2021-2022學(xué)年高中物理第二章交變電流4-5電容器在交流電路中的作用電感器在交流電路中的作用課

4.電容器在交流電路中的作用5.電感器在交流電路中的作用必備知識·自主學(xué)習(xí)一、電容器對交流電的作用交流電通過電容器和通過小燈泡的實(shí)質(zhì)是一樣的嗎?提示:不一樣,對電容器來講,電荷沒有通過電容器,只是反復(fù)地充電、放電,好像通過了而已。1.導(dǎo)通作用:(1)結(jié)論:_____電流能夠通過電容器,_____不能通過電容器。(2)電容器導(dǎo)通交流電的實(shí)質(zhì):兩極板間的電壓周期性變化,使電容器反復(fù)地_____和_____,在電路中形成交變電流。交變直流充電放電2.阻礙作用:(1)結(jié)論:電容器對交流電有阻礙作用,且其阻礙作用的大小與交流電的_____和電容器的_____有關(guān)。(2)容抗:電容器對_______的阻礙作用。(3)影響容抗大小的因素:電容器的電容_____,容抗_____;頻率_____、容抗_____。頻率電容交流電越小越大越低越大二、電容器在電子技術(shù)中的應(yīng)用1.電容器在電路中的作用:“隔_____,通_____,頻率越高,阻礙作用_____”。2.應(yīng)用:(1)隔直電容:在兩級電路間_____(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個電容器來阻止_____(選填“直流”或“交流”)成分通過。(2)旁路電容:利用電容器對高頻電流阻礙作用小而對低頻電流阻礙作用___的特性,在下級電路的輸入端_____(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個電容,通過電容器可濾除_____(選填“高頻”或“低頻”)干擾信號。直流交流越小串聯(lián)直流大并聯(lián)高頻三、電感器對交流電的阻礙作用1.結(jié)論:電感器對交流電有阻礙作用,且其阻礙作用的大小與交流電的_____和_________有關(guān)。2.感抗:(1)物理意義:表示電感器對交變電流的_________的大小。(2)影響感抗大小的因素:線圈的_________越大,交流電的_____越高,感抗越大。頻率自感系數(shù)阻礙作用自感系數(shù)頻率四、電感器在電子技術(shù)中的應(yīng)用1.低頻扼流圈:自感系數(shù)較大,感抗較大,對_____交變電流有很大的阻礙作用,而對直流的阻礙作用較小。2.高頻扼流圈:自感系數(shù)較小,感抗較小,對_____交變電流有很大的阻礙作用,而對_____交流的阻礙作用較小。低頻高頻低頻關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識點(diǎn)一電感器對交變電流阻礙作用的分析1.線圈對交變電流的阻礙作用的原因:交變電流通過線圈時,由于電流的變化引起通過線圈的磁通量發(fā)生變化,在線圈中產(chǎn)生自感電動勢而阻礙電流的變化,也就阻礙了交變電流的通過形成感抗。2.影響感抗大小的因素:(1)交變電流的頻率。交變電流的頻率大時,交變電流變化得快,磁場變化得就快,通過線圈的磁通量變化率就大,自感電動勢就大,從而阻礙磁通量的變化的能力也大,也就是阻礙交變電流的通過的作用就大,則感抗也就大。(2)線圈的自感系數(shù)。線圈的自感系數(shù)大時,同樣的交變電流和磁通量的變化率,產(chǎn)生的自感電動勢大,也就是阻礙交變電流的通過的作用就大,則感抗也就大?！镜淅痉丁俊镜淅?2020·天水高二檢測)如圖所示,將帶鐵芯的電感器L與燈泡A串聯(lián),再與另一個完全相同的燈泡B并聯(lián),接在以正弦交流信號發(fā)生器為電源的兩端。通過調(diào)節(jié)交流信號發(fā)生器上的旋鈕,可以改變輸出電壓和信號的頻率。閉合開關(guān)S,A、B兩燈均發(fā)光。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是 (

)A.保持交流信號頻率不變,適當(dāng)提高輸出電壓,發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈亮B.保持輸出電壓和信號頻率不變,撤去鐵芯后,發(fā)現(xiàn)A燈比原來亮C.保持輸出電壓不變,提高交流信號頻率,發(fā)現(xiàn)A、B燈均變亮D.斷開開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)B燈閃亮一下,然后熄滅【解析】選B。電感線圈對交流電有阻礙作用,所以流過A的電流始終小于流過B的電流,則保持交流信號頻率不變,適當(dāng)提高輸出電壓,發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈暗,故A錯誤;保持輸出電壓和信號頻率不變,撤去鐵芯后,線圈對交流電的阻礙作用減小,發(fā)現(xiàn)A燈比原來亮,故B正確;保持輸出電壓不變,提高交流信號頻率,線圈對交流電的阻礙作用增大,則A燈變暗,故C錯誤;待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān),L中產(chǎn)生自感電動勢,相當(dāng)于電源,A、B兩燈串聯(lián),同時逐漸變暗,兩燈不會閃亮,故D錯誤;故選B?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.(2020·沈陽高二檢測)對于扼流圈的以下說法,正確的是 (

