作用C1＝5μF和C2＝3μF的电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，在下列各种情况下，哪一种情况通过电容器的电流最大( )C1上所加交变电流的频率为50HzC2上所加交变电流的频率为50HzC1上所加交变电流的频率为100HzC2上所加交变电流的频率为100Hz答案 C解析电容越大，电流频率越高，阻碍作用越小，电流越容易“通过”电容器.C1>C2,100Hz>50Hz，所以C正确.6.在如图5所示电路中，u是有效值为220V的交流电源，C是电容器，R是电阻.关于理想交流电压表的示数，下列说法正确的是( )图5答案 C解析交变电流“通过”电容器，电阻R中有电流，电压表的示数不为零；电容器与电阻串联，电容器对交流电有阻碍作用，根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压，而电压表测量的是电阻两端的电压，故选项C正确.7.(多选)如图6所示，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是( )图61比灯L2亮3也能发光，但亮度最暗2和L4亮度相同4比灯L1亮答案CD1串联，电容器对电流有阻碍作用；题图乙中电容器与灯L2并联，电压表的示数为灯L2两端的电压；题图丙中电容器与灯L3串联且是直流电源，电容器“隔直流，通交流”，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；题图丁中电容器与灯L4并联，电压表的示数为灯L4两端的电压.综合以上分析，C、D两项正确.考点三电阻、电感、电容的对比a、b间接电压最大值为U m、频率1和L2接到如图7所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，新电源两极的电压最大值和频率可能是( )图7U m，而频率大于fU m，而频率小于fU m，而频率仍为fU m，而频率仍为f答案 B解析当将a、b接在电压最大值为U m、频率为f的正弦交流电源两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同.而更换一个新电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，说明线圈的阻碍作用比电容器的小，则新电源的频率小，B项正确，A、C、D项错误.9.(2017·台州市高二检测)如图8所示的电路，有直流和交流成分的电流通过，为了尽量减少R2上的交流成分，应( )图8答案 D10.(多选)如图9所示，当交流电源的电压(有效值)U＝220V、频率f＝100Hz时，三只灯泡L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻)，若将交流电源的频率变为50Hz，则( )图91灯比原来亮2灯比原来亮3灯和原来一样亮3灯比原来亮答案BC解析电容器对交流电的阻碍作用与交变电流的频率有关，电容器对低频交变电流的阻碍作用大，所以选项A错误；电感器对交变电流的阻碍作用随频率的降低而减小，所以选项B正确；电阻R对交变电流的阻碍作用与电源的频率无关，所以选项C正确，D错误.11.“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，如图10所示为音箱的电路图，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，则( )图10B.C2的作用是阻碍高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的作用是减弱乙扬声器的低频电流答案 D解析高频和低频交流电通入该电路，由于线圈通低频，阻高频，电容器通高频，阻低频，所以低频交流电通过甲扬声器，高频交流电通过乙扬声器，故甲扬声器是低音扬声器，A错误；C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器，B错误；L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器，C错误；L2的作用是让低频交流电通过，减弱乙扬声器的低频电流，D正确.12.如图11所示电路中，L是一个不计直流电阻的电感线圈，直流电源1的电压值与交流电源2的电压有效值相等，S是单刀双掷开关，C是电容器，A、B是完全相同的小灯泡，则下列叙述正确的有( )图11A.开关S与1接通时，灯B逐渐变亮B.开关S与2接通时，灯B的亮度比开关与1接通稳定后灯B的亮度高C.开关S与2接通后，灯B发光，而灯A不发光D.若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过灯B的主要是高频信号答案 A解析开关S与1接通时，线圈阻碍电流的增大，所以灯B逐渐变亮，A项正确；开关S与2接通后，由于线圈L对交流电的阻碍始终存在，所以灯B的亮度比开关与1接通稳定后灯B 的亮度暗，B项错误；开关S与2接通后，交流电也可以“通过”电容器，所以灯A也发光，C项错误；线圈对交流电有通低频阻高频的作用，所以若将电源2换成一个既含有高频信号又含有低频信号的信号源，则当开关与2接通时，通过灯B的主要是低频信号，D项错误.。
电阻、电感、电容对电流的影响
小结： 1 、交变电流的电流与电压的关系不仅与电阻有 关，还与电感和电容有关 2、电感“通直流，阻交流；通低频，阻高频”。 电容“隔直流，通交流；阻低频，通高频”。 阻、通都是有条件的： 电感阻高频——频率越大阻碍越大 XL=2π ƒ 电容通高频——频率越大阻碍越小 X C
L
1 2 f C
1、关于电感对交变电流的影响，下列说法正确 的是（ ） A、电感不能通直流电流，只能通交流电流 B、电感对各种不同频率的交变电流阻碍作用相 同 C、同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍 作用较小 D、同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍 作用较小
练6、有一理想变压器在其原线圈上串一熔断电 流为I0=1A的保险丝后接到220V交流电源上，副线 圈接一可变电阻R作为负载，如图所示，已知原、 副线圈的匝数比n1:n2=5:1,问了不使保险丝熔断， 可变电阻的取值范围如何？
大于8.8Ω
例、（08天津）一理想变压器的原线圈上接有正 弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可 调电阻R，设原线圈的电流为I1，输入功率为P1， 副线圈的电流为I2，输出功率为P2。当R增大时 A．I1减小，P1增大 B．I1减小，P1减小 C．I2增大，P2减小 D．I2增大，P2增大
C
3、
例、（09海南）钳型表的工作原理如图所示。当 通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与 绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。 由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正 比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的 电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别 为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某 一电流，电表读数为10A；若用同一电表在英国测 量同样大小的电流，则读数将是 A。若此表 在中国的测量值是准确的， 且量程为30A；为使其在 英国的测量值变为准确， 应重新将其量程标定为 A． 12 25 I=kφ
电感和电容对交变电流的作用、理想变压器
电感和电容对交变电流的作用、理想变压器编稿：张晓羽审稿：唐挈主要内容1、电感和电容对交变电流的作用2、理想变压器知识要点一、电感和电容对交变电流的作用在直流电流电路中，电压U、电流I和电阻R的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用。
但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了。
1、电感对交变电流的作用把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上；现象：接直流的亮些，接交流的暗些。
结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用。
原因：交流通过线圈时，电流时刻在改变。
由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用。
感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗来表示；实验表明：线圈的自感系数越大、交流的频率越高，线圈对交流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。
应用：（１）日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大。
日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V，灯管和镇流器串联起来接到电源上，得用镇流器对交流的阻碍作用，就能保护灯管不致因电压过高而损坏。
（２）扼流圈：Ａ．低频扼流圈：自感系数很大，对低频交流电就有很大的阻碍作用，可以“通直流，阻交流”。
