20192020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练习含解析新人教版选修32.doc
高中物理交变电流3电感和电容对交变电流的影响课时作业版2
3 电感和电容对交变电流的影响1．对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是( )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解析：电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器．答案：BD2．对低频扼流圈的说法正确的是( )A．自感系数很小，对直流有很大的阻碍作用B．自感系数很大，对低频交流有很大的阻碍作用C．自感系数很大，对高频交流有很小的阻碍作用D．自感系数很大，对直流无阻碍作用解析：低频扼流圈的自感系数较大，它对电流的阻碍作用是“通直流，阻交流”，即对低频交流有较大的阻碍作用，由于线圈本身有电阻，所以对直流也有阻碍作用，应选B.答案： B3．关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是( )A．电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同B．电感对直流电和交流电均有阻碍作用C．电容器两极板间是绝缘的，故电容支路上没有电流通过D．交变电流的频率增加时，电阻、电感、电容的变化情况相同解析：电阻的阻值对直流电和交流电相同，A正确；电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，B错误；由于电容器不断地充放电，电路中存在充电电流和放电电流，C错误；电阻的阻值与交流电的频率无关，感抗随交流电频率的增大而增大，容抗随交流电频率的增大而减小，D错误．答案： A4．关于电容对交变电流的影响，下列说法正确的是( )A．对一只给定的电容器来说它对任何频率的交变电流的阻碍作用都相同B．同一只电容器对高频交变电流的容抗大于对低频交变电流的容抗C．同一只电容器对高频交变电流的容抗小于对低频交变电流的容抗D．同一只电容器对高频交变电流的容抗等于对低频交变电流的容抗解析：电容器的容抗跟交流电的频率成反比，频率越大，容抗越小，对交变电流的阻碍作用就越小．答案： C5．如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增加时( )A．电容器电容增加B．电容器电容减小C．电灯变暗D．电灯变亮解析：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．当交变电源的频率增加时，电容器充放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮．选项C错D对．答案： D6.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，如果只需把低频成分输送到下一级装置，如图所示，则下列做法合理的是( )A．在a、b间接入一个电容器B．在a、b间接入一个低频扼流圈C．在a、b间接入一个高频扼流圈D．在ab间接入一个电容器或高频或低频扼流圈都可以解析：假设接入电容器，通过的是高频电流，不符合题意，故应接入线圈，通过的是低频电流，故应接高频扼流圈，故C正确．答案： C7．如图所示，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( )A．灯L1比灯L2亮B．灯L3也能发光，但亮度最暗C．灯L2和L4亮度相同D．灯L4比灯L1亮解析：电压表示数相同，说明交流电的有效值相同．甲图中电容器与灯L1串联，电容器对电流有阻碍作用；乙图中电容器与灯L2并联，交变电流全部通过灯L2；丙图中电容器与灯L3串联且是直流电源，电容器隔直通交，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；丁图中电容器与灯L4并联，电流全部流过灯L4.综合以上分析，C、D两项正确．答案：CD8．有一个电阻极小的导线绕制成的线圈接在交流电源上，如果电源的电压峰值保持一定，下列哪种情况下，通过绕圈的电流最小( )A．所加电源的频率为50 HzB．所加电源的频率为100 HzC．所加电源的频率为50 Hz，线圈的匝数较少D．在线圈中加入铁芯，所加电源的频率为100 Hz解析：电压峰值不变，则电源电压的有效值就不变，当交变电流的频率越大，线圈的自感系数越大时，感抗越大，电流越小，故选D.答案： D9．在频率为f的交变电路中，如图所示，把开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流的有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况中，不正确的是( )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．通过R、C、L的电流有效值都不变解析：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的有效值不变；电感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，因此通过电感的电流的有效值变小；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量一定，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的有效值变大．故正确答案为A、D.答案：AD10．在电子技术中，从某一装置输出的交变电流常常既有高频成分，又有低频成分，若只需要把低频成分输送到后一级装置中，那么要在这两级电路之间接一电路元件是( ) A．电感线圈B．电容器C．电阻D．二极管解析：应将电容器并联接入电路，如图所示，电容器对高频成分容抗小，易通过；对低频成分容抗大，输入到下一级，有这种作用的电容器叫高频旁路电容．答案： B11．两个相同的白炽灯泡L1和L2接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联．当a、b间接电压最大值为U m、频率为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( )A．