)A.高頻扼流圈用來“通直流、阻交流”B.低頻扼流圈用來“通低頻、阻高頻”C.低頻扼流圈對低頻交變電流的阻礙作用較大,對高頻交變電流的阻礙作用較小D.高頻扼流圈對低頻交變電流的阻礙作用較小,對高頻交變電流的阻礙作用較大【解析】選D。高頻扼流圈的自感系數(shù)較小,高頻扼流圈的作用是通低頻、阻高頻,即高頻扼流圈對低頻交變電流的阻礙作用較小,對高頻交變電流的阻礙作用較大,故A錯誤,D正確;低頻扼流圈的自感系數(shù)較大,其作用是通直流、阻交流,對低頻交變電流有較大的阻礙作用,則低頻扼流圈對低頻交變電流的阻礙作用較大,對高頻交變電流的阻礙作用更大,故B、C錯誤。2.如圖所示的電路由交流電源供電,L為帶有鐵芯且不計(jì)直流電阻的線圈,下列方案中可能使小燈泡變暗的是 (

)A.僅增加電源的頻率B.僅拔出線圈中的鐵芯C.僅減小線圈的匝數(shù)D.僅換用與交流電源電壓有效值相同的直流電源【解析】選A。僅增加電源的頻率,線圈感抗增大,對交流電阻礙作用增強(qiáng),電流減小,故燈泡變暗,A選項(xiàng)正確;僅拔出線圈中的鐵芯,線圈感抗減小,對交流電阻礙作用減弱,電流變大,故燈泡變亮,B選項(xiàng)錯誤;僅減小線圈的匝數(shù),線圈感抗減小,對交流電阻礙作用減弱,電流變大,故燈泡變亮,C選項(xiàng)錯誤;僅換用與交流電源電壓有效值相同的直流電源,線圈對直流電無阻礙作用,電流變大,故燈泡變亮,D選項(xiàng)錯誤。3.(多選)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路中,若直流電壓和交變電壓的有效值相等,S為雙刀雙擲開關(guān),下列哪個敘述正確 (

)A.當(dāng)S擲向a、b時燈較亮,擲向c、d時燈較暗B.當(dāng)S擲向a、b時燈較暗,擲向c、d時燈較亮C.S擲向c、d,把電感線圈中的鐵芯抽出來時燈變亮D.S擲向c、d,電源電壓不變,而使頻率減小時,燈變暗【解析】選A、C。線圈對恒定電流無感抗,對交變電流有感抗,并且是有鐵芯時感抗較大。當(dāng)S擲向a、b時電路中接通的是直流電,通過線圈的電流不發(fā)生變化,不會有自感現(xiàn)象發(fā)生,所以此時燈較亮,擲向c、d時,電路接通的是交流電,通過線圈的電流要發(fā)生變化,所以會有感抗作用,這時的燈較暗,A對,B錯;鐵芯可以增強(qiáng)線圈的感抗作用,所以把鐵芯抽出來相當(dāng)于線圈的感抗減小了,所以燈會變亮,C對;S擲向c、d,電源電壓不變,而使頻率減小時,通過線圈的電流變化率變小,所以產(chǎn)生的自感電動勢變小,對電路的感抗減小,所以燈會變亮,D錯;故選A、C?！炯庸逃?xùn)練】

1.(多選)關(guān)于電感對交變電流的影響,以下說法中正確的是 (

)A.電感對交變電流有阻礙作用B.電感對交變電流阻礙作用的大小叫感抗C.電感對某一頻率的交變電流的阻礙作用只跟線圈的自感系數(shù)有關(guān)D.線圈的自感系數(shù)越大,交變電流的頻率越高,電感對交變電流的阻礙作用就越大【解析】選A、B、D。電感對交流電有影響,其阻礙作用的大小和線圈的自感系數(shù)L、交流電的頻率f有關(guān),L越大,f越高,阻礙作用越大,故選項(xiàng)A、B、D正確,C錯誤。2.一個燈泡通過一個粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接,如圖所示,一塊鐵插進(jìn)線圈之后,該燈將 (

