5.3 电感和电容对交变电流的影响 习题
5-3电感和电容对交变电流的影响
(2010·哈师大附中高二检测)如图所示， 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 ( )
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 答案：C 解析：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．
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
解析：本题考查电容对交变电流的阻碍作 用．本题的关键是理解容抗与交变电流的 频率和电容器的电容都成反比．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 两项错误，故正确答案为A. 答案：A
※ ※ ※ ※
了解电感和电容对交变电流的影 响 了解感抗与哪些因素有关 知道交流电能“通过”电容器 了解容抗与哪些因素有关
在直流电路中，灯泡和电容器串联，灯泡 不会亮；在交流电路中，灯泡和电容器串 联(如图所示)，灯泡会亮吗？
1．实验表明，电感对交变电流有阻碍作 用 电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表 示．线圈的__________越大，交变电流的 ____越高，阻碍作用越大，感抗也越大． 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．
交变电流专题练习
第一节 交变电流1．线圈在匀强磁场中匀速转动而产生交变电流，则( )A ．当线圈位于中性面时，感应电动势为零B ．当线圈位于中性面时，感应电流方向将改变C ．当穿过线圈磁通量为零时，线圈中感应电流也为零D ．当线圈转过一周时，感应电动势方向改变一次2．如图5－10所示，一个单匝矩形线圈abcd ，已知ab 边长为l 1，ad 边长为l 2，在磁感应强度为B 磁场中绕OO ′轴以角速度ω (从图中所示位置开始)匀速转动，则线圈两个输出端感应电动势为( )A ．B ．t l Bl ωωcos 21C ．t l Bl ωωsin 21D ．3．有一台交流发电机，其产生电动势e ＝10sin 2314t V 。
当发电机转速增加为原来2倍，其他条件不变时，则其电动势瞬时表达式为( )A ．e ＝10sin 2314t VB ．e ＝20sin 2628t VC ．e ＝10sin 2628t VD ．e ＝20sin 2314t V4．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速转动，在t ＝0时感应电动势为零，在t ＝0.3s 时，感应电动势达到最大值为6V 。
已知线圈转动周期大于0.3s ，则t ＝0.4s 时，感应电动势可能值为( )A ．0VB ．6VC ．3VD ．33V5．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内固定轴转动，线圈中感应电动势e 随时间t 变化规律如图5－11所示，下列说法正确是( )A ．t 1时刻通过线圈磁通量为零B ．t 2时刻通过线圈磁通量绝对值最大C ．t 3时刻通过线圈磁通量变化率绝对值最大D ．每当e 变化方向时，通过线圈磁通量绝对值都为最大6．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°角过程中，平均感应电动势和最大感应电动势比值为( )A ．π/2B ．2/πC ．2πD ．π7．矩形线圈匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动时，穿过线圈磁通量随时间变化规律如图5－12所示，则下列结论正确是( )A ．在t ＝0.1s 和t ＝0.3s 时电动势最大B ．在t ＝0.2s 和t ＝0.4s 时电动势改变方向C ．电动势最大值是157VD ．在t ＝0.4s 时磁通量变化率最大，其值为3.14Wb/s8．如图5－13矩形线圈有n 匝，转动时穿过线圈磁通量最大值为Φm 。
高中物理 第5章第3节《电感和电容对交变电流的影响》新人教版选修3-2
这种解释是否正确？
将试电笔的笔尖接触220 V交流电的火线上，在电笔尾部 的金属部分和地线间串接一个电容器C.实验结果表明，当C＝ 20 pF时，试电笔氖管的亮度很弱；只有当C>200 pF时，试电 笔氖管的亮度才能与人站在绝缘物体上用试电笔去测火线的亮 度相当．然而，人站在绝缘物体上与地面形成的电容器的电容 C是远达不到20 pF的．故上述解释欠妥当.