最大值仍为U m，而频率大于fB．最大值仍为U m，而频率小于fC．最大值大于U m，而频率仍为fD．最大值小于U m，而频率仍为f解析：更换新电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，说明电容器的容抗增大，电感的感抗减小．由频率对容抗、感抗的影响可知新电源频率减小，所以B正确．答案： B12．如图所示电路中，L 为电感线圈，D 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 ＝220 2sin 100πt (V)．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz ，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 ．灯泡变暗D ．灯泡变亮解析： 由u ＝2202sin 100πt (V)，可得电源原来的频率为f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz ，当电源频率由原来的50 Hz 增为100 Hz 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，A 项错误；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，C 项正确，D 项错误；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 D ，则电源电压的有效值U ＝U L ＋U D .因U D ＝IR ，故电流I 减小时，U D 减小，因电源电压有效值保持不变，故U L ＝(U －U D )增大，B 项正确．故正确答案为BC.答案： BC13．用电压表检查如图所示的电路中的故障，测量U ad ＝5.0 V ，U ab ＝0，U bc ＝5.0 V ，U cd ＝0.则电路故障可能是( )A ．滑动变阻器R 1断路B ．电容器C 被击穿C ．电阻R 2断路D ．电感线圈L 断路解析： 当用电压表去判断电路故障时，如果电压表的两接线柱能与电源的两极接通，而与电压表两接线柱相并联的那部分电路没有完全短路，电压表就会有示数．即当电压表有示数时，电源两极与电压表两接线柱间的电路无断点．由题意U ad ＝U bc ＝5.0 V 可知ab 、cd 间为通路，A 、C 错误；若电容器被击穿，则U bc 将为零，B 错误．故正确答案为D.答案： D14．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( )A ．A 、B 间是电容器B ．B 、C 间是电感线圈 C ．C 、D 间是电容器 D ．C 、D 间是定值电阻解析：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．答案：ABD。
2019_2020学年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练习(含解析)新人教版
3电感和电容对交变电流的影响课后篇稳固提高基础稳固1.一个灯泡经过一个线圈与一沟通电源相连结, 如下图。
一块铁插进线圈以后, 该灯将 () A. 变亮 B. 变暗C.没有影响D. 没法判断分析插入铁改变了电感的自感系数, 自感系数增大, 感抗增大 , 线圈两头的电压增大, 灯泡上的电压减小 , 因此灯变暗。
答案 B2. ( 多项选择 ) 对电容器能通交变电流的原由, 以下说法正确的选项是()A. 当电容器接到沟通电源上时, 因为有自由电荷经过电容器, 电路中才有交变电流B. 当电容器接到沟通电源上时, 电容器交替进行充电和放电, 电路中才有交变电流C.在有电容器的沟通电路中, 没有电荷定向挪动D.在有电容器的沟通电路中, 没有电荷经过电容器分析电容器实质上是经过频频充、放电来实现通电的, 并没有电荷经过电容器。
答案 BD3.如下图的电路, F为一沟通发电机, C为平行板电容器, 为使电流表的示数增大, 可行的方法是()A. 使发电机 F 的转速增添B. 使发电机 F 的转速减少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分析当发电机转速增添时, 交变电流的频次增大, 电容器容抗减小, 电流表的示数增大,A 项正确 ,B 项错误 ; 换用介电常数较小的电介质, 电容C减小 , 增大两极板间距离时, 电容C也减小 , 容抗增大 ,对交变电流的阻挡作用增大, 电流表的示数减小,C、 D 项错误。
答案A4.有两个电容器的电容分别为C=5μF和 C=3μ F, 分别加在峰值必定的沟通电源上, 在以下各样12状况下 , 哪一种状况经过电容器的电流最大()A. 在C上所加交变电流的频次为50 Hz1B. 在C上所加交变电流的频次为50 Hz2C.在C上所加交变电流的频次为100 Hz1D.在C2上所加交变电流的频次为100 Hz分析电容越大 , 电流频次越高 , 容抗越小 , 电流越简单经过电容器。
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)。
达标作业 三、电感和电容对交变电流的影响
三、电感和电容对交变电流的影响1．下列说法中，正确的是() A．电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻B．电容对交流的阻碍作用是因为电容器有电阻C．感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能D．在交变电流中，电阻、感抗、容抗可以同时存在2．一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3．如图所示的电路中，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25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是() 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4．在如下图所示电路中，交变电源是有效值为220V的电源，C是电容器，R是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法中正确的是()A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于零5．