Ｂ．高频扼流圈：自感系数很小，只对高频交变电流有较大的阻碍作用，可用来“通低频，阻高频”。
特点：通直流，阻交流；通低频，阻高频。
2、交变电流能够通过电容实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里。
现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光。
结论：直流不能通过电容器。
交流能通过电容器。
原因：直流不能通过电容器，是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。
电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，当电压升高时，电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，形成放电电流。
第五章 第3节 电感和电容对交变电流的影响
A．电流表示数增大
B．电压表示数增大 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 图 5－3－3
解析：电源频率增大，有效值不变，则电感的阻碍作用增 大，电感分得的电压增大，灯泡分得的电压减小，则电压表的
示数增大，灯泡的功率减小，电流的有效值减小．
答案：BC
【触类旁通】
2．如图 5－3－4 所示的电路中，L1、L2 是完全相同的灯泡， 线圈 L 的自感系数较大，它的电阻与定值电阻 R 相等．下列说 法正确的是( )
A．把电介质插入电容器，灯泡变亮
B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮 C．减少电容器两板间的正对 面积，灯泡变暗 D．使交变电流频率减小， 灯泡变暗 图 5－3－6
作用就越大，感抗就越大．
4．电感线圈在电路中的作用 (1)通直流、阻交流；
(2)通低频、阻高频．
5．两类扼流圈 (1)低频扼流圈：自感系数很大(几十亨)，线圈电阻小，能 起到“通直流、阻交流”的作用． (2)高频扼流圈：自感系数为几毫亨，它对低频交流电阻碍 小，能起到“通低频、阻高频”的作用．
知识点 2 电容器通交变电流的实质
图 5－3－5
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 得到的是直流低频成分
D．图乙中 R 得到的是直流高频成分
解析：电容器有“通交隔直，通高阻低”的作用．
答案：A
【触类旁通】
3．如图 5－3－6 所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光， 以下说法不正确的是( )
L 为电阻
D．M 为电容器，N 为电感器， 图 5－3－2
L 为电阻
解析：频率越大，电感的阻碍作用越大，电容的阻碍作用 越小，电阻不影响． 答案：C
题型1
高中物理学习细节之交变电流5.3电感和电容对交变电流的影响 含解析
【学习目标】1。
通过实验了解电感器对交变电流的阻碍作用，能够运用所学知识分析含有电感的简单交变电路。
2. 通过实验了解电容器对交变电流的阻碍作用，能够分析简单交变电路中电容器的作用。
3. 简单了解电感器和电容器在电工和电子技术中的应用。
重点难点:1。
交变电流“通过”电容器的原理。
2。
影响容抗、感抗大小的因素。
【自主学习】一、电感器对交变电流的阻碍作用实验现象：（1)如图所示,把线圈L与灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。
取直流电源的电压与交流电压的有效值相等，接通直流电源时,灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些。
(2)在图乙中,保持交流电源不变,而改用自感系数大的线圈，或保持电感线圈不变，而改用频率更高的交流电源,灯泡比原来更暗。
1. 感抗（1)物理意义：表示电感线圈对_________电流__________作用的大小。
(2）影响感抗大小的因素：线圈的___________越大，交流的________越高,感抗越大。
2。
感抗的应用类型区别低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通直流、通低频、阻高频二、交变电流能够通过电容器实验现象:如图所示，把电容器C与灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上.取直流电源的电压与交流电压的有效值相等.接通直流电源时，灯泡不亮；接通交流电源时,灯泡亮。
以上现象说明_______电流能够通过电容器,____________不能通过电容器。
三、电容器对交变电流的阻碍作用实验现象：(1)如图所示，把电容器C与灯泡串联起来，先把它们接到交流电源上，再把电容器取下来，使灯泡直接接到交流电源上，灯泡要比有电容器时更亮.（2）在甲图中,若保持交流电源不变，而改用电容大的电容器，或保持电容器的电容不变，而改用频率更高的交流电源，灯泡比原来更亮。
1。
容抗：(1）物理意义：表示电容器对_________电流________作用的大小.（2) 影响容抗大小的因素：电容器的_______越大，交流的_________越高，容抗越小。
电感、电容对交变电流的影响
ｃ 、 两 次对交 流分 流 ， 波效 果 更 好 ，这 样 在输 出 滤 端得 到较 稳定 的直 流 电供 电视 机工作 ． 规律 总 结 电 感 的 特 点是 “ 直流 、 通 阻交 流 ， 通
受 到 电容器 上 积 聚 的 电荷 的 阻碍 ， 电容 器 对 交 流 的 低频 、 阻高频 ” ；电容 的特 点是 “ 交 流 、 直流 ， 高 通 隔 通 阻碍作用 可用 容抗 表 示 ， 一 Ｘｃ
阻低频 ” ．本 题解 题 中会产 生 电容 、 电感 作 用相 混 ， 中＿ 其 厂为交 频 、
例 ２ 如 图 １所 示是 为
某 电 器 中 电 路 的 一 部 分 ，当
Ｂ 电 感 对 各 种 不 同频 率 的 交 变 电 流 的 阻碍 作 用 抗 自由电荷 的定 向运 动 ， 而产 生 了 电容 器 对 交 变 ． 从 Ｃ 同 一 只 电 感 线 圈 对 频 率 低 的 交 变 电 流 的 阻 碍 ．
答案 Ｃ （） １ 电感 对 交 流 的 阻 碍作 用 的大 小
解 析 交 流 的频 率 越 大 ， 电容 器 对 交 流 阻 碍 作 用越小 ， 流高 频成 分 被 电容 器 Ｃ 交 大 量分 流 （ 被 Ｃ
规 律总 结
用 感抗 ｘ 表 示 ， Ｌ， 中 ，为 交 流 频 率 、 Ｘ 一２ ｆ 其 Ｌ
为线圈 的 自感 系数． ２ 低频 扼 流 圈 的 自感 系 数 Ｌ很 （） 大 ， 其 电阻 Ｒ很 小 ， 直 流 阻 碍很 小 ， 对 交 流 阻 但 对 但 碍作用很 大 ， “ 直 流 、 交 流 ” 用． 频扼 流 圈 起 通 阻 作 高 的 Ｌ很 小 ， 阻 也 很 小 ， 直 流 和低 频 阻 碍 作 用 很 电 对 小 ， 对高频 交流 阻碍 作 用很 大 ， 但 主要 起 “ 低 频 、 通 阻 高 频 ” 用 ． 子线 路 利 用 不 同 类 型 的 电感 分 离 直 作 电
高中物理第五章交变电流3电感和电容对交变电流的影响学案3_2
电感和电容对交变电流的影响目标导航思维脉图1.通过演示实验,了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用。
(物理观念）2。
知道感抗和容抗的物理意义以及与哪些因素有关。
(科学思维)3.能够分析简单电路中的电容器、电感器的作用.（科学探究）必备知识·自主学习一、电感器对交变电流的阻碍作用为什么电感器对交变电流有阻碍作用?提示：交变电流通过线圈（电感器）时,电流时刻在变化,由于线圈的自感现象，必然产生感应电动势阻碍电流的变化，就形成了电感器对交变电流的阻碍作用。
1。
实验探究：如图所示,取直流电源电压与交流电源电压有效值相等.（1）实验目的:了解并验证电感线圈对交变电流的阻碍作用.（2）实验现象:接通直流电源时,灯泡亮些；接通交流电源时,灯泡暗些。
（3)实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用。
2.感抗：(1）物理意义:表示电感对电流的阻碍作用的大小.（2）影响感抗大小的因素：线圈的自感系数,交流的频率。
线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大。
3.感抗的应用：4.关于电感器对交变电流的阻碍作用:解释符合科学实际的有:①④⑤①电感线圈对交变电流有阻碍作用。
②同一个线圈对直流和对交流的阻碍作用是相同的.③低频扼流圈只能阻碍低频交变电流,不能阻碍高频交变电流。
④电感线圈中通入交变电流后，交变电流的瞬时值为0的瞬间，线圈仍然对交变电流有阻碍作用。
⑤线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大。
⑥线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的变大而减小。
二、电容器对交变电流的阻碍作用电容器两极板之间是绝缘介质，它阻隔导体中自由电子的通过，为什么交变电流能通过电容器呢？提示:电流是由电荷的定向移动形成的，把交流电源接到电容器的两个极板上后，当电源电压升高时，电源给电容器充电,电荷向电容器极板上聚集，在电路中形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电,原来聚集在极板上的电荷又放出,在电路中形成放电电流.电容器交替地进行充电和放电,电路中就形成了电流，好像是交流“通过”了电容器（实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质)。