答案：BC
பைடு நூலகம்
二、电容对交变电流的阻碍作用
1．交变电流“通过”电容器的本质
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．
2．电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质
(1)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变化的， 这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用．
(2)电感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，对交变电流的阻碍作用越大，感抗就越大．
3．电感线圈按匝数的不同，可分为两种：
(1)低频扼流圈：通直流，阻交流．
(2)高频扼流圈：通低频，阻高频．
(2011年陕西西安)如图所示电路中，A、B为两相 同的小灯泡，L为直流电阻为零的电感线圈，下列说法正确的 是( )
A．电源为稳恒直流电源时，灯泡A、B亮度相同 B．电源为稳恒直流电源时，灯泡A比B亮度大 C．电源为交流电源时，灯泡A、B亮度相同 D．电源为交流电源时，灯泡A比B亮度大
高中物理选修3-2-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知识元电感和电容对交变电流的影响知识讲解1、电感器对交变电流的阻碍作用（1）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：①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②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、电容器对交变电流的阻碍作用（1）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．疑难分析1、为什么电感器对交变电流有阻碍作用？将交变电流通入电感线圈，由于线圈中的电流大小和方向都时刻变化，根据电磁感应原理，电感线圈中必产生自感电动势，以阻碍电流的变化，因此交流电路的电感线圈对交变电流有阻碍作用．2、为什么电容器对交变电流有阻碍作用？当电源电压推动电路中形成电流的自由电荷向某一方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷要反抗自由电荷向这个方向做定向移动，因此交流电路的电容对交变电流有阻碍作用．3、电阻、电感器、电容器对交变电流阻碍作用的区别与联系电阻电感器电容器产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流．对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大决定因素由导体本身（长短、粗细、材料）决定，由导体本身的自感系数和交流的由电容的大小和交流的频率决定例题精讲电感和电容对交变电流的影响例1.如图所示的电路，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（）A ．a 、b 端接稳恒直流电，灯泡发亮B ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮C ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大D ．a 、b 端接交变电流，灯泡发亮，在不改变交变电流有效值的情况下增大其频率，灯泡亮度增大例2.如图所示是研究自感现象的实验电路，A 、B 为两个完全相同的灯泡，定值电阻的阻值为R ，线圈L 的自感系数很大，直流电阻也为R ．关于这个实验，下列说法中正确的是（）A ．闭合S 的瞬间，B 比A 先亮，电路稳定后A 和B 一样亮B ．闭合S 电路稳定后再断开，A 逐渐变暗，B 闪亮一下然后逐渐变暗C ．闭合S 电路稳定后再断开瞬间，B 灯中的电流方向从右向左D ．闭合S 电路稳定后再断开瞬间，a 点的电势高于b 点的电势例3.如图所示的电路中，ab间接上某一交流电源，L1与线圈串联，L2与定值电阻串联，L3与电容器串联。
5_3电感和电容对交流的影响
电容对交流阻碍作用的大小用容抗表示。
实验表明：
电容器电容越大、交流的频率越高，电容器对 交流的阻碍作用就越小，容抗越小。 1 XC 2fC
电容器具有“通交流、隔直流”“通高频、 阻低频”的特点。
小结： 电感对交变电流的作用：
通直流 ，阻交流 自感系数越大、交变 电流的频率越高，电 通低频， 阻高频 感对交变电流的阻碍
（一）电感对交变电流的阻碍作用：
演示实验：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，再把它们接到交流 电源上。实验中取直流电源的电压与交流电压的 有效值相等。
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。 实验表明电感对交变电流有阻碍作用。
思考：为什么电感对交流电有阻碍作用？ 交流电通过电感线圈时，电流时刻在改变， 电感线圈中必然产生自感电动势，阻碍 电流的变化，使灯泡变暗。 电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗 表示。 实验表明：
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越大。
思考： 为什么线圈的感抗跟线圈的自感系数和 交流电的频率有关呢？ 感抗是由自感现象引起的，线圈的自感 系数L越大，自感作用就越大，因而感抗 越大； 交流电的频率f越高，电流的变化率越大， 自感作用也越大，因而感抗越大。
X L 2fL
例2、 如图所示，线圈的自感系数L和电容器的 电容C都很小（如L=1mH，C=200pF）， 此电路的重要作用是（ D ） A、阻直流通交流，输出交流 B、阻交流通直流，输出直流 C、交流和直流
（二）电容器对交变电流的阻碍作用：
演示实验：把白炽灯和电容器串联起来， 先把它们接到直流电源上，再把它们接到 交流电源上，观察灯泡的发光情况。
Recycle1 习题