电阻R、电容C和电感器L是常用的电子元器件，在频率f的交变电流电路中，如下图所示，当开关S依次分别接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，维持其它条件不变，则下列几种情况正确的是() A．通过R的电流有效值不变B．通过C的电流有效值增大C．通过L的电流有效值减小D．通过R、C、L的电流有效值不变1．答案：D解析：交流电流通过线圈时，在线圈上产生自感电动势，对电流的变化起到阻碍作用，A错．交流电通过电容器时，电容器两极间的电压与电源电压相反，阻碍了电流的流动，B 错．电流通过它们做功时，只有在电阻上产生热，在线圈上产生磁场能，在电容器上产生电场能，C错，故D正确．2．答案：B解析：在线圈内由磁场变化而产生的感应电动势，总是反抗电流变化的，正是这种反抗变化的特性(电惰性)，使线圈产生了感抗．加入铁芯改变了电感的自感系数，自感系数增大，感抗增大，故答案为B.3．答案：ACD解析：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．4．答案：C解析：虽然交变电流能通过电容器，但对交流有阻碍作用，电容器的容抗与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压，而电压表测的是电阻两端的电压，故选项C正确．5．答案：ABC。
2019_2020学年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课件新人教版选修3_2
1．电感对交变电流的阻碍作用的成因 通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通过线圈的磁通量发生变化，从而产生 感应电动势，这种现象就是自感现象．根据楞次定律，自感电动势所引起的感应电 流总是要使它产生的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线圈中电 流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交变电流的阻碍作用，电感器对交变电流阻 碍作用的大小就称为感抗．
二、电容器对交变电流的阻碍作用 1．交变电流能够通过电容器 (1)实验电路(如图甲、乙所示)．
(2)实验现象：电路中串联电容器时，接通 直流 电源，灯泡不亮；接通 交流 电 源，灯泡亮． (3)实验结论： 交变 电流能够通过电容器， 直流 电流不能通过电容器．
2．容抗
(1)如果把电容器从电路中取下来，使灯泡与交流电源直接相连，灯泡比接有电 容器时 更亮 ，表明电容器对交变电流有 阻碍 作用． (2)物理意义：表示电容对交变电流的 阻碍作用 的大小． (3)影响容抗大小的因素：电容器的电容 越大 ，交流的频率 越高 ，容抗越小． (4)特性：电容器具有“隔直流、 通交流 ”的作用．
2．有一电阻极小的导线绕制成线圈接在交变电流上，如果电源电压峰值保持不变， 下面情况中，通过线圈的电流最小的是( ) A．所加电源频率为 50 Hz B．所加电源频率为 100 Hz C．所加电源频率为 50 Hz，减少线圈匝数 D．在线圈中加入铁芯，所加电源频率为 100 Hz
A．电流表示数增大 C．灯泡变暗
B．电压表示数增大 D．灯泡变亮
[思路点拨] 首先明确灯泡和电感器的串联关系，二要知道电感器的感抗随交变电 流的频率的增大而增大，再就是明确电压表测量的是电压的有效值，以及串联电路 的电压分配关系． [解析] 由交流电源的电压 u＝220 2sin 100πt V 可得 ω＝100π rad/s，而 ω＝2πf， 则 f＝50 Hz. 当电源频率变为 100 Hz，即频率增大，所以电感的感抗增大，即线圈对电流的阻 碍作用变大，则电流表示数变小，故 A 错误；由于电流表示数变小，因此灯泡两 端电压减小，又电源电压的有效值不变，所以电压表示数增大，故 B 正确；由于电 路中电流变小，所以灯泡变暗，故 C 正确，D 错误． [答案] BC
电感和电容对交变电流的影响练习题及答案解析
1．对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是( )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解析：选BD.电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器．2．关于电感对交变电流的影响，以下说法中正确的是( )A ．电感对交变电流有阻碍作用B ．电感对交变电流阻碍作用越大，感抗就越小C ．电感具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的性质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大解析：选AD.电感对交流电有阻碍作用，阻碍作用越大，感抗越大，感抗与自感系数、交流电频率成正比，本题选项A 、D 正确．3．如图5－3－7所示，交流电源的电压有效值跟直流的电压相等，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到交流电源上时，灯泡的实际功率为P 2，则( )图5－3－7A ．P 1＝P 2B ．P 1>P 2C ．P 1<P 2D ．不能比较解析：选B.接在直流电源上，线圈对直流没有阻碍作用，电压全部降落在小灯泡两端．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，因此小灯泡两端的电压小于电源电压，由P ＝U 2R知：P 1>P 2，故B 对． 4.在图5－3－8所示电路中，u 是有效值为220 V 的交流电源，C 是电容器，R 是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是( )图5－3－8A ．等于220 VB ．大于220 VC ．小于220 VD ．等于零解析：选C.虽然交变电流能通过电容器，但对交流有阻碍作用，电容器与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻的两端电压应小于电源电压，而电压表测的是电阻两端的电压，故选项C 正确．