电感和电容对交变电流作用
电感和电容对交变电流作用引言电感和电容是电路中常见的两种元件。
它们对交变电流具有不同的作用。
电感在电路中具有储能、滤波和抗干扰等作用，而电容则具有导电、储能、滤波和抗干扰等作用。
本文将介绍电感和电容对交变电流的作用原理和特点。
电感对交变电流的作用1. 电感的基本原理电感是一种储能元件，它通过线圈中的电流产生磁场，并由磁场作用于线圈自身产生感应电动势。
其大小与线圈的匝数和电流的变化速率有关。
当交变电流通过电感时，电感会产生阻碍电流变化的作用。
2. 电感的储能作用当交变电流经过电感时，由于电感的阻碍作用，电流无法瞬间达到最大值或最小值。
因此，电感会储存一定的能量，并在电流方向变化时释放出能量。
这种储能作用可以应用于电路中的电源电压变化平滑、起到稳压作用。
3. 电感的滤波作用电感的阻碍作用还可以用于滤除交变电路中的高频成分。
通过合理选择电感的参数，可以将高频成分阻隔，并使得电路中只有低频部分的信号通过。
因此，电感可以用于滤波电路的设计，消除电路中的噪声干扰。
4. 电感的抗干扰作用电感对交变电流的阻碍作用使其具有一定的抗干扰能力。
当电路受到外界干扰电磁场时，电感会起到屏蔽作用，减少干扰信号的传输。
这种抗干扰能力可以应用于电路设计中，提高系统的抗干扰能力。
电容对交变电流的作用1. 电容的基本原理电容是一种储能元件，由两片电极和介质组成。
电场能存储于电容器中，在电容器两端产生电势差。
电容的大小与电容器的尺寸、电介质的性质以及两片电极之间的距离有关。
2. 电容的导电作用当交变电流通过电容时，电容器中的电场会产生电流，这种电流被称为位移电流。
位移电流的流动导致电容器内的能量损耗，并降低电容器对电流的储能能力。
因此，电容对交变电流的导电作用可以用于阻断交流电路中的直流成分。
3. 电容的储能作用电容可以储存电场能量，当交变电流通过电容时，电场能量会在电容器的两端存储。
与电感不同，电容不会将电能储存为磁场能量，而是以电场能量的形式储存。
电感和电容对交变电流的影响
电感和电容对交变电流的影响1.电感对交变电流的阻碍作用⑴电感器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示。
影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：线圈的自感系数和交流电的频率。
线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大。
即线圈的感抗就越大。
(2) 电感器在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频。
“通直流，阻交流”这是对两种不同类型的电流而言的，因为（恒定）直流电的电流不变化，不能引起自感现象，交流电的电流时刻改变，必有自感电动势产生来阻碍电流的变化。
“通低频，阻高频”这是对不同频率的交流而言的，因为交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越强，感抗也就越大。
（3）电感器的应用扼流圈：扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。
分低频扼流圈和高频扼流圈两类：低频扼流圈构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小作用：通直流，阻交流高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，自感系数小（铁芯易磁化使自感系数增大，铁氧体不易磁化，自感系数很小）作用：通低频，阻高频2.电容对交变电流的阻碍作用⑴电容器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗来表示。
影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素有电容器的电容与交流电的频率，电容器的电容越大、交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小。
即线圈的容抗就越大。
（2）电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频。
信号和交流信号，如图1所示，该电路中的电容就起到“隔直流，通交流”的作用，其电容器叫耦合（或隔直）电容器。
在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有高频成分，又有低频成分，若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置，如图2所示，具有这种“通高频，阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器。
3.交变电流“通过”电容器的原因分析原因：直流电不能通过电容器是因为电容器两极板被绝缘介质隔开，自由电荷不能通过绝缘介质。
电感和电容对交变电流的影响
3 电感和电容对交变电流的影响一、感抗1．定义：电感对电流阻碍作用的大小，用感抗表示．2．感抗的成因：因为交变电流的大小和方向随时间周期性变化，这个变化的电流通过线圈时产生一个自感电动势，自感电动势总是阻碍交流电的变化变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗．3．决定因素：线圈的感抗X L与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系： X L＝2πfL 即线圈的自感系数越大,交流电的频率越高，感抗越大二、低频扼流圈和高频扼流圈1．低频扼流圈：自感系数大的线圈（约几十亨），线圈电阻较小，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通直流、阻交流”。
2．高频扼流圈：自感系数较小的线圈（约几个毫亨），对低频交变电流的阻碍作用较小，而对高频交变电流的阻碍作用很大，可以用来“通低频、阻高频”。
三、交变电流能够“通过”电容器．1.电流实际上并没有通过电容器的内部，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板．2.电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电荷向电容器的极板上集聚，形成电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，形成电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器．四、容抗1．定义：电容器对交流的阻碍作用的大小，用容抗来表示．2．成因：电容器接入交流电路中后，极板上的电荷形成了二极板间的电压，这电压和电源电压相反，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了容抗．3．决定因素：交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比．容抗与交变电流的频率和电容的关系为X C ＝ 1/2πfC，即交流电的频率越大，电容越大，容抗越小．五、电感和电容在电路中的作用1．电感的作用是： “通直流、阻交流”、“通低频、阻高频”．2．电容的作用是： “通交流、隔直流”、 “通高频、阻低频”．练习题1.一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示．一块铁插进线圈之后，该灯将A．变亮 B．变暗 C．对灯没影响D．无法判断2.如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗 3.如图所示，把电阻R，电感线圈L，电容C并联，接到一个交流电源上，三个电流表示数相同，若保持电源电压大小不变，而将电源频率增大，则三个电流表示数I1、I2、I3的关系是A、I1=I2=I3B、I1>I2>I3C、I2>I1>I3D、I3>I1>I2 4. 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)5.关于电感对交变电流的影响，下列说法中正确的是A.电感不能通直流电流，只能通交变电流B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同C.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小D.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小.6.交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则A．I′>I B．I′<I C．I′＝I D．无法比较7.两个相同的灯泡L1和L2，分别与两个相同的电容器C1和C2连接，如图所示.图中甲电路两端加恒定电压U1，乙电路两端加最大值1.2U1的正弦交变电压U2，则此两灯的发光情况是A.L1灯比L2灯亮B.L1灯发光，L2灯不发光C.L1灯不发光，L2灯发光D.两灯亮度相同8.如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是A.L1、L2、L3亮度都不变B.L2变暗，L2不变、L3变亮C.L1变暗、L2变亮、L3不变D.L1变亮、L2变暗、L3不变9.