PAGEPAGE123電感和電容對交變電流的影響學問內容選考要求課時要求電感和電容對交變電流的影響b1.知道電感器和電容器對交變電流有阻礙作用.2.知道電感器和電容器對交變電流的阻礙作用與哪些因素有關.3.能利用電感器、電容器的特點定性分析簡潔的問題.一、電感器對交變電流的阻礙作用1.在溝通電路中，若繞制電感器的導線的電阻忽視不計，電感器對溝通有(填“有”或“沒有”)阻礙作用.2.線圈的自感系數越大，溝通電的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用越大.3.電感線圈在電路中的作用：通直流，阻溝通；通低頻，阻高頻.二、電容器對交變電流的阻礙作用1.電容器接到溝通電源兩端時，交替地進行充電和放電，電路中就有了電流，表現為溝通“通過”了電容器.2.電容器的電容越大，溝通電的頻率越高，電容器對交變電流的阻礙作用越小.3.電容器在電路中的作用：通溝通，隔直流；通高頻，阻低頻.1.推斷下列說法的正誤.(1)線圈的匝數越多，對同一個交變電流的阻礙作用就越大.(√)(2)線圈對交變電流的阻礙作用隨著交變電流的頻率的變大而減小.(×)(3)電流“通過”電容器，并不是電荷穿過電容器兩極板間的絕緣層到達另一極板，而是電容器不斷地充放電的表現.(√)(4)電容器的電容越大，對同一交變電流的阻礙作用就越大.(×)2.在頻率為f的交變電流電路中，如圖1所示，當開關S依次分別接通R、C、L支路，這時通過各支路的電流有效值相等.若將交變電流的頻率提高到2f，保持其他條件不變，則通過R的電流有效值________，通過C的電流有效值________，通過L的電流有效值________.(選填“變大”“變小”或“不變”)圖1答案不變變大變小一、電感器對交變電流的阻礙作用如圖所示，把帶鐵芯的線圈L與小燈泡串聯起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到有效值等于直流電源電壓的溝通電源上.(1)兩種狀況下燈泡的亮度有什么不同？說明白什么？(2)乙圖中換用自感系數更大的線圈或調換頻率更高的溝通電源，燈泡的亮度有何變更？說明白什么？答案(1)甲圖中燈泡比乙圖中燈泡更亮，說明電感器對交變電流有阻礙作用.(2)不論是換用自感系數更大的線圈還是調換頻率更高的溝通電源，燈泡均變得更暗，說明線圈的自感系數越大，溝通電的頻率越高，線圈對溝通電的阻礙作用越大.交變電流通過電感器時，由于電流時刻在變更，在線圈中就會產生自感電動勢，而自感電動勢總是阻礙原電流的變更，故電感器對交變電流產生阻礙作用.例1(多選)如圖2所示試驗電路中，若直流電壓和交變電壓的有效值相等，S為雙刀雙擲開關，下面敘述正確的是()圖2A.當S擲向a、b時燈較亮，擲向c、d時燈較暗B.當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，燈變暗答案AC解析線圈對直流無阻礙作用，對交變電流有阻礙作用，當溝通電頻率減小時，阻礙作用變小，燈變亮；有鐵芯時阻礙作用大，故鐵芯抽出時燈變亮.二、電容器對交變電流的阻礙作用如圖甲、乙所示，把燈泡和電容器串聯起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到溝通電源上.(1)視察燈泡的發光狀況，并分析緣由.(2)若把圖乙中的電容器去掉，變成圖丙所示電路，會發生什么現象？說明白什么？(3)在圖乙中，變更電容器的電容和電源頻率，燈泡亮度會有什么變更？說明白什么？答案(1)題圖甲中的燈泡不亮，題圖乙中的燈泡亮.題圖甲中的電源是直流電源，電容器在電路中相當于斷路，電路中沒有電流，燈泡不亮.題圖乙中的電源是溝通電源，把溝通電源接到電容器兩個極板上后，電容器交替進行充電和放電，電路中就有了電流，似乎是溝通“通過”了電容器，燈泡就亮了，但事實上自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質.