一．单项选择填空（10分）( )1. -_____do you get up？-At 6:00.A. henB. hereC. hat( )2.I usually go to school ___8:00. A. on B. in C. at( )3.I eat dinner at 7:00 ____the evening. A. at B. in C. on ( )4. I _____ play football. Sometimes I go hiking.A. sometimesB. oftenC. usually( )5. I eat dinner at 7:00 _______A. in the eveningB. at noonC. in the morning( )6. hat do you do ___ the weekend?A. atB. forC. on( )7. Can you tell ____ about your day?A. IB. meC. my( )8. _______. Can I ask you some questions?A. SorryB. HelloC. Excuse me( )9. hat ____ you _____? –I’m a teacher.A. are; doB. are, beC. do; do( )10. –I often go hiking. Sometimes I play football. - _______A. That’s fun.B. .C. hy?二、用所给单词的适当形式填空 (10分)1. I often go ______(hike) with my father.2. Can you go ______(shop) with me?3. Every weekend I ______(climb) mountains.4. I can _____ (clean) the classroom.5. This is _____(ike) timetable.三、连词组句 (10分)1. eat you do hen dinner？__________________________________2. at noon. get I at 12：00 up usually3. do you hat do weekend？ on the____________________________________4. often football. I play________________________________5.my visit Sometimes I grandparents.________________________________四．补全单词并写出中文意思。
2019-2020北京高中物理期末汇编：电感和电容对交变电流的导通和阻碍作用选择题
2019-2021北京高中物理期末汇编：电感和电容对交变电流的导通和阻碍作用选择题一、单选题1．（2020·北京·清华附中高二期末）如图所示，在电路两端接上交变电流，保持电压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是∶灯1变暗、灯2变亮、灯3不变，则M、N、L处所接元件可能是（）A．M为电阻，N为电容器，L为电感器B．M为电阻，N为电感器，L为电容器C．M为电感器，N为电容器，L为电阻D．M为电容器，N为电感器，L为电阻2．（2020·北京·中央民族大学附属中学高二期末）如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后并联在电路中。
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，使交变电流的频率减小，则下列判断正确的是（）A．灯泡L1将变暗B．灯泡L2将变暗C．灯泡L3将变暗D．灯泡亮度都不变3．（2020·北京·中央民族大学附属中学高二期末）如图所示，A1和A2是两个规格完全相同的灯泡，A1与自感线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻串联后接到电路中。
先闭合开关S，缓慢调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻R1，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关S。
对于这个电路，下列说法中正确的是（）A．再闭合开关S时，A1先亮，A2后亮B．再闭合开关S时，A1和A2同时亮C．再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A2先亮一下，过一会儿熄灭D．再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，A1和A2都要过一会才熄灭4．（2020·北京市第二中学朝阳学校高二期末）为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响，李老师设计了一个演示实验，装置如图所示．两个电路接在完全相同的交流电源上．a、b、c、d、e、f为6只完全相同的小灯泡，a、b 各串联一个电阻，c、d各串联一个电容器，e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈．电阻、电容、线圈匝数的值如图所示．老师进行演示时，接上交流电源，进行正确的操作．下列对实验现象的描述及分析正确的是A．a、b灯相比，a灯更亮，说明串联电阻不同，对交流电的阻碍作用不同B．c、d灯均不发光，说明电容器对交流电产生阻隔作用C．c、d灯均能发光，但c灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小D．e、f灯均能发光，但f灯更亮，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越小5．（2019·北京·和平街第一中学高二期末）如图是教材中演示通电自感现象的电路图，L为电感线圈。
高二物理电感电容对交流电的影响试题答案及解析
高二物理电感电容对交流电的影响试题答案及解析1.某电源输出的电流中既有交流又有直流成分，如果需要在R上得到直流成分，应在如图所示电路中的A、B两处连接合适的元件．合理的连接方式是()A．A、B处均接电感线圈B．A、B处均接电容器C．A处接电感线圈，B处接电容器D．A处接电容器，B处接电感线圈【答案】C【解析】由电路图可知，电感线圈能通直流，阻挡住高频交流电，使低频交流电通过电阻R；电容器能使高频交流电通过，直流电不能通过；而题中需要在R上得到直流成分，应在A处接电感，B处接电容，从而使直流通过R，符合要求，故C正确；【考点】考查了电感电容对交流电的阻碍作用2.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，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图所示电路，则a处应放置（填“A或B”），b处应放置（填“C或D”）。
（分别填入下列用电器前方的字母:A．电容较小的电容器B．电容较大的电容器C．低频扼流圈D．高频扼流圈）【答案】A；D【解析】根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容较小的电容器，故选A；元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是高频扼流圈，故选D。