5．如图5－3－9所示，把电阻R 、电感线圈L 、电容器C 并联，三个支路中分别接有一灯泡．接入交流电源后，三盏灯亮度相同．若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是( )图5－3－9A ．L 1灯比原来亮B ．L 2灯比原来亮C ．L 3灯和原来一样亮D ．L 3灯比原来亮解析：选BC.电容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B 项对．线圈L 对交流电的阻碍作用随频率升高而增加，所以A 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．一、选择题1．关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是( )A．电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同B．电感对直流电和交流电均有阻碍作用C．电容器两极板间是绝缘的，故电容支路上没有电流通过D．交变电流的频率增加时，电阻、电感、电容的变化情况相同解析：选A.电阻的阻值对直流电和交流电相同，A正确；电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，B错误；由于电容器不断地充放电，电路中存在充电电流和放电电流，C错误；电阻的阻值与交流电的频率无关，感抗随交流电频率的增大而增大，容抗随交流电频率的增大而减小，D错误．2．电感和电容对交变电流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、阻高频答案：C3．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．无法比较答案：B4．如图5－3－10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5－3－10A．等于220 V B．大于220 VC．小于220 V D．等于零解析：选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U L＋U R＝U，故交流电压表的示数小于220 V，C正确．5．(2011年聊城高二检测)如图5－3－11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5－3－11A．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得到的是高频成分解析：选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．6．如图5－3－12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，各电压表示数都相同，下列说法正确的是( )图5－3－12A．灯L1比灯L2亮B．灯L3比灯L1亮C．灯L2与L3一样亮D．灯L1与灯L3一样亮解析：选BC.图甲中电源电压U＝U1＋U L1，线圈对交流有阻碍作用，U1≠ 0，灯泡两端电压U L1＜U；图乙中线圈与灯泡并联，灯泡电压U L2＝U；图丙中，线圈对直流电没有阻碍作用，灯泡电压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．7.如图5－3－13所示，电键S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S 与交流电源接通( )图5－3－13A．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．若交流电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮答案：B8.如图5－3－14所示电路，L1、L2为两个相同的灯泡，电键S接通恒定直流电源时，灯泡L1发光，L2不亮，后将S接在有效值和直流电压相同的交流电源上，这时( )图5－3－14A．L2比L1更亮些B．L2比L1更暗些C．L2仍然不亮D．L2可能和L1一样亮答案：D9. (2011年哈师大附中高二检测)如图5－3－15所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是( )图5－3－15A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器解析：选C.当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L为电阻，C 正确．10．“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5－3－16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5－3－16A．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甲扬声器D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流解析：选BD.由于L1会“阻高、通低”，C1又“通高、阻低”，因此低频成分通过甲扬声器，故A错，C2的作用是“通高、阻低”，故B对，L2的作用是“通低、阻高”，故C错而D 对．二、非选择题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5－3－17装置电路，其中代号a、b应选择的元件是________、________.图5－3－17解析：电容器具有通高频、阻低频作用，这样的电容器电容应较小，故a处放电容较小的电容器．电感线圈在该电路中要求“通低频、阻高频”，所以b处应接一个高频扼流线圈．答案：电容较小的电容器高频扼流线圈12. (2011年聊城高二检测)如图5－3－18所示，某电子电路的输入端输入的电流既有直流成分，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，试说明元件L、C1、C2在电路中的作用．图5－3－18解析：该电路只把交流的低频成分输送到下一级，C1能通交流，隔直流；L通直流，阻交流是低频扼流圈；C2通高频、阻低频，是高频旁路电容．答案：见解析。
