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选修3-25.3 电感和电容对交变电流的影响
【学习任务】阅读课本37--39页，完成下列内容。
1、电感器对交流的阻碍作用用什么表示？它与那些因素有关？
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、低频扼流圈和高频扼流圈的作用分别是什么？
4、电容器对交流的阻碍作用的大小，用什么表示？它与那些因素有关
5、容抗的成因：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 ，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了 ．
6、电感和电容在电路中的作用各是什么？ 【自我检测】
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′
A．变亮 B．变暗 C．对灯没影响 D．无法判断
3、 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
4、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
5、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 6、如图5－3－7所示电路中，U为220 V交流电源，C为电容器，
2
R是电阻，这一交流电路电压有效值关系是U2＝U2R＋UC.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
1
7、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
8、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 9、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 10、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 11、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 12、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？ 2 答案： 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 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 3. 【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 4. 【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。 5. 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． 6. 答案 C 7. 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 3 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. 8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. 8．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. 9．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． 10．解析：选BC.由u＝2202sin100πt V可知电源原来的频率：f＝ ω100＝2π2 Hz＝50 Hz，当频率增大时，线圈的感抗增大，电路中的干路电流将减小，因此A、D 错、C正确．图中电灯与电感线圈串联，所以总电压(有效值)U＝UL＋UR，因UR减小，而总电压的有效值不变，所以UL增大，因此选项B也正确． 11．解析：选AD.电感的特点是：“通直流、阻交流、通低频、阻高频”．电容的特点是：“通交流、阻直流、通高频、阻低频”．由题意：a、b两端加直流电压时，L2灯不亮；加交流电压时，L2较亮，可知B为电容器，而L1灯先是亮的，后又较暗，可知A为电感线圈．交流电频率越大时，线圈感抗越大，电容器容抗越小，故D正确． 12 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 4