【考点】感抗和容抗。
3.在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡， L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关．关于三盏灯泡，下列说法正确的是A．合上开关， c先亮，a、b后亮B．合上开关一会后， a、b一样亮C．断开开关， b、c同时熄灭，a缓慢熄灭D．断开开关，c马上熄灭， b闪一下后和a一起缓慢熄灭【答案】B【解析】合上开关，自感线圈相当于一个很大的电阻，b灯先亮，a灯后亮，A错；电路稳定后，线圈相当于一个定值电阻，a、b灯一样亮；开关断开，c灯马上熄灭，此时线圈相当于一个电容器放电，a、b灯构成一个串联电路，缓慢熄灭，D错。
高中物理课件-5.3电感和电容对交变电流的影响
二、交变电流能通过电容器
如图所示，把电容器C与白炽灯串联起来，先把它们 接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电压 与交流电压的有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．
通交流，隔直流
现象：接通直流电源时， 灯泡不亮；接通交流电源 时，灯泡亮．
结论：直流不能通过电容 器;交变电流能够通过电 容器
对交流的阻碍作用就越大,线圈的感抗就越大.
多学一点
3.电感在交变电流中的应用 扼流圈
低频扼流圈
高频扼流圈
线圈绕在铁心上，匝 线圈绕在铁氧体上， 数多，自感系数L大 匝数少，自感系数L小
通直流、阻交流 通直流，通低频，阻高频
二、交变电流能通过电容器
如图所示，把电容器C与白炽灯串联起来，先把它们 接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电压 与交流电压的有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．
Q CU
Q CU
若电容器的电容不变， 电容器的极板上的电荷量与 电压成正比！
如图所示，把电阻R与白炽灯串联起来，先把它们接 到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电压与 交流电压的有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．
现象：两种情况灯泡 亮度相同！
结论：电阻对交流和 直流的阻碍作用相同
一、电感器对交变电流的阻碍作用
(3)交变电流电路中的电容器中，电能和电场能之 间相互转化，本身不消耗电能.
二、交变电流能通过电容器 实验现象分析：—电容通交隔直的原因
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，如图甲所示!
二、交变电流能通过电容器 实验现象分析：—电容通交流隔直流的原因
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，如图乙所示!
RJWLXX3-20503(电感和电容对交变电流的影响)
练习
在下图的电路中，D1、D2是两个完全相同的灯 泡。请分析把开关连接到A端和B端时，两个灯泡的 发光情况。
开关接通A端后，D1亮，D2灯丝处只有一个暗 淡的亮点，开关接通B端时，感器对交流电有阻碍 作用。交流电的频率越高，阻碍作用越明显
2、直流电不能通过电容器，交流电能通过电容器。 交流电的频率越低，电流的通过能力也越低
由上面的实验可以看出，交流实际上没有通过电 容器。而是由于电路中的电流的大小和正负在不断地 变化，电容器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
电容器对交变电流的阻碍作用
实验中，如果把电容器从电路中取下来，使灯泡 直接与交流电源相连，灯泡会亮很多，这说明电容器 对交流也有阻碍作用 电容对交流的阻碍作用的大小用容抗表示。理论 和实验都表明，电容器的电容越大，交流的频率越高 电容器对交流的阻碍作用就越小。也就是说，电容器 的容抗就越小。
使用220V交流电源的电器设备和电子仪器，金属 外壳与电源之间都有较好的绝缘。但是，有时候用手 触摸金属外壳时仍会感到“麻手”，用试电笔测时氖管 也会发光，这是为什么？
原来，与电源相连的机芯与金属外壳可以看做电 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“漏电”不会造成人身伤害，但 是为了确保安全，电器设备和电子仪器的外壳都应该 接地
学习目标
1、知道什么是电感，什么是电容
2、知道电感对交变电流的影响
3、知道电容对交变电流的影响
电感器
先了解几种电感器
电感器
电感器——由导线绕成的各种形状的线圈 作用——能把外部电路的电能储存在电感器内部的 磁场中 在电路中，电感器用字母“L”及电路符号“ 电感器在电路中对电流有什么作用呢？
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1 5.3 电感和电容对交变电流的影响 习题 【教学目标】 1．知道为什么电感对交变电流有阻碍作用． 2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关． 3．知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用． 4．知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关． 重点：电感和电容对交变电流的影响 难点：电感和电容对交变电流的影响 【自主预习】 一、感抗 1．定义： 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 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 的变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗． 3．决定因素： 研究可得出线圈的感抗XL与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系： XL＝2πfL 二、低频扼流圈和高频扼流圈 1．低频扼流圈：自感系数 的线圈（约几十亨），线圈电阻较 ，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通 ，阻 ”。 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 而对高频交变电流的阻碍作用很 ，可以用来“通 ，阻 ”。 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 ，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 ，电荷向电容器的极板上集聚，形成 ；当电源电压降低时，电容器 ，电荷从电容器的极板上放出，形成 ．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： 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XC ＝ 1/2πfC，即交流电的频率越大，电容越 ，电容器对交变电流的阻碍作用越小，容抗越 ． 五、电感和电容在电路中的作用 1．电感的作用是：“通 、阻 、通 、阻 ”． 2．电容的作用是：“通 、 直流、通 、阻 ”． 【典型例题】 一、电感对交变电流的影响 2