下列关于低频扼流圈和高频扼流圈对交流电的阻碍作用的说法中，正确的有A.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大B.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就较小C.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就更大D.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就较小10.如图所示，某电子电路的输入端输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有A.L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈B.C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容C.C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容D.上述说法都不对11.对电容器能通交变电流的原因，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12.如图所示为某电器中电路的一部分，当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后，在其输出端得到可调大小的交流低频成分，那么有关各元器件的作用的说法中，正确的有A.C1为高频旁路电容器，交流高频成分被该电容器短路B.R为滑动变阻器，它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小C.C2为隔直电容器，交流低频成分通过该电容输出D.C1的电容较大、C2的电容较小13.如图所示，开关S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S与交变电源接通A.L1和L2两灯泡亮度仍相同B.L1比L2更亮些C.L1比L2更暗些D.若交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮14.如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，开关S接通恒定直流电源时，灯泡L1发光，L2不亮，后将S与有效值和直流电压相同的交变电源接通，这时A，L2比L1更亮些B.L2比L1更暗些C.L2仍然不亮D．L2可能和L1一样亮15.两只完全相同的灯泡L1和L2分别与相同的电感串联，组成如图所示的甲、乙两个相同的部分电路.现在甲电路两端加恒定电压U，L1灯发光；而在乙电路两端加最大电压为U的正弦交变电压，L2灯也发光.比较两灯的明暗程度，是L1灯的亮度________L2灯亮度.(填“大于”、“等于”、“小于”)16.如图所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光.则A、B分别为_ _和__ 。
电感和电容对交变电流的影响6
电感和电容对交变电流的影响淄博六中物理组 李长远一、教学目的1、理解电感对交变电流的阻碍作用，知道感抗的物理意义及影响因素。
2、理解电容对交变电流的作用，知道容抗的物理意义及影响因素。
二、教学工具低频扼流圈，高频扼流圈，灯泡，电容器，电感线圈，直流电源，交流电源，双刀双掷开关 三、教学过程 ●引入新课一：我们知道，电阻在直流电路中与在交流电路中没有区别，那么电感线圈和电容在直流电路和在交流电路中的作用是否相同呢？ ●引入新课二：（实验）连接如图所示的电路图．接通直流电源， 调节滑动变阻器，请同学观察灯泡的亮暗变化，说明 原因（电流I 的变化）．（过渡）：在直流电路中，影响电流与电压关系的只有电阻，交变电流中影响电流与电压关系的是否只有电阻呢？这就是本节课我们要研究的． ● 进行新课一、电感对交变电流的阻碍作用若有实验：【实验】连接如图所示的电路图．【设疑】交流电源的有效值与直流电源相同， 请同学预测双刀双掷开关分别接直、交流电时灯 泡的亮暗是否相同？【观察结果】接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电时，灯泡暗些．【分析现象】接交变电流时，由于变化的电流通过电感线圈发生自感现象，产生自感电动势，对电流有一个阻碍作用使灯泡变暗。
若没有实验：电感线圈接直流电路时，相当于一根短路导线。
接交变电流时，由于变化的电流通过电感线圈发生自感现象，产生自感电动势，对电流有一个阻碍作用，它在交流电路中就相当于一个电阻，如图所示。
1、实验结论：电感交变电流有阻碍作用现在我们用如图所示的电路来研究纯电感电路中电流跟电压的关系．电路中的L是电阻可以略去不计的电感线圈．改变交流电源的电压，通过L的电流就随着改变．记下几组相应的电流和电压的数值，就会发现，在纯电感电路中，电流强度跟电压成正比，既I∝U．用1/XL作为比例恒量，写成等式，就得到I=U/XL这就是纯电感电路中欧姆定律的表达式．把这个表达式跟I=U/R相比，可以看出XL 相当于电阻R，XL表示出电感对交流电阻碍作用的大小，XL做感抗，它的单位也是欧姆．2、感抗：表示电感对交变电流阻碍作用的大小类比：电阻对电流有阻碍作用，叫阻抗。
3电感和电容对交流电的影响
3电感和电容对交流电的影响第三节电感和电容对交流电的影响★预习引导1. 决定感抗⼤⼩的因素有哪些?2. 交变电流“通过”电容器的实质是什么?3. 决定容抗⼤⼩的因素有哪些?★读书⾃检1．电感对交变电流的阻碍作⽤(1)感抗：表⽰电感对____作⽤的⼤⼩；(2)线圈的____越⼤，交变电流的____越⾼，线圈的阻碍作⽤越⼤，感抗也越⼤．即：“通_____流，阻____流；通____频，阻____频”．2．低频扼流圈的⾃感系数很⼤，它有_______________的作⽤；⾼频扼流圈的⾃感系数较⼩，它有_______________的作⽤．3．电容器对交变电流的阻碍作⽤(1)容抗：表⽰电容对交变电流__作⽤的⼤⼩；(2)_____越⼤，交变电流的__越⾼，电容器的阻碍作⽤越⼩，容抗也越⼩，即：“通____流，阻_____流；通____频，阻____频”．★要点精析1. 电感对交变电流的阻碍作⽤.电感是由导线绕制成的线圈．由于电感线圈中通过交流电时，产⽣⾃感电动势，阻碍电流的变化，对交变电流有阻碍作⽤．描述电感对交变电流阻碍作⽤的⼤⼩的物理量叫感抗．感抗的⼤⼩跟以下因素有关：线圈的⾃感系数 L，交变电流的频率f. 线圈的⾃感系数L越⼤，交变电流的频率f越⾼，阻碍作⽤越⼤，感抗就越⼤．因此电感有“通直流，阻交流”、“通低频，阻⾼频”的特性．交变电流与恒定电流通过线圈时，受到的阻碍作⽤不同．交变电流通过线圈时，除受电阻的阻碍作⽤外，更⼤的阻碍作⽤是线圈的感抗，线圈的⾃感系数越⼤，交流的频率越⾼，则阻碍电流变化的⾃感电动势越⼤，感抗也就越⼤．⽽恒定电流⼤⼩、⽅向都不变，感抗为零，只有电阻起阻碍作⽤．在实际应⽤中，电感线圈起着“阻交流、通直流”或“阻⾼频、通低频”的作⽤．2．交变电流能够通过电容器.交变电流通过电容器是由于对电容器不断地充电过程与放电过程来实现的；电荷并没有通过电容器．由于电容器两极板上积累的电荷反抗电路中⾃由电荷做定向移动，对交流电有阻碍作⽤．描述电容对交变电流阻碍作⽤的⼤⼩的物理量叫容抗．交流电是怎样“通过”电容器：把交流电源接到电容器两个极板上后，当电源电压升⾼时，电源给电容器充电，电荷向电容器极板上聚集，在电路中形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，原来极板上聚集的电荷⼜放出，在电路中形成放电电流．电容器交替进⾏充电和放电，电路中就有了电流，好像是交流“通过”了电容器，但实际上⾃由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质．3. 电容器对交变电流的阻碍作⽤容抗的⼤⼩跟以下因素有关：电容器的电容C，交变电流的频率f. 电容器的电容C 越⼤，交变电流的频率f越⾼，电容器对交流的阻碍作⽤越⼩，容抗就越⼩，因此电容器在电路中有“通交流，隔直流”、“通⾼频、阻低频”的特性．电容器对交变电流的阻碍作⽤是怎样形成的?我们知道，恒定电流不能通过电容器，原因是电容器的两个极板被绝缘介质隔开了．当接到交流电源上时，电源使导线中⾃由电荷向某⼀⽅向定向移动，对电容器进⾏“充放电”，电容器两极板在此过程中由于电荷积累(或减少)⽽产⽣电动势，因⽽反抗电荷的继续运动，就形成了电容对交变电流的阻碍作⽤．电容器的电容越⼤，交流的频率越⾼，容抗就越⼩，因此电容具有“通交流、隔直流，通⾼频、阻低频”的作⽤．4．导体电阻对电流的阻碍作⽤，来⾃于定向运动的⾃由电荷与固定的⾦属正离⼦的碰撞．在纯电阻电路中，电流的最⼤值、有效值、瞬时值均可根据欧姆定律来求得．同⼀电阻对直流电和交流电的阻碍作⽤相同，且对交流电的阻碍作⽤与交流电的频率⽆关，⽽电感和电容对交流电和直流电有完全不同的作⽤，且它们对交流电的阻碍作⽤⼤⼩还与交流电的频率有关．5．电阻、容抗、感抗的区别★应⽤演练【例1】有⼀电阻极⼩的导线烧制⽽成的线圈接在交变电源上，如果电源电压的峰值保持⼀定，下⾯哪种情况下，通过线圈的电流最⼩ ( )A. 所加电源的频率为50HzB ．所加电源的频率为100HzC ．所加电源的频率为50Hz ，减少线圈的匝数D ．在线圈中加⼊铁芯，所加电源的频率为100Hz[解析] 线圈的⾃感系数L 越⼤，交变电流的频率f 越⾼，阻碍作⽤越⼤，感抗就越⼤．⾃感系数L ⼜由线圈的匝数、线圈内是否存在铁芯有关．线圈的匝数多，有铁芯，⾃感系数L 越⼤．由此可以判定的选项是D ．[答案] D〖点评〗应⽤电磁感应知识分析可起到复习重点,且明⽩知识的来龙去脉.