)A.變亮B.變暗C.沒有影響 D.無法判斷【解析】選B。由于電流的變化,在線圈內(nèi)磁場變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,并總是阻礙電流變化,使線圈產(chǎn)生了感抗。加入鐵芯改變了電感的自感系數(shù),自感系數(shù)增大,感抗增大,降落的電壓增大,燈泡上的電壓減小,從而導(dǎo)致燈泡的功率減小,所以燈變暗,故答案為B。知識點(diǎn)二電容器對交變電流阻礙作用的分析1.電容器對電流有阻礙作用的原因:電容器充電的過程中,電容器兩極板上聚集著等量異種電荷,從而在兩極板間存在著電場,此電場的電場力阻礙著電荷的充電和放電,其表現(xiàn)就是電容器在交變電流“通過”中的阻礙作用。2.影響電容器容抗的因素:(1)電容器的電容:電容器的電容越大,電容器容納電荷的本領(lǐng)就越大,即在容納相同電荷的情況下,電容大時電壓小,電場力也小,對電荷充電時受到阻礙的作用力就小,所以容抗就小。(2)交變電流的頻率:交變電流的頻率高時,充電和放電的時間就短,相同電路電容器上聚集的電荷就少,電容器所達(dá)到的電壓就小,排斥充電和放電的電場力就小,從而阻礙作用就小,容抗就小?！镜淅痉丁俊镜淅咳鐖D所示的電路中,F為一交流發(fā)電機(jī),C為平行板電容器,為使電流表A的示數(shù)增大,可行的辦法是 (

)A.使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速增大B.使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速減小C.在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)D.使電容器兩極板間的距離增大【解析】選A。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加時,交變電流的頻率增大,容抗減小,電流表A的讀數(shù)增大,故A正確,B錯誤;在平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)時,電容器的電容減小,使電容器兩極板間距離增大時電容也減小,當(dāng)電容減小時,容抗增大,對交變電流的阻礙作用增大,電流表A示數(shù)減小,故C、D錯誤。故選A?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.在交變電路中,電流能通過電容器,下列說法正確的是 (

)A.電荷真正通過了電容器B.電荷沒有通過電容器C.只有正電荷才能通過電容器D.只有高頻電流才能通過電容器【解析】選B。電容器“隔直流、通交流”是指電容器充電、放電過程中電路中有電荷定向移動,形成電流,但不是電荷真正通過了電容器,故選B。2.(多選)如圖所示,甲、乙兩圖中用交流電源,丙、丁兩圖中用直流電源,各電路圖中燈泡、電容器、電壓表示數(shù)都相同,則下列說法正確的是 (

)

A.燈L1比燈L2亮B.燈L3也能發(fā)光,但亮度最暗C.燈L2和L4亮度相同D.燈L4比燈L1亮【解析】選C、D。甲圖中由于電容器對交變電流的阻礙,燈L1的電壓小于電源的電壓;乙圖中電容器與燈L2并聯(lián),電壓都等于電源的電壓;所以燈L1比燈L2暗;故A錯誤。電容器有隔直流的特性,所以燈L3不能發(fā)光;故B錯誤。燈L2和L4的電壓相等,亮度相同;故C正確。結(jié)合A項(xiàng)分析可知,燈L4比燈L1亮;故D正確。故選C、D。3.如圖所示為某電器中電路的一部分,當(dāng)輸入有直流成分、交流低頻成分和交流高頻成分的電流后,在其輸出端得到可調(diào)大小的交流低頻成分,那么下列有關(guān)各元器件的作用的說法中,錯誤的是 (

)A.C1為高頻旁路電容器,交流高頻成分被該電容器短路B.R為滑動變阻器,它的滑片上下移動可以改變輸出端電壓的大小C.C2為隔直電容器,交流低頻成分通過該電容器輸出D.C1的電容較大、C2的電容較小【解析】選D。根據(jù)題意,欲得到交流低頻,則高頻交流應(yīng)通過C1濾掉,因此C1是高頻旁路電容器,其電容應(yīng)較小;R是起調(diào)節(jié)輸出電壓的作用;C2的作用是隔直流,通低頻交流,因此其電容較大,A、B、C正確,不符合題意;D錯誤,符合題意。故選D?！炯庸逃?xùn)練】