【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′C．I′＝I D．无法比较
【例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
二、交变电流“通过”电容器 【例3】 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)
三、电容对交变电流的影响 【例4】 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( )
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 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？ ．
四、电容、电感在电路中的综合应用 【例5】 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．(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？ 3
【课后练习】 1. 如图4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
2.如图5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=I3 B、I1>I2>I3 C、I2>I1>I3 D、I3>I1>I2
3.如图5－3－6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)( ) 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
4．如图5－3－7所示电路中，U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 V C．小于220 V D．等于零
5．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，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 6.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( ) A．电压有效值仍为U，而频率大于f B．电压有效值大于U，而频率大于f C．电压有效值仍为U，而频率小于f D．电压有效值小于U，而频率大于f 4
7.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＝P2 B．P1>P2 C．P1
8．如图8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
9．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( ) A．W1＝W2 B．W1>W2 C．W1
10．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( )
11．在图5－3－12电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表和电压表均为理想电表，交流电源的电压u＝2202sin100πt V，若保持其有效值不变，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
12．如图5－3－16所示的电路中，当a、b端加直流电压时，L1灯发光，L2灯不亮，当加同样电压的交流电源时，L1发光但较暗，L2灯发光较亮，则以下各项正确的是( ) A．A中接的是电感线圈，B中接的是电容器 B．A中接的是电容器，B中接的是电感线圈 C．A中是电阻，B中接的是电容器 D．若加的交流电频率增大，电压不变，则L1灯变得更暗，L2
灯变得更亮 5
答案： 例1.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 例2.解析 线圈和灯泡是串联的，当铁插进线圈后，电感线圈的自感系数增大，所以电感器对交变电流阻碍作用增大，因此电路中的电流变小，则灯变暗。 答案B
例3. 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 CD 例4．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 例5. 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． 课后练习 1. 【解析】把电介质插入电容器，电容增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，所以灯泡变亮，故A正确。增大电容器两极板间的距离，电容变小，电容器对交变电流阻碍作用变大，所以灯泡变暗故B错。减小电容器两极板间的正对面积，电容变小灯泡变暗正确，故C正确。交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用增大，灯泡变暗，故D正确。 【答案】ACD 2. 【解析】交流电频率增大，电阻R对电流的阻碍作用不变所以A1表读数不变。频率增大，电感线圈对交变电流阻碍作用增大，对电流的阻碍作用变大，所以电流变小，A2表读数变小。频率增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，对电流的阻碍作用变小，所以电流变大，A3表读数变大故答案为D。 3. 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．