(2)燈泡變得比乙中亮，說明電容器對交變電流有阻礙作用.(3)電容越大，燈泡越亮；頻率越高，燈泡越亮.說明白電容器的電容和交變電流的頻率都對電容器對交變電流的阻礙作用有影響.1.電容器對交變電流的阻礙作用：電源電壓推動自由電荷定向移動，而電容器兩極板上積累的電荷抗拒自由電荷的定向移動，從而使電容器對交變電流有阻礙作用.2.電容器在電路中常見的作用有兩種：隔直電容器：通溝通，隔直流.高頻旁路電容器：通高頻，阻低頻.例2如圖3所示，電路由溝通電源供電，最大電壓保持不變，假如交變電流的頻率上升，則下列說法中正確的是()圖3A.電容器上的電荷量最大值增大B.電容器對交變電流的阻礙作用增大C.電路中燈泡的亮度變亮D.電路中燈泡的亮度變暗答案C解析當交變電流的頻率上升時，電容器對交變電流的阻礙作用減小，燈泡的亮度變亮，燈泡兩端的電壓變大，故選項C正確，選項B、D錯誤；由Q＝CU可知，選項A錯誤.例3(多選)(2024·臺州市高二檢測)圖4甲、乙兩圖是電子技術中的常用電路，a、b是各部分電路的輸入端，其中輸入的溝通高頻成分用“～～～”表示，溝通低頻成分用“～”表示，直流成分用“－”表示.關于兩圖中負載電阻R上得到的電流特征是()圖4A.圖甲中R得到的是溝通成分 B.圖甲中R得到的是直流成分C.圖乙中R得到的是低頻成分 D.圖乙中R得到的是高頻成分答案AC解析當交變電流加在電容器上時，電容器有“通溝通、隔直流，通高頻、阻低頻”的特性，題圖甲中電容器隔直流，R得到的是溝通成分，A正確，B錯誤；題圖乙中溝通高頻成分能通過電容器，電容器阻礙溝通低頻成分，R得到的是低頻成分，C正確，D錯誤.三、電阻、電感、電容的對比例4(多選)如圖5所示的電路中，A、B、C三燈亮度相同，電源為220V、50Hz的溝通電源，以下敘述中正確的是()圖5A.改接220V、100Hz的溝通電源時，A燈變亮，B燈變暗，C燈亮度不變B.改接220V、100Hz的溝通電源時，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燈變暗答案AC解析增加溝通電源的頻率時，線圈的阻礙作用增大，電容的阻礙作用減小，電阻的阻礙作用不變，故A燈變亮，B燈變暗，C燈亮度不變，故A正確，B錯誤；改接直流電源時，電容器相當于斷路，A燈熄滅，線圈無感抗，B燈更亮，電阻R阻礙作用不變，C燈亮度不變，故C正確，D錯誤.1.電阻對溝通、直流有相同的阻礙作用，溝通頻率變更時，阻礙作用不變.2.電感器通直流、阻溝通，通低頻、阻高頻.3.電容器通溝通、隔直流，通高頻、阻低頻.4.在分析電流變更時，把電感、電容的阻礙作用類比于導體的電阻，再用歐姆定律分析.1.(電感器對交變電流的影響)(多選)(2024·溫州中學高二上學期期中)在如圖6所示的電路中，L為電感線圈，燈泡的電阻值為R，電流表內阻為零，電壓表內阻無限大，溝通電源的電壓u＝220eq\r(2)sin100πt(V).若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100Hz，下列說法正確的是()圖6A.電流表示數增大B.電壓表示數增大C.燈泡變暗D.燈泡變亮答案BC解析由u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，可得電源原來的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，當電源頻率由原來的50Hz增為100Hz時，線圈對溝通電的阻礙作用變大，在電壓不變的狀況下，電路中的電流減小，選項A錯誤；燈泡的電阻值R是肯定的，電流減小時，實際消耗的電功率(P＝I2R)減小，燈泡變暗，選項C正確，D錯誤；電壓表與電感線圈并聯，其示數為線圈兩端的電壓UL，設燈泡兩端電壓為UR，則電源電壓的有效值為U＝UL＋UR，因UR＝IR，電流I減小，故UR減小，因電源電壓的有效值保持不變，故UL＝U－UR增大，電壓表示數增大，選項B正確.2.