1.關(guān)于電容器對交變電流的容抗,以下說法正確的是 (

)A.電容器內(nèi)部是絕緣的,直流和交流都不能“通過”電容器B.電容器接到交流上時,由于不斷充電、放電,所以電容器對交流無影響C.恒定電流可認(rèn)為周期很長,因此電容器對其容抗可以忽略D.電容器有“隔直通交”“通高阻低”的作用【解析】選D。電容器內(nèi)部是絕緣的,所以直流不能通過電容器,但是對交流,由于電容器不斷充、放電,所以電流能夠通過電容器,但對變化的電流又有阻礙作用,A、B錯;恒定電流的周期可認(rèn)為無限大,頻率極小,電容器對直流的容抗很大,C錯;電容器具有“隔直通交,阻低通高”的作用,D對。2.兩個相同的燈泡L1和L2,分別與兩個相同的電容器C1和C2連接,如圖所示。圖中甲電路兩端加直流電壓U1,乙電路兩端加最大值1.2U1的正弦交變電壓U2,則此兩燈泡的發(fā)光情況是 (

)A.L1燈泡比L2燈泡亮B.L1燈泡發(fā)光,L2燈泡不發(fā)光C.L1燈泡不發(fā)光,L2燈泡發(fā)光D.兩燈亮度相同【解析】選C。因甲圖中加的是直流電壓,而電容器具有“隔直流”的作用,所以甲圖中的燈泡沒有電流通過,應(yīng)不發(fā)光;而乙圖電路兩端加最大值1.2U1的正弦交變電壓,電路中有電流通過,所以乙圖中的燈泡發(fā)光。知識點(diǎn)三電阻、感抗、容抗的對比分析電阻、電感和電容的對比分析電阻感抗容抗產(chǎn)生原因定向移動的自由電荷與不動的離子間的碰撞電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對向這個方向定向移動的電荷的反抗作用在電路中的特點(diǎn)對直流、交流均有阻礙作用只對變化的電流,如交流有阻礙作用不能通直流,只能通交變電流。對交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大決定因素由導(dǎo)體本身(長短、粗細(xì)、材料)決定,與溫度有關(guān)由線圈本身的自感系數(shù)和交流電的頻率決定(成正比)即XL=2πfL由電容的大小和交流電頻率決定(成反比)即XC=

能量轉(zhuǎn)化電流通過電阻做功,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化【典例示范】【典例】如圖所示,交流電流表A1、A2和A3分別與電阻R、線圈L和電容器C串聯(lián)后接在同一交流電源上。交流電壓的瞬時值為u1=Umsinω1t,三個電流表的讀數(shù)分別為I1、I2和I3,現(xiàn)換另一電源供電,交流電壓的瞬時值為u2=Umsinω2t,ω2=2ω1,改換電源后,三個電流表的讀數(shù)變化情況是 (

)A.I1、I2和I3都不變B.I1、I2不變、I3變大C.I1不變、I2變大、I3變小D.I1不變、I2變小、I3變大【解析】選D。由公式f=知,后來交流電的頻率變大,線圈的感抗變大,電容器的容抗變小,對電阻沒影響,所以A1示數(shù)將不變,A2示數(shù)將減小,A3示數(shù)增大,所以選項(xiàng)D正確,A、B、C錯誤?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.(2020·定州高二檢測)如圖所示,變頻交變電源的頻率可在20Hz到20kHz之間調(diào)節(jié),在某一頻率時,A1、A2兩只燈泡的熾熱程度相同。則下列說法中正確的是 (

)A.如果將電源頻率增大,A1熾熱程度加強(qiáng)、A2熾熱程度加強(qiáng)B.如果將電源頻率增大,A1熾熱程度加強(qiáng)、A2熾熱程度減弱C.如果將電源頻率減小,A1熾熱程度減弱、A2熾熱程度減弱D.如果將電源頻率減小,A1熾熱程度加強(qiáng)、A2熾熱程度減弱【解析】選B。兩個支路電壓相同,當(dāng)交流電頻率變大時,電感的感抗增大,電容的容抗減小,所以流過A1燈泡所在支路的電流變大,流過燈泡A2所在支路的電流變小,故燈泡A1變亮,燈泡A2變暗,即A1熾熱程度加強(qiáng)、A2熾熱程度減弱,故A錯誤,B正確;當(dāng)交流電頻率變小時,電感的感抗減小,電容的容抗增大,所以流過燈泡A1所在支路的電流變小,流過燈泡A2所在支路的電流變大,故燈泡A1變暗,燈泡A2變亮,即A1熾熱程度減弱、A2熾熱程度加強(qiáng),故C、D錯誤。故選B。2.(多選)如圖,電阻R、電容C和電感L并聯(lián)后,接入輸出電壓有效值、頻率可調(diào)的交流電源。當(dāng)電路中交流電的頻率為f時,通過R、C和L的電流有效值恰好相等。若將頻率降低為

f,分別用I1、I2和I3表示此時通過R、C和L的電流有效值,則 (

)A.I1>I3

B.I1>I2C.I3>I2 D.I2=I3【解析】選B、C。將頻率降低時,通過R的電流不變,電容器的容抗增大,通過C的電流減小,則有I1>I2。電感線圈的感抗減小,通過L的電流增大,則有I3>I2。故A、D錯誤,B、C正確。3.如圖所示,在電路兩端接上交變電流,保持電壓不變,使頻率增大,發(fā)現(xiàn)各燈的亮暗變化情況是:燈1變暗、燈2變亮、燈3不變,則M、N、L處所接元件可能是 (