【例2】有两个电容器的电容分别为C 1=5µF 和C 2=3µF ，分别加在峰值⼀定的交变电源上，在下列各种情况下，哪⼀种情况下通过电容器的电流最⼤( )．A ．在C 1上所加交变电流的频率为50赫兹B ．在C 2上所加交变电流的频率为50赫兹C ．在C 1上所加交变电流的频率为60赫兹D ．在C 2上所加交变电流的频率为60赫兹解析：电容器对电流的阻碍作⽤的⼤⼩，即为容抗．容抗的⼤⼩是由电容器C 和交变电流的频率共同决定的．交变电流的频率越⾼，电容器的电容越⼤，电容器的容抗就越⼩，电流就越⼤．因此要使通过电容器的电流最⼤则必须频率最⼤，电容最⼤．[答案] C【例3】交变电流通过⼀段长直导线时电流强度为I ；如果把这长直导线绕成线圈，再接⼊电路，通过线圈的电流强度为I′，则( )．A ．I′>IB ．I′C ．I′=ID ．⽆法⽐较解析：当把这长直导线绕成线圈，再接⼊交流电路中，因为电流变化，所以，线圈具有感抗作⽤，阻碍电流的变化，因⽽通过线圈的电流I′要变⼩．〖点评〗电阻对交流有阻碍作⽤, 电感对交变电流也有阻碍作⽤.【例4】在右图所⽰电路中，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=2202sinl00πt(V)．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz ，下列说法正确的有( )．A ．电流表⽰数增⼤B ．电压表⽰数增⼤C ．灯光变暗D ．灯泡变亮解析由u=2202sinl00πt ，可得电源原来的频率为 f=πω2=ππ2100Hz=50Hz ．当电源频率由原来的50Hz 增为100Hz 时，线圈的感抗增⼤；在电压不变的情况下，电路中的电流减⼩，选项A 错误．灯泡的电阻R 是⼀定的，电流减⼩时，实际消耗的电功率(P=I 2R)减⼩，灯泡变暗，选项C 正确，D 错误．电压表与电感线圈并联，其⽰数为线圈两端的电压U L ；设灯泡两端电压为U R ，则电源电压的有效值为u=U L +U R因U R =IR ，故电流I 减⼩时，U R 减⼩．因电源电压有效值保持不变．故U L =(U-U R )增⼤，选项B 正确．[答案] B 、C【例5】如图所⽰，从ab 端输⼊的交流含有⾼频与低频成分，为了使R 上尽可能少的含有⾼频成分，采⽤图⽰电路，其中L 的作⽤是_____________________，C 的作⽤是______________.解析：因为L 有“通低频、阻⾼频”的特点，因此L 的作⽤是阻挡⾼频成分；⽽通过L 后还有少量的⾼频成分，利⽤C “通⾼频、阻低频”的特点，使绝⼤部分⾼频成分从C 流过．因此C 在此叫做⾼频旁路电容．【例6】如图所⽰交流电源的电压有效值跟直流电的电压相等，当将双⼑双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P 1，⽽将双⼑双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为 P 2，则( )．A ．P 1=P 2B ．P l >P 2C ．P lD ．不能⽐较解析：接在直流电源上，线圈对直流没有阻碍作⽤，电能全部转化为⼩灯泡的内能．⽽当双⼑双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作⽤，因此电能除转化成灯泡的内能外，还有⼀部分电能在与磁场能往复转化．因此P 1>P 2，故B 正确．[答案] B★同步练习1. 关于电感对交变电流的影响，下述说法中正确的是( )．C～A ．电感不能通直流电流，只能通交变电流B ．电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作⽤相同C ．同⼀个电感线圈对频率低的交变电流的阻碍⼩D ．同⼀个电感线圈对频率⾼的交变电流的阻碍较⼩2. 对电容器能通交变电流的原因，下列说法中正确的是( )．BDA ．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3. ⼀电灯和⼀电感线圈串联，⽤交流电供电，若提⾼交流电的频率，则( )．DA ．电感器电感增加B ．电感器电感减⼩C ．电灯变亮D ．灯变暗4. 如右图所⽰电路，⽤交流电供电，C 为电容器，当交流电频率增加时，则( )．DA ．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5. 如右图，所⽰电路由交变电源供电，如果交变电流的频率降低，则 ( ) BCA ．线圈⾃感系数变⼩B ．线圈感抗变⼩C ．电路中电流增⼤D ．电路中电流变⼩6．如右图所⽰,平⾏板电容器与灯泡串联，接在交流电源上灯泡正常发光，则( )．A ．把电介质插⼊电容器，灯泡⼀定变亮B ．把电容器两极板间距离增⼤，灯泡⼀定变亮C ．把电容器两极板间距离增⼤，灯泡⼀定变暗D ．使交流电频率增⼤，灯泡变暗解析：在电容器中插⼊电介质，电容器C 增⼤，容抗减⼩，电流增⼤，电灯变亮；同理，当频率增加时，容抗减⼩，电灯也变亮，⽽ B 、C 两种做法中，将使电容量C 减⼩，容抗增加，电灯将变暗. 故选项A 、C 正确．B 组1. 如图所⽰，开关S 与直流恒定电源接通时，L 1、L 2两灯泡的亮度相同．若将S 与交变电源接通 ( ) B A ．L 1和L 2两灯泡亮度仍相同 B ．L 1⽐L 2更亮些 C L 1C ．L 1⽐L 2更暗些D ．若交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来⼀样亮2. 如图所⽰电路，L 1、L 2为两个相同的灯泡，开关S 接通恒定直流电源时，灯泡L 1发光，L 2不亮．后将S 与有效值和直流电压相同的交变电源接通，这时 ( ) D A ．L 2⽐L l 更亮些 B ．L 2⽐L 1更暗些C ．L 2仍然不亮D ．L 2可能和L 1⼀样亮3. 关于对感抗的理解，下列说法正确的有( ) AA ．感抗是由于电流变化时线圈产⽣了⾃感电动势⽽对电流的变化产⽣的阻碍作⽤B ．感抗仅与电源频率有关，与线圈⾃感系数⽆关C ．电感产⽣感抗对交变电流有阻碍作⽤，但不会因此消耗电能D ．感抗和电阻等效，对任何交变电流都是⼀个确定的值4. 如图所⽰电路，⼀电感线圈和⼀个“220 V 40 W ”的灯泡串联，电路两端接在220 V 的交变电路中．如果将电感线圈的铁芯抽去，则灯泡的发光情况是________________．(变亮)5.如图所⽰电路，⼀电容器和⼀个灯泡串联，接在交变电路中，灯泡恰能正常发光．若将电容器两板间距离增⼤些，则灯泡的发光情况是____．（变暗）～1L C。
(完整版)电感和电容对交变电流的影响
对比灯泡亮度5。
3 电感和电容对交变电流的影响一．电感对交变电流的阻碍作用1. 感抗：电感中通入直流，电感相当于导线，对电路没有影响; 电感中通入交变电流,由于自感，电感线圈对交变电流有阻碍作用，称为感抗.感抗越大，阻碍作用越大。
2. 影响感抗的因素：线圈自感系数L越大，交变电流频率f越高,感抗越大。
2LX fLπ=3. 电感的应用：低频扼流圈—通直流、阻交流。
要求L较大，即匝数较多高频扼流圈-通直流、通低频、阻高频。
要求L较小,即匝数较少二．电容器对交变电流的阻碍作用1。
容抗：表示电容对交变电流阻碍作用大小的物理量。
容抗越大，阻碍作用越大。
2。
影响容抗的因素:电容C越大，交变电流频率f越高,容抗越小.12CXfCπ=3. 电容器的应用：(1）隔直电容器：“通交流、隔直流”,要求电容器电容较大。
（2）高频旁路电容器：“通高频、阻低频”，要求电容较小。
4。
容抗的实质：电容器极板上电荷形成的电压对原电流的阻碍作用.三．电感和电容的组合应用1. 滤掉输入信号中的高频成分,使直流和低频加在负载上2. 滤掉输入信号中的直流和低频成分，使高频加在负载上四．电阻、感抗、容抗的比较电阻R感抗容抗产生原因定向移动的电荷与不动的离子间的碰撞电感线圈自感阻碍电流的变化电容器极板上电荷电压阻碍电流低频扼流圈通直流、阻交流交流电能“通过”电容器在电路中特点 对直流、交流都有阻碍作用 通直流、阻交流。
交流频率越大、阻碍越大直流完全不能通过;对交流有一定阻碍,频率越高，阻碍越小 决定因素 材料本身（电阻率、长短、粗细）及温度决定 线圈自感系数L 和交流的频率f 决定(成正比）电容的大小C 和交流的频率f 决定（成反比）能量转化 电能转化为内能 电能和磁场能反复转化电能与电容器间电场能反复转化例 1. 如图所示,电路中完全相同的三只灯泡1L 、2L 、3L 分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联,然后再并联到220 V ，50Hz 的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同.若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60 Hz ，则发生的现象是（ ）A 。
高中物理 第五章 第3节 电感和电容对交变电流的影响(含解析)2
电感和电容对交变电流的影响电感对交变电流的阻碍作用1．实验探究如图所示，令直流电源电压与交流电源电压有效值相等。
(1)实验目的：了解并验证电感线圈对交变电流的阻碍作用。
(2)实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些。
(3)实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用。
2．感抗(1)物理意义：表示电感器对交变电流的阻碍作用的大小。
(2)影响感抗大小的因素：线圈的自感系数，交流的频率。
线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大。