(電感器對交變電流的影響)(2024·衢州市高二檢測)電感對交變電流影響的說法中，正確的是()A.電感對交變電流沒有阻礙作用B.電感對交變電流阻礙作用跟線圈自感系數L有關C.電感對交變電流的阻礙作用跟交變電流的頻率無關D.線圈的自感系數越大，交變電流的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用就越小答案B解析電感對溝通電有影響，其阻礙作用的大小和線圈的自感系數L、溝通電的頻率f有關，L越大，f越高，阻礙作用越大，故選項B正確，A、C、D均錯誤.3.(電容器對交變電流的影響)如圖7所示的電路，F為一溝通發電機，C為平行板電容器，為使電流表A的示數增大，可行的方法是()圖7A.使發電機F的轉速增大B.使發電機F的轉速減小C.在平行板電容器間換用相對介電常數較小的電介質D.使電容器兩極板間的距離增大答案A解析當發電機轉速增大時，交變電流的頻率增大，電容器對交變電流的阻礙作用減小，電流表A的示數增大，A項正確，B項錯誤；在平行板電容器間換用相對介電常數較小的電介質時，電容器的電容減小，電容器兩極板間距離增大時電容也減小，當電容減小時，對交變電流的阻礙作用增大，電流表A的示數減小，C、D項錯誤.4.(電阻、電感、電容的對比)(多選)如圖8所示的電路中，a、b兩端連接的溝通電源中既含高頻溝通，又含低頻溝通，L是一個高頻扼流圈，C是一個100pF的電容器，R是負載電阻，下列說法正確的是()圖8A.L的作用是“通低頻，阻高頻”B.C的作用是“通低頻，隔高頻”C.C的作用是“通高頻，阻低頻”D.通過R的電流中，低頻溝通所占的百分比遠遠大于高頻溝通所占的百分比答案ACD解析因為L是一個高頻扼流圈，“通低頻，阻高頻”，A選項正確；C是一個電容較小的電容器，所以對低頻溝通的阻礙作用較大，故選項C正確，B錯誤；依據分析可知通過電阻R的電流中，低頻溝通所占百分比遠遠大于高頻溝通所占的百分比，選項D正確.考點一電感器對交變電流的阻礙作用1.(2024·紹興市高二檢測)一個燈泡通過一個粗導線的線圈與一溝通電源相連接，如圖1所示.一鐵棒插進線圈后，該燈將()圖1A.變亮B.變暗C.對燈的亮度沒影響D.無法推斷答案B2.如圖2所示的電路中，正弦溝通電源的電壓有效值為220V，則關于溝通電壓表的示數，以下說法中正確的是()圖2A.等于220V B.大于220VC.小于220V D.等于零答案C3.如圖3所示，溝通電源的電壓有效值與直流電源的電壓相等，當將雙刀雙擲開關接到直流電源上時，穩定后燈泡的實際功率為P1，而將雙刀雙擲開關接在溝通電源上時，穩定后燈泡的實際功率為P2，則()圖3A.P1＝P2 B.P1＞P2C.P1＜P2 D.不能比較答案B解析接在直流電源上，穩定后線圈對直流沒有阻礙作用，電能全部轉化為燈泡的內能和光能，而當接至溝通電源上時，線圈對電流有阻礙作用，因此電能除轉化成燈泡的內能和光能外，還有一部分電能轉化為磁場能，故P1＞P2.4.(多選)如圖4所示，圖甲、乙中電源為溝通電源，圖丙中電源為直流電源，各電路中線圈自感系數相同且直流電阻不計，各電壓表示數相同，下列說法正確的是()圖4A.燈L1比燈L2亮B.燈L3比燈L1亮C.燈L2與燈L3一樣亮D.燈L1與燈L3一樣亮答案BC解析題圖甲中電壓表示數U＝U1＋UL1，線圈對溝通有阻礙作用，相當于串聯了一個電阻，依據電阻的分壓作用可知U1≠0，燈泡兩端電壓UL1<U；題圖乙中線圈與燈泡并聯，相當于燈泡與一個電阻并聯，并聯電路中各支路的電壓相同，燈泡兩端電壓UL2＝U；題圖丙中，線圈對直流電沒有阻礙作用，線圈相當于一根沒有電阻的導線，燈泡兩端電壓UL3＝U，故UL1<UL2＝UL3，即L2與L3一樣亮且都比L1亮，B、C正確，A、D錯誤.