)A.M為電感器,N為電容器,L為電阻B.M為電阻,N為電感器,L為電容器C.M為電阻,N為電容器,L為電感器D.M為電容器,N為電感器,L為電阻【解析】選A。交流電的頻率變大,R不變,感抗增大,容抗變小,所以,亮度不變的L為電阻,燈變亮的N為電容,燈變暗的M為電感。4.如圖所示,線圈L的自感系數(shù)和電容器的電容C都很小(如L=100μH,C=100pF)。此電路的主要作用是 (

)A.阻直流、通交流,輸出交流B.阻交流、通直流,輸出直流C.阻低頻、通高頻,輸出高頻交變電流D.阻高頻、通低頻,輸出低頻交變電流和直流電【解析】選D。因L有“通低頻、阻高頻”的特點(diǎn),因此L的作用是阻擋高頻成分,而通過L后還有少量的高頻成分,利用C“通高頻、阻低頻”的特點(diǎn),使絕大部分高頻成分從C流過,所以選項(xiàng)D正確?！炯庸逃?xùn)練】1.某電源輸出的電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,應(yīng)在如圖所示電路中的A、B兩處連接合適的元件。合理的連接方式是 (

)A.A、B處均接電感線圈B.A、B處均接電容器C.A處接電感線圈,B處接電容器D.A處接電容器,B處接電感線圈【解析】選C。因?yàn)榫€圈有阻交流通直流的特點(diǎn),所以A處應(yīng)該連接電感線圈;電容有通交流阻直流的特性,故B處應(yīng)接電容器,所以選項(xiàng)C正確。2.如圖所示電路中,L是一個不計(jì)直流電阻的電感線圈,直流電源1的電壓值與交流電源2電壓有效值相等,S是單刀雙擲開關(guān),C是電容器,A、B是完全相同的小燈泡,則下列敘述正確的有 (

)A.開關(guān)S與1接通時,燈B逐漸變亮B.開關(guān)S與2接通后,燈B的亮度比開關(guān)與1接通穩(wěn)定后燈B的亮度高C.開關(guān)S與2接通后,B發(fā)光,而A不發(fā)光D.若將電源2換成一個既含有高頻信號又含有低頻信號的信號源,則當(dāng)開關(guān)與2接通時,通過B燈的主要是高頻信號【解析】選A。開關(guān)S與1接通時,線圈阻礙電流的增大,所以燈B逐漸變亮,故A正確;開關(guān)S與2接通后,由于線圈L對交流電的阻礙始終存在,所以燈B的亮度比開關(guān)與1接通穩(wěn)定后燈B的亮度暗,故B錯誤;開關(guān)S與2接通后,交流電也可以通過電容器,所以A也發(fā)光,故C錯誤;線圈對交流電有通低頻阻高頻的作用,所以若將電源2換成一個既含有高頻信號又含有低頻信號的信號源,則當(dāng)開關(guān)與2接通時,通過B燈的主要是低頻信號,故D錯誤?！就卣估}】考查內(nèi)容:電容、電感在交流電路中的作用【典例】(多選)“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(yáng)聲器,它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段,分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器。音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來,送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器,以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機(jī)械振動。如圖所示為音箱的電路圖,高、低頻混合電流由a、b輸入,L1和L2是電感線圈,C1和C2是電容器,則 (

)A.甲揚(yáng)聲器是高頻揚(yáng)聲器B.C2的作用是阻礙低頻電流通過乙揚(yáng)聲器C.L1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器D.L2的作用是減弱通過乙揚(yáng)聲器的低頻電流【解析】選B、D。電路中的電感線圈、電容器的作用可以概括為:電感線圈是“通直流、阻交流,通低頻、阻高頻”;電容器是“通交流、隔直流,通高頻、阻低頻”。既有高頻又有低頻的音頻電流經(jīng)過L1的阻礙和C1的旁通,在甲揚(yáng)聲器中通過的是低頻電流;經(jīng)過C2的阻礙和L2的旁通,在乙揚(yáng)聲器中通過的是高頻電流,故B、D選項(xiàng)是正確的?！菊n堂回眸】課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(多選)對于電感和電容對電流的影響,下列描述正確的是(