3．感抗的应用类型低频扼流圈高频扼流圈区别自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通低频、通直流，阻高频[1．电感线圈对交变电流有阻碍作用。
( )2．交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大。
( )3．电感线圈中通入交变电流后，交变电流的瞬时值为0的瞬间，线圈仍然对交变电流有阻碍作用。
( )答案：1.√ 2.√ 3.√[释疑难·对点练]1．电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生，而自感电动势总是要阻碍电流的变化，这就是电感线圈对交变电流的阻碍作用。
因此，感抗的产生是由线圈的自感现象引起的。
直流电通过线圈时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗。
2．感抗电感线圈对电流的阻碍作用。
感抗用“X L”表示，X L＝2πfL＝ωL，其中f是交流电的频率，L是线圈的自感系数。
3．感抗与电感的关系电感线圈对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示，线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，感抗就越大，对交变电流的阻碍作用也就越大。
4．线圈(扼流圈)的分类根据不同线圈对交流电的阻碍作用不同分类：(1)低频扼流圈：①构造：闭合铁芯、绕在铁芯上的线圈。
②特点：匝数多、自感系数L大、电阻很小。
它对低频交流会产生很大的阻碍作用，而对直流的阻碍作用则较小，故低频扼流圈的作用为“通直流、阻交流”。
电感和电容对交变电流的影响
第三节电感和电容对交变电流的影响白景曦（西北师范大学第一附属中学甘肃兰州 730070）摘要在直流电路中，影响电流跟电压关系的因素只有电阻。
在交流电路中，影响电流跟电压关系的因素除了电阻外，还有电感和电容。
电感和电容对交变电流的阻碍规律概括．．．．．．．．．．．．．．．．．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。
．．关键词：电感感抗电容容抗引言如图所示，电路中的电流与电压的关系与哪些因素有关？分析：根据闭合电路欧姆定律，电路中电流与电压的关系只与电路中的总电阻有关。
如果把电源换成交变电源，电阻换成线圈或电容，电流和电压的关系又与哪些因素有关呢？本节课我们通过实验来研究这个问题。
课题：电感和电容对交变电流的影响新课教学：实验：看录像，电感对交变电流有阻碍作用。
电路图：线圈和灯泡串联现象：直流，灯泡亮；交流，灯泡暗。
结论：电感对交变电流有阻碍作用。
一、电感对交变电流的阻碍作用提出问题：电感对交变电流的阻碍作用与哪些因素有关呢？猜想：与线圈的自感系数和交变电流的频率有关。
分析：因为交变电流通过电感，由于自感会产生阻碍电流变化的自感电动势，自感电动势I E L t ∆=∆，L 越大，自感电动势越大，阻碍作用越大；I t∆∆越大，自感电动势越大，阻碍作用越大，所以电感对交变电流的阻碍作用，可能与线圈的自感系数和交变电流的频率有关。
实验设计：探究影响感抗的因素。
改变线圈的自感系数，拔出铁芯，插入铁芯，观察灯泡的亮度变化；改变交变电流的频率，观察灯泡的亮度变化。
现象：线圈的自感系数越大，阻碍作用越大；交变电流的频率越高，阻碍作用也越大。
结论：线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，线圈对交变电流的阻碍作用越大。
1.感抗：描述线圈对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
理论研究发现，2L Z fL π=2.应用：提出问题：如果要将直流信号与低频交流信号分开，需要设计什么样的线圈和电路？如果要将低频信号与高频信号分开，需要设计什么样的线圈和电路呢？（1）低频扼流圈设计，自感系数很大，几十亨，匝数多，几千甚至超过一万匝，有闭合铁芯；（2）高频扼流圈设计，自感系数较小，几十毫亨，匝数少，几百匝，无铁芯或铁芯为铁氧体。
高中物理 第5章 交变电流 第3节 电感和电容对交变电流的影响教案 新人教版选修3
第3节电感和电容对交变电流的影响要点一感抗的作用要点二1．电感对交变电流的阻碍作用交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化，就形成了对交变电流的阻碍作用．2．交变电流能够“通过”电容器当电容器接到交流电源上时，由于电流时刻在变化，电压升高时，形成充电电流．电压降低时，形成放电电流，充放电交替进行．电路中就好像交变电流“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质．3．电容对交变电流的阻碍作用电源电压推动自由电荷定向运动．而电容器两极板上积累的电荷反抗自由电荷的定向运动．从而产生了电容器对交变电流的阻碍作用．4．当电容器与直流电源的两极相连接时，接通的瞬间因电容器充电产生瞬时电流，充电完毕后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等，电路中没有电流．5．电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电场能往复转化，所以不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗．二、电容器、电感器有何应用？1．电容器对交变电流作用的应用(1)隔直电容器，如图5－3－4甲所示，作用是“通交流、隔直流”，因为直流电不能通过电容器．交流电能“通过”电容器，起这样作用的电容器电容更大些．图5－3－4(2)高频旁路电容器，如图5－3－4乙所示，作用是“通高频，阻低频”．因为对不同频率的交流电，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容对低频交变电流阻碍作用大，对高频交变电流阻碍作用小，起这样作用的电容器电容要小些．2．电感和电容的组合应用根据电感、电容对交变电流阻碍作用的特点，可以将二者结合并与电阻组合到一起来完成一定的任务．(1)如果将电容与负载并联，然后与电感串联，就能更好的起到滤掉电流中交流成分或高频成分的作用，如图5－3－5甲所示．(2)如果将电感与负载并联，然后与电容串联，就能更好的起到滤掉电流中直流成分和低频成分的作用．如图5－3－5乙所示．图5－3－5一、电感对交变电流的影响【例1】交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则( )A．I′>I B．I′<IC．I′＝I D．无法比较解析长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计，其对交变电流的阻碍作用可以看作是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，电流减小．答案B二、交变电流“通过”电容器【例2】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)解析电流能“通过”电容器，并非电荷真的通过电容器两板间的电介质，而是交变电流交替对电容器充放电，电容器中并未有电荷通过，电路中有了电流，表现为交变电流通过了电容器．答案CD1.如图5－3－6所示，图5－3－6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)( )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的直流成分要大答案CD解析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，因为导线的一般直流电阻都很小，所以通过线圈的直流要比通过R的要大，D正确．2．如图5－3－7所示电路中，图5－3－7U为220 V交流电源，C为电容器，R是电阻，这一交流电路电压有效值关系是U2＝U2R＋U2C.关于交流电压表的示数，下列说法正确的是( )A．等于220 V B．大于220 VC．小于220 V D．等于零答案C3．如图5－3－8所示，交流电源的电压为220 V，频率f＝50 Hz，三只灯L1、L2、L3的亮度相同，线圈L无直流电阻，图5－3－8若将交流电源的频率变为f＝100 Hz，则( )A．L1灯比原来亮B．L2灯比原来亮C．L3灯和原来一样亮D．L3灯比原来亮答案AC解析电容器的容抗与交流电的频率有关，频率高、容抗小，即对高频交流电的阻碍作用小，所以A项正确．线圈对交流电的阻碍作用随频率升高而增大，所以B项错．电阻R中电流只与交流电有效值及R值有关，所以C项正确，D项错.题型一电容对交变电流的影响如图1所示，某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过．为了保护输电线不至于被压坏，可预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的是( )图1A．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流．甲、乙两方案都是可行的B．若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的C．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的D．