电感和电容对交变电流的影响典型例题
电感和电容对交变电流的影响典型例题电感和电容是电路中常见的元件，它们对交变电流的影响是不可忽略的。
下面介绍几个典型例题：
1. 在一个电路中，电容C和电感L串联，其阻抗为Z。
当交流电源的频率为f时，它的阻抗为多少？
解析：电容和电感串联时，它们的阻抗可以用以下公式计算： Z = √(R^2 + (ωL - 1/ωC)^2)
其中，R为电路中的电阻，ω = 2πf为角频率。
当电容和电感串联时，电路中没有电阻，所以R = 0。
代入公式中，得到：
Z = √((ωL - 1/ωC)^2)
2. 在一个电路中，电源电压为V，电感L和电容C并联。
当交流电源的频率为f时，它的电流为多少？
解析：当电感L和电容C并联时，它们的阻抗可以用以下公式计算：
Z = 1/√((1/ωC)^2 + (ωL)^2)
电路中的总电流可以用欧姆定律计算：
I = V/Z
代入前面的公式中，可以得到电流的表达式：
I = V/√((1/ωC)^2 + (ωL)^2)
3. 在一个电路中，电源电压为V，电阻R、电感L和电容C串联。
当交流电源的频率为f时，它的电流为多少？
解析：当电阻R、电感L和电容C串联时，它们的阻抗可以用以
下公式计算：
Z = √(R^2 + (ωL - 1/ωC)^2)
电路中的总电流可以用欧姆定律计算：
I = V/Z
代入前面的公式中，可以得到电流的表达式：
I = V/√(R^2 + (ωL - 1/ωC)^2)
以上是电感和电容对交变电流的影响的一些典型例题。
对于这类问题，需要根据电路中的元件类型和连接方式，选择合适的公式进行计算。
高中物理第五章交变电流5.3电感和电容对交变电流的影响教案选修3_2
电感和电容对交变电流的影响过程在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻。
在交变电流路中，影响电流跟电压关系的，除了电阻外，还有电感和电容。
电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。
这节课我们学习电感、电容对交变电流的影响。
（二）进行新课1．电感对交变电流的阻碍作用［演示］电阻、电感对交、直流的影响。
实验电路如下图甲、乙所示：演示甲图，电键分别接到交、直流电源上，引导学生观察两次灯的亮度灯的亮度相同。
说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。
演示乙图，电键分别接到交、直流电源上，引导学生观察两次灯的亮度电键接到直流上，亮度不变；接到交流上时，灯泡亮度变暗。
说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同。
线圈对直流电的阻碍作用只是电阻；而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外，还有电感.为什么会产生这种现象呢？由电磁感应的知识可知，当线圈中通过交变电流时，产生自感电动势，阻碍电流的变化。
电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗来表示。
感抗的大小与哪些因素有关？请同学们阅读教材后回答。
感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率。
线圈的自感系数越大，自感作用就越大，感抗就越大；交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越大，感抗越大。
线圈在电子技术中有广泛应用，有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的。
出示扼流圈，并介绍其构造和作用。
（1）低频扼流圈构造：线圈绕在闭合铁芯上，匝数多，自感系数很大。
作用：对低频交变电流有很大的阻碍作用。
即“通直流、阻交流”。
（2）高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体芯上，线圈匝数少，自感系数小。
作用：对低频交变电流阻碍小，对高频交变电流阻碍大。
即“通低频、阻高频”。
2．交变电流能够通过电容器［演示］电容对交、直流的影响。
实验电路如图所示：开关S分别接到直流电源和交变电流源上，观察现象接通直流电源，灯泡不亮；接通交变电流源，灯泡亮了。
说明了直流电不能够通过电容器，交变电流能够“通过”电容器。
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3 电感和电容对交变电流的影响
课后篇巩固提升
基础巩固
1.
一个灯泡通过一个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.没有影响
D.无法判断
解析插入铁改变了电感的自感系数,自感系数增大,感抗增大,线圈两端的电压增大,灯泡上的电压减小,所以灯变暗。
答案B
2.(多选)对电容器能通交变电流的原因,下列说法正确的是( )
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
解析电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的,并无电荷通过电容器。
答案BD
3.
如图所示的电路,F为一交流发电机,C为平行板电容器,为使电流表的示数增大,可行的方法是( )
A.使发电机F的转速增加
B.使发电机F的转速减少
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
解析当发电机转速增加时,交变电流的频率增大,电容器容抗减小,电流表的示数增大,A项正确,B项错误;换用介电常数较小的电介质,电容C减小,增大两极板间距离时,电容C也减小,容抗增大,对交变电流的阻碍作用增大,电流表的示数减小,C、D项错误。
答案A
4.有两个电容器的电容分别为C1=5 μF和C2=3 μF,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( )
A.在C1上所加交变电流的频率为50 Hz
B.在C2上所加交变电流的频率为50 Hz
C.在C1上所加交变电流的频率为100 Hz
D.在C2上所加交变电流的频率为100 Hz
解析电容越大,电流频率越高,容抗越小,电流越容易通过电容器。
C1>C2,100 Hz>50 Hz,所以C 正确。
答案C
5.