)A.電感對電流的影響可概括為“通直流、阻交流”B.電容對電流的影響可概括為“通直流、阻交流”C.電感對交流的影響可概括為“通高頻、阻低頻”D.電容對交流的影響可概括為“通高頻、阻低頻”【解析】選A、D。電感對電流的影響是:通直流、阻交流;因?yàn)橹绷魍ㄟ^線圈時不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,對電流沒有阻礙作用。而交流通過線圈時,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,對電流有阻礙作用,故A正確。電容對電流的影響可概括為“隔直流、阻交流”,因?yàn)殡娙萜鲀砂彘g有電介質(zhì)或真空,故B錯誤。感抗與交流的頻率成正比,則電感對交流的影響可概括為“通低頻、阻高頻”,故C錯誤。容抗與交流的頻率成反比,則電容對交流的影響可概括為“通高頻、阻低頻”,故D正確。故選A、D。2.如圖所示,電容器C與燈泡A串聯(lián),接在5V的正弦式交流電源上,為增加燈泡A的亮度,下列操作可行的是 (

)A.僅改用6V的直流電源B.保持交流電壓有效值不變,僅增加交流電的頻率C.僅減小電容器的電容CD.電路中串聯(lián)一個直流電阻為零的電感線圈【解析】選B。如果改為6V的直流電源,由于電容器的阻礙作用,燈泡不亮,故A錯誤;保持交流電壓有效值不變,僅增加交流電的頻率,電容的阻礙作用減弱,燈泡亮度增加,故B正確;減小C的電容時,電容器的阻礙作用增強(qiáng),燈泡變暗,故C錯誤;電路中串聯(lián)一個直流電阻為零的電感線圈,由于線圈對交流的阻礙作用,燈泡變暗,故D錯誤。3.如圖是可調(diào)光的臺燈電路示意圖,哪種(或哪幾種)電路起不到調(diào)節(jié)臺燈的作用 (

)【解析】選D。B、C中L調(diào)節(jié)均可達(dá)到調(diào)節(jié)臺燈兩端電壓從而調(diào)節(jié)亮度的目的,又不多消耗電能,而A多消耗電能,但也能起到調(diào)節(jié)臺燈亮度的目的,D中起不到調(diào)節(jié)臺燈兩端電壓的作用,故D正確。4.(2020·汕頭高二檢測)下列電路,能防止高頻交變電流的沖擊,有效保護(hù)電器的是 (

)【解析】選C。電容器能通交流,阻直流,而對交流電也有阻礙作用,根據(jù)Xc=

知頻率越高,容抗越小,所以電容器對于高頻交變電流的阻礙作用小于它對低頻交變電流的阻礙作用,因此不能有效保護(hù),故A錯誤;電阻對交流有阻礙,但起不到有效保護(hù),故B、D錯誤;電感器對交流電有阻礙作用,根據(jù)XL=2πLf知,頻率越高,感抗越大,所以電感器對于高頻交變電流的阻礙作用大于對低頻交變電流的阻礙作用,故C正確。5.某興趣小組在課下用同一小燈泡和電容器、電感器及直流電源和有效值與直流電源相同的交流電源,先后完成了如圖a、b、c、d所示實(shí)驗(yàn),關(guān)于S閉合后現(xiàn)象的說法中正確的是 (

)A.a、b中小燈泡都不會發(fā)光B.a中小燈泡不發(fā)光,b中小燈泡會發(fā)光C.c、d中小燈泡都發(fā)光,且明亮程度相同D.c中小燈泡發(fā)光,d中小燈泡一定不發(fā)光【解析】選B。隔直電容器在電路中,阻礙直流電通過,所以a中小燈泡不會發(fā)光;電容器可以通過交流電,所以b中小燈泡會發(fā)光,故A錯誤,B正確;線圈在電路中,通直流阻交流,通低頻阻高頻,所以可知在電路d中的阻礙作用大于在c電路中的阻礙作用,所以c中燈泡發(fā)光較亮,d中燈泡發(fā)光較暗,甚至看不到發(fā)光,故C、D錯誤。所以B正確,A、C、D錯誤。6.(多選)如圖所示的電路中,A、B、C三燈亮度相同,電源為220V、50Hz的交流電源,以下敘述中正確的是 (