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的思维步步高恒定电流和交变电流的区别是什么？钢管与电流间形成什么电器元件？怎样才能消除影响？答案BC解析恒定电流对于一根还是两根钢管毫无影响，但交变电流通过的导线和钢管之间形成电容器，对交变电流有阻碍作用，而两根线从一根钢管中穿过，并且任一时刻电流的方向都等大反向，产生的影响抵消．拓展探究某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图2所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图中a、b、c所示，则如下判断中正确的是( )图2A．AB间是电容器B．BC间是电感线圈C．CD间是电容器 D．CD间是定值电阻答案ABD解析电容器的特性是：闭合开关后，瞬间充电结束后，电路中不再有电流，a对应的AB应是电容器，A对；电感线圈对变化的电流有阻碍作用，对恒定电流无阻碍作用，BC间为电感线圈，B正确；定值电阻的特性是加恒定电压，瞬间即产生恒定的电流，D正确．题型二电容、电感在电路中的综合应用如图3所示，从AO输入的信号中，有直流电和交流电两种成分．图3(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？答案根据电容和电感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”作用，应在AB端接入一个电容器C，该电容器对直流电有阻碍作用，能通过交流电．(2)因为BO端不需要交流电，只需要直流电．故根据电感L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，能通过直流电．拓展探究如图4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4A．甲扬声器是高音扬声器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乙扬声器D．L2的作用是减弱通过乙扬声器的低频电流答案BD解析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.1.如图5所示，L1、L2和L3是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联，L3与一个定值电阻R串联．当a、b间接电压有效值为U、频率为f的正弦交流电源时，三只灯泡的亮度相同．现将a、b间接另一正弦交流电源时，发现灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变．由此可知，另一正弦交流电源可能是( )图5A．电压有效值仍为U，而频率大于fB．电压有效值大于U，而频率大于fC．电压有效值仍为U，而频率小于fD．电压有效值小于U，而频率大于f答案A解析由题述中与一个定值电阻R串联的灯泡L3亮度不变可知，所接的另一正弦交流电源的电压有效值仍为U.灯泡L1变亮，说明与L1串联的电容器C容抗变小．由影响容抗的因素可知，这是由于正弦交流电的频率增大．所以正确选项是A.2．某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分，为使放大器仅得到交流低频成分，下图所示电路中可行的是( )答案D解析A图放大器得到所有成分；B图放大器可得到直流成分，若为高频扼流圈也可得到低频成分；C图既可得高频成分也可得低频成分；D图通过C1的是高、低频都有，通过C2的是旁路电容让高频成分滤去，故D正确．3.图6如图6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＝P2B．P1>P2C．P1<P2 D．不能比较答案B解析开关接在直流电源上时，线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为小灯泡的内能．而当双刀双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能外，还有一部分电能与磁场能往复转化，因此P1>P2，故选B.4.图7一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图7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．无法判断答案B解析线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是绕组上的电势差与灯泡上的电势差之和．由墙上插孔所提供的220 V电压，一部分降落在线圈上，剩余的降落在灯泡上．如果一个大电压降落在线圈上，则仅有一小部分电压降落在灯泡上．灯泡上电压变小，将使它变暗．故B正确5．如图8所示，图8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( )A．电容器电容增加B．电容器电容减小C．电灯变暗D．电灯变亮答案C解析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，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．6．如图9所示，两位同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多，第一位同学的方法使小灯泡消耗电能为W1，第二位同学的方法使小灯泡消耗的电能为W2，它们相比较( )图9A．W1＝W2 B．W1>W2C．W1<W2 D．无法确定答案B解析匀速运动时，产生的感应电动势是稳定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈上不会产生感抗，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当ab做变速运动时，产生的感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少．故B正确．7．家庭用吊扇的电源采用220 V单相交变电流，电扇中电动机电路如图10所示，C为电容，L1、L2为定子线圈．吊扇使用了几年后，转速明显变慢，在电容C上并联了一只标有“2μF，400 V”的电容后，吊扇转速明显变快了，试说明理由．图10答案在电容C上并联一只电容后，总电容变大，容抗变小，对交变电流起阻碍作用的容抗变小，线圈L中的电流变大，电动机转速明显加快．8．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，如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在两极电路之间接入一个高频扼流圈就可以了．高频扼流圈是串联还是并联接入电路？图11所示的接法对吗？为什么？图11答案因为高频扼流圈自感系数较小，它有通低频、阻高频的功能，低频通过很容易，而高频很“费力”，但电阻让高频通过，所以高频就几乎不从高频扼流圈通过了．所以应串联，题中所给图接法不正确．9．使用220 V交流电源的设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘．但是，有时候用手触摸外壳时仍会感到“麻手”，用试电笔测试时氖管也会发光，为什么呢？答案与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够“通过”这个“电容器”，虽然这一点点“漏电”一般不会造成人身危险，但是为了确保安全，电器设备和电子仪器的金属外壳都应该接地．。
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a b c d
ψ
O B t
t 2 t 4 E m 0 t 1 t 3 e t 4 2
0 0.01 -3 2 0.02 0.03 0.04 i/A 交变电流 电感电容对交变电流的作用
[学习目标]
1、理解交变电流的产生原理及变化规律；
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；
3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因
[自主学习]
一、交变电流的产生 1、什么是中性面？
2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，感应电流为 ，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为 ，感应电流 。
3、线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。
二、交变电流的描述
1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？
2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？
3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？
三、电感、电容
1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？
2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是： ，高频扼流圈的作用是： 。
[典型例题]