如图所示,在电路两端加上正弦交变电流,保持电压的有效值不变,使频率增大,发现各灯的亮暗情况是:灯L1变亮,灯L2变暗,灯L3不变,则M、N、L中所接元件可能是( )
A.M为电阻,N为电容器,L为电感线圈
B.M为电感线圈,N为电容器,L为电阻
C.M为电容器,N为电感线圈,L为电阻
D.M为电阻,N为电感线圈,L为电容器
解析
有效值
不变,
频率
增大
答案C
6.在如图所示电路中,u是有效值为220 V的交流电源,C是电容器,R是电阻。
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 V
C.小于220 V
D.等于零
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,根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压,而电压表测量的电阻两端的电压,故选项C正确。
答案C
能力提升
1.
如图所示,甲、乙是规格相同的灯泡,接线柱a、b接电压为U的直流电源时,无论电源的正极与哪一个接线柱相连,甲灯均能正常发光,乙灯完全不亮。
当a、b接电压的有效值为U的交流电源时,甲灯发出微弱的光,乙灯能正常发光,则下列判断正确的是( )
A.与甲灯串联的元件x是电容器,与乙灯串联的元件y是电感线圈
B.与甲灯串联的元件x是电感线圈,与乙灯串联的元件y是电容器
C.与甲灯串联的元件x是二极管,与乙灯串联的元件y是电容器
D.与甲灯串联的元件x是电感线圈,与乙灯串联的元件y是二极管
解析由a、b接直流时的现象可知,元件x“通直流”,元件y“隔直流”,由a、b接交流电源时的现象可知,元件x“阻交流”,元件y“通交流”,根据电容器和电感线圈的特点可判断,元件x 是电感线圈,元件y是电容器,选项B正确。
答案B
2.(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图所示的Z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a、b、c所示,则以下判断中正确的是( )
A.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
解析根据图a可知,有瞬时充电电流,稳定后电路中无电流,说明AB间是电容器,充电完毕,电路为开路,故A正确。
根据图b可知,BC间的元件阻碍电流的增大,但是稳定后电流恒定,符合电感线圈的特点,所以BC间是电感线圈,故B正确。
根据图c,接通电路后,电流马上达到稳定值,说明CD间是定值电阻,故C错误,D正确。
故选A、B、D。
答案ABD
3.
在收音机线路中,经天线接收到的电信号中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,我们采用了如图所示的装置电路,
其中代号a、b应选择的元件是( )
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
解析电容器具有“通高频、阻低频”的作用,这样的电容器电容应较小,故a是电容较小的电容器。
电感线圈在该电路中要求做到“通低频、阻高频”,所以b是一个高频扼流线圈,故C选项正确。
答案C
4.(多选)如图所示,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大,那么,以下说法正确的是( )
A.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
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,因任一时刻电流都等大反向,产生的影响可互相抵消。
答案BC
5.“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( )
A.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甲扬声器
D.L2的作用是减弱乙扬声器的高频电流
解析甲扬声器中,L1串联在电路中,对高频电流的阻碍作用很大,对低频电流的阻碍作用较小;C1并联在电路中,对高频电流的阻碍作用小,可以给高频电流提供通路,使低频电流通过甲扬声器传出,所以甲为低音扬声器。
乙扬声器中,C2串联在电路中,对低频电流的阻碍作用很大,对高频电流的阻碍作用较小,L2并联在电路中,对低频电流的阻碍作用较小,可以给低频电流提供通路,使高频电流通过乙扬声器传出,所以乙为高音扬声器。
故B正确。
答案B
6.如图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用。
解析当含有多种成分的电流输入到C1两端时,由于C1具有“通交流、隔直流”的作用,电流中的交流成分被衰减;而线圈L有“通直流、阻交流”的作用,直流成分电流顺利通过L,一小部分交流通过L;到达C2两端时,由于C2具有“通交流、隔直流”的作用,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样在输出端得到较稳定的直流电。
答案见解析。