)A.改接220V、100Hz的交流電源時,A燈變亮,B燈變暗,C燈亮度不變B.改接220V、100Hz的交流電源時,A燈變暗,B燈變亮,C燈變亮C.改接220V的直流電源時,A燈熄滅,B燈變亮,C燈亮度不變D.改接220V的直流電源時,A燈熄滅,B燈變亮,C燈變暗【解析】選A、C。增加交流電源的頻率時,感抗增大,容抗減小,電阻的阻礙不變。故A變亮,B變暗,C不變,故A正確,B錯誤;改為直流電源時,電容斷路,A燈滅,電感L無感抗,B燈更亮,電阻R阻礙不變,C燈亮度不變。故C正確,D錯誤。課時素養(yǎng)評價八電容器在交流電路中的作用電感器在交流電路中的作用【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共7小題,每小題7分,共49分)1.(2020·上饒高二檢測)如圖所示,一個邊長L=10cm,匝數(shù)N=100匝的正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T,角速度ω=10πrad/s,閉合回路中兩只燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是 (

)A.從圖中位置開始計(jì)時,感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式為e=5πcos10πt(V)B.增大線圈轉(zhuǎn)動角速度ω時,感應(yīng)電動勢的峰值Em不變C.抽去電感器L的鐵芯時,燈泡L2變暗D.增大電容器C兩極板間的距離時,燈泡L1變亮【解析】選A。根據(jù)Em=NBωS可得感應(yīng)電動勢的最大值:Em=100×0.5×0.12×10πV=5π(V),由于從線圈平面垂直于中性面開始計(jì)時,所以電動勢瞬時值的表達(dá)式:e=Emcosωt=5πcos10πt(V),故選項(xiàng)A正確;根據(jù)Em=NBωS可得增大線圈轉(zhuǎn)動角速度ω時,感應(yīng)電動勢的峰值Em增大,故選項(xiàng)B錯誤;抽去電感器L的鐵芯時,即減小自感系數(shù),電感器的感抗減小,流過燈泡L2的電流增大,根據(jù)功率公式可知燈泡L2變亮,故選項(xiàng)C錯誤;增大電容器C兩極板間的距離時,根據(jù)C=可知電容器的電容C減小,則有電容器的容抗增大,流過燈泡L1的電流減小,根據(jù)功率公式可知燈泡L1變暗,故選項(xiàng)D錯誤。2.在如圖所示的電路中,L1、L2是兩個相同的小燈泡,A、B處的虛線框內(nèi)各接有一個電學(xué)元件。a、b兩端分別與直流電源和交流電源相連接,且直流電源的電壓與交流電源電壓的有效值相等,觀察兩種情況下燈泡的亮度。當(dāng)接直流電源時,L1不發(fā)光,L2正常發(fā)光;當(dāng)接交流電源時,L1發(fā)光,L2明顯變暗。則下列說法正確的是 (

)A.A中接的是電阻,B中接的是電容器B.A中接的是電感線圈,B中接的是電阻C.A中接的是電感線圈,B中接的是電容器D.A中接的是電容器,B中接的是電感線圈【解析】選D。當(dāng)a、b兩端加直流電壓時,L1不發(fā)光,L2正常發(fā)光;當(dāng)加同樣電壓的交流電源時,L1發(fā)光,L2發(fā)光較暗。由此可知線框A中為電容器,因?yàn)殡娙萜鞲糁绷魍ń涣?線框B中是電感線圈,因?yàn)殡姼芯€圈對交流電有阻礙作用,對直流電無阻礙作用,故D正確,A、B、C錯誤。3.關(guān)于電阻、電感、電容對電流作用的說法正確的是(

)A.電阻對直流電和交流電的阻礙作用相同B.電感線圈對交流電的阻礙作用是由于線圈自身存在電阻C.電容器兩極板間是絕緣的,故電容支路上沒有電流通過D.交變電流的頻率增加時,電阻、電感線圈、電容器對電流的阻礙作用都增強(qiáng)【解析】選A。電阻對直流電和交流電的阻礙作用相同,故A正確;電感線圈對交流電的阻礙作用是由于電磁感應(yīng)原理,故B錯誤;電容器的特性:通交流,隔直流,通高頻,阻低頻,故C錯誤;交變電流的頻率增加時,電感的阻礙增加,而電容的阻礙減小,對于電阻則不變,故D錯誤。4.如圖所示的電路,有直流和交流成分的電流通過,為了盡量減少R2上的交流成分,應(yīng) (