考點二電容器對交變電流的阻礙作用5.有兩個電容分別為C1＝5μF和C2＝3μF的電容器，分別加在峰值肯定的溝通電源上，在下列各種狀況下，哪一種狀況通過電容器的電流最大()A.在C1上所加交變電流的頻率為50HzB.在C2上所加交變電流的頻率為50HzC.在C1上所加交變電流的頻率為100HzD.在C2上所加交變電流的頻率為100Hz答案C解析電容越大，電流頻率越高，阻礙作用越小，電流越簡潔“通過”電容器.C1>C2,100Hz>50Hz，所以C正確.6.在如圖5所示電路中，u是有效值為220V的溝通電源，C是電容器，R是電阻.關于志向溝通電壓表的示數，下列說法正確的是()圖5A.等于220VB.大于220VC.小于220VD.等于零答案C解析交變電流“通過”電容器，電阻R中有電流，電壓表的示數不為零；電容器與電阻串聯，電容器對溝通電有阻礙作用，依據串聯分壓原理可知電阻兩端電壓應小于電源電壓，而電壓表測量的是電阻兩端的電壓，故選項C正確.7.(多選)如圖6所示，甲、乙兩圖中用溝通電源，丙、丁兩圖中用直流電源，各電路圖中燈泡、電容器、電壓表示數都相同，則下列說法正確的是()圖6A.燈L1比燈L2亮B.燈L3也能發光，但亮度最暗C.燈L2和L4亮度相同D.燈L4比燈L1亮答案CD解析電壓表示數相同，說明溝通電壓的有效值相同.題圖甲中電容器與燈L1串聯，電容器對電流有阻礙作用；題圖乙中電容器與燈L2并聯，電壓表的示數為燈L2兩端的電壓；題圖丙中電容器與燈L3串聯且是直流電源，電容器“隔直流，通溝通”，所以沒有電流流過燈L3，燈L3不亮；題圖丁中電容器與燈L4并聯，電壓表的示數為燈L4兩端的電壓.綜合以上分析，C、D兩項正確.考點三電阻、電感、電容的對比8.兩個相同的白熾燈泡L1和L2接到如圖7所示的電路中，燈L1與電容器串聯，燈L2與電感線圈串聯.當a、b間接電壓最大值為Um、頻率為f的正弦溝通電源時，兩燈都發光，且亮度相同.更換一個新的正弦溝通電源后，燈L1的亮度低于燈L2的亮度，新電源兩極的電壓最大值和頻率可能是()圖7A.最大值仍為Um，而頻率大于fB.最大值仍為Um，而頻率小于fC.最大值大于Um，而頻率仍為fD.最大值小于Um，而頻率仍為f答案B解析當將a、b接在電壓最大值為Um、頻率為f的正弦溝通電源兩極之間時，兩只燈泡都發光，且亮度相同.而更換一個新電源后，燈L1的亮度低于燈L2的亮度，說明線圈的阻礙作用比電容器的小，則新電源的頻率小，B項正確，A、C、D項錯誤.9.(2024·臺州市高二檢測)如圖8所示的電路，有直流和溝通成分的電流通過，為了盡量削減R2上的溝通成分，應()圖8A.選用自感系數較大的線圈和電容較小的電容器B.選用自感系數較小的線圈和電容較大的電容器C.選用自感系數較小的線圈和電容較小的電容器D.選用自感系數較大的線圈和電容較大的電容器答案D10.(多選)如圖9所示，當溝通電源的電壓(有效值)U＝220V、頻率f＝100Hz時，三只燈泡L1、L2、L3的亮度相同(L無直流電阻)，若將溝通電源的頻率變為50Hz，則()圖9A.L1燈比原來亮B.L2燈比原來亮C.L3燈和原來一樣亮D.L3燈比原來亮答案BC解析電容器對溝通電的阻礙作用與交變電流的頻率有關，電容器對低頻交變電流的阻礙作用大，所以選項A錯誤；電感器對交變電流的阻礙作用隨頻率的降低而減小，所以選項B正確；電阻R對交變電流的阻礙作用與電源的頻率無關，所以選項C正確，D錯誤.11.“二分頻”音箱內有兩個不同口徑的揚聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚聲器和低音揚聲器，音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分別出來，送往相應的揚聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機械振動，如圖