例1：一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图所示，下列说法中正确的是： A 、t 1时刻通过线圈的磁通量为零； B 、t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；
C 、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；
D 、每当e 改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象， 此交变电流的有效值：
A 、5 2 A
B 、5A
C 、3.5 2 A
D 、3.5A 例3：如图，矩形线圈面积为s ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁
感强度为B 的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路
t/S i/A 0 2 0.2 -2 0.4 0.6 t
T/2 T E m
0 -E m
e 10 i/A a
~ E 1
E 2 1 2 A
B C b c S 电阻为R 。
求：
⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；
⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式； ⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R 上所产生的热量； ⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R 的电荷量。
[针对训练]
1、交流发电机在工作时电动势为e= E m sin ωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（ ）
A 、e= E m sin （ωt/2）
B 、e= 2E m sin （ωt/2）
C 、e= E m sin2ωt
D 、e=
E m /2sin2ωt
2、一电热器接在10v 的电源上，产生的热功率为P ,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（ ）
A 、5v
B 、14v
C 、7.1v
D 、10v
3、如图是一个正弦交变电流的i —t 图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为
A,它的有效值为 A 。
4、如图所示，A 、B 、C 为三个相同的灯泡，a 、b 、c 为与之串联的三个元件，E 1为直流电源，E 2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。
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 。
5、一个面积为S 的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做
匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e 与时间t
的关系如图所示，则磁感应强度B= ，在t=T/12时刻 ，线圈平面与磁感线的夹角等于 。
ψ
a
b c
d
O` O R
B V ~U
V
A L
a
b c d t i t 1 t 2 t 3 t 4 0
6、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象， 其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的 有效值为多少？
7、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中 匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3Ω， ab=cd=0.5m ，bc=ad=0.4m ，磁感应强度B=0.5T ， 电阻R=311Ω，当线圈以n=300r/min 的转速匀速转动时，求： ⑴、感应电动势的最大值；
⑵、t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流 电动势的瞬时值表达式； ⑶、此电压表的示数是多少？
[能力训练]
1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t 变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（ ）
A 、t 1时刻线圈中感应电动势最大；
B 、t 2时刻导线ad 的速度方向 跟磁感线垂直；
C 、t 3时刻线圈平面与中性面重合；
D 、t 4 、t 5时刻线圈中感应
电流方向相同
2、已知交变电流i=I m sin ωt,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（ ）
A 、 2 π/ω
B 、π/ 2ω
C 、π/ 4ω
D 、π/ 2ω
3、如图，[ 形金属导轨水平放置，导轨上跨接一 金属棒ab ，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上 自由滑动，在导轨左侧与ab 平行放置的导线cd 中。
通有如图所示的交变电流。
规定电流方向自c 向d 为正，则ab 棒受到向左的安培力的时间是（ ）
A 、0—t 1
B 、t 1—t 2
C 、t 2—t 3
D 、t 3—t 4
4、在如图所示电路图中，L 为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=220 2 sin100πt V ，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz ，下列说法正确的是（ ） ψ
c
b
a d B
甲 t/S
Φ 0
Φm t 1 -Φm t 4 t 2 t 3 t 5 乙
~U
C
O
O`
t/10-2S
Φ/*10-2Wb 0
1.0 -1.0
3.14
1.57 ψ
a
b c
d
O` O R
B V A 、电流表示数增大 B 、电压表示数增大
C 、灯泡变暗
D 、灯泡变亮
5、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（ ）
A 、把电介质插入电容器，灯泡变亮；
B 、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；
C 、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；
D 、使交变电流频率减小，灯泡变暗
6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N=100，边长为10cm ，线圈总电阻为10Ω，线圈绕OO ’轴在B=0.5T 的匀强磁场中转动，每分钟转1500转，则线圈平面从图示位置转过30度时，感应电动势 的值是 V 。
7、一交流电压的瞬时值表达式为U=15 sin100πt ，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W ，那么这个电阻的阻值 Ω。
8、有一交流电压的变化规律为U=311 sin314t ，若将辉光电压是220V 的氖管接上此交流电压，则在1s 内氖管发光的时间为多少？
9、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度 ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每 匝的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻 r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω。
已知感应电动势的最大值 E m =n ωΦm 。
其中Φm 为穿过每匝线圈磁通量的最大值。
求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？
10、如图所示，边长为a=10cm 的正方形线圈绕垂直于磁感线的 OO`轴以n=10r/s 的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T ， 线圈的匝数N=100匝，电阻r=1Ω。
线圈两端分别接在两个固定 于OO`轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9Ω的电阻 ，并接有一只理想交流电压表。
求： ⑴、电压表的读数；
⑵、若从线圈通过中性面开始计时，转过900过程中，
通过电阻R 的电荷量；
⑶、在1min 内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？
L a b
[学后反思]
答案
典型例题：例1、D 例2、B 例3、⑴ Em=NBS ω, ⑵ e=NBS ωcos ωt, ⑶ Q=πR ωN 2B 2S 2/[4( R+r)] , ⑷ q=NBS/R
针对训练：1 C, 2 D, 3 i=2sin5πt , 2 , 4 电阻、电感、电容器 ，5 E m T/2πs 、300 ，6 8.7A ,7 ⑴ 314v 、⑵ e=314sin10πt 、⑶ 220v
能力训练：1、BC 2、C 3、AC 4、BC 5、ACD 6、39.3 7、4.5 8、0.5s 9、1.4A 10、 ⑴、4.0v ⑵、4.0v ⑶、120J。