)A.選用自感系數(shù)較大的線圈和電容較小的電容器B.選用自感系數(shù)較小的線圈和電容較大的電容器C.選用自感系數(shù)較小的線圈和電容較小的電容器D.選用自感系數(shù)較大的線圈和電容較大的電容器【解析】選D。自感系數(shù)越大的線圈對交流電的阻礙作用越大,電容越大的電容器對交流電的阻礙作用越小,所以為了盡量減少R2上的交流成分,需要選用自感系數(shù)較大的線圈和電容較大的電容器,故D正確,A、B、C錯誤。5.(多選)(2020·南寧高二檢測)某同學(xué)在研究電容器、電感器對恒定電流與交變電流的影響時,采用了如圖所示的電路,L1、L2是兩個完全相同的燈泡。當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)置于3、4時,電路與交流電源接通,穩(wěn)定后的兩個燈泡發(fā)光亮度相同,則該同學(xué)在如下操作中能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 (

)A.當(dāng)開關(guān)置于1、2時,穩(wěn)定后L1亮、L2不亮B.當(dāng)開關(guān)置于3、4時,交流電頻率增加且穩(wěn)定后,L1變亮、L2變暗C.當(dāng)開關(guān)置于3、4時,交流電頻率增大,L1變暗,L2變亮D.當(dāng)開關(guān)從置于1、2的穩(wěn)定狀態(tài)下突然斷開,L1將會立即熄滅【解析】選A、C。當(dāng)開關(guān)置于1、2時,接的是直流電,穩(wěn)定后,電感的感抗減小,L1亮,電容的容抗無窮大,是斷路,L2不亮,A正確;當(dāng)開關(guān)置于3、4時,交流電頻率增加且穩(wěn)定后,因電容器阻礙減小,線圈阻礙增大,導(dǎo)致L1變暗、L2變亮,B錯誤;開關(guān)置于3、4時,當(dāng)交流電頻率增大時,電容器阻礙減小,線圈阻礙增大,所以L1變暗、L2變亮,C正確;當(dāng)開關(guān)從置于1、2的穩(wěn)定狀態(tài)下突然斷開,電容器要放電,由于線圈對電流的阻礙作用,導(dǎo)致L1將不會立即熄滅,D錯誤?！炯庸逃?xùn)練】用電壓表檢查如圖所示的電路中的故障,測量Uad=5.0V,Uab=0,Ubc=5.0V,Ucd=0。則電路故障可能是 (

)A.滑動變阻器R1斷路 B.電容器C被擊穿C.電阻R2斷路 D.電感線圈L斷路【解析】選D。當(dāng)用電壓表去判斷電路故障時,如果電壓表的兩接線柱能與電源的兩極接通,而與電壓表兩接線柱相并聯(lián)的那部分電路沒有完全短路,電壓表就會有示數(shù)。即當(dāng)電壓表有示數(shù)時,電源兩極與電壓表兩接線柱間的電路無斷點(diǎn)。由題意Uad=Ubc=5.0V可知ab、cd間為通路,A、C錯誤;若電容器被擊穿,則Ubc將為零,B錯誤。故正確答案為D。6.如圖所示的電路中,a、b兩端連接的交流電源中既含高頻交流,又含低頻交流,L是一個25mH的高頻扼流圈,C是一個100pF的電容器,R是負(fù)載電阻,下列說法不正確的是 (

)A.L的作用是“通低頻,阻高頻”B.C的作用是“通交流,隔直流”C.C的作用是“通高頻,阻低頻”D.通過R的電流中,低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比【解析】選B。因?yàn)殡姼蠰是一個高頻扼流圈,“通低頻,阻高頻”,A選項(xiàng)正確;C是一個電容較小的電容器,所以對低頻的交流電容抗就較大,故選項(xiàng)C正確,B錯誤;這樣通過電阻R的電流中,低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比,選項(xiàng)D正確。【加固訓(xùn)練】

(多選)從某一裝置輸出的交流電中,常常既有高頻成分,又有低頻成分。如果只需要把低頻成分輸送到下一級裝置,可采用的電路是圖中的 (

)【解析】選A、D。由于只需將低頻成分輸送到下一級裝置,可將高頻成分分流,但低頻成分不能通過,即需要高頻旁路電容器,故A正確。也可以直接阻礙高頻成分通過,即阻高頻、通低頻,可以采用高頻扼流圈,故D正確。7.某信號源中有直流成分、交流高頻成分和交流低頻成分,為使放大器僅得到交流低頻成分,如圖所示的電路中可行的是 (

)

【解析】選D。A圖中連入一個電阻,對交流電沒有阻礙作用,所以放大器得到所有成分,A錯誤;B圖中連入電感線圈,放大器可得到直流成分,若為高頻扼流圈也可得到低頻成分,B錯誤;;C圖既可得到高頻成分也可得到低頻成分,C錯誤;D圖通過C1的是高、低頻都有,高頻成分通過旁路電容C2被濾去,故D正確。二、非選擇題(11分。