(浙江新高考专用)20192020学年高中物理第五章交变电流3电感和电容对交变电流影响讲义新人教版选修

电感和电容对交变电流的影响知识内容选考要求课时要求知道电感器和电容器对交变电流有阻挡作用.电感和电容对交变电流的

2.知道电感器和电容器对交变电流的阻挡作b影响

用与哪些要素相关

.3.能利用电感器、电容器的特色定性剖析简单的问题

.一、电感器对交变电流的阻挡作用1.在沟通电路中，若绕制电感器的导线的电阻忽视不计，电感器对沟通有(填“有”或“没有”)阻挡作用.2.线圈的自感系数越大，沟通电的频次越高，电感对交变电流的阻挡作用越大.3.电感线圈在电路中的作用：通直流，阻沟通；通低频，阻高频.二、电容器对交变电流的阻挡作用电容器接到沟通电源两头时，交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为沟通“经过”了电容器.2.电容器的电容越大，沟通电的频次越高，电容器对交变电流的阻挡作用越小.3.电容器在电路中的作用：通沟通，隔直流；通高频，阻低频.判断以下说法的正误.(1)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻挡作用就越大.(√)(2)线圈对交变电流的阻挡作用跟着交变电流的频次的变大而减小.(×)(3)电流“经过”电容器，其实不是电荷穿过电容器两极板间的绝缘层抵达另一极板，而是电容器不停地充放电的表现.(√)(4)电容器的电容越大，对同一交变电流的阻挡作用就越大.(×)在频次为f的交变电流电路中，如图1所示，当开关S挨次分别接通R、C、L支路，这时经过各支路的电流有效值相等.若将交变电流的频次提升到2，保持其余条件不变，则经过Rf的电流有效值________，经过C的电流有效值________，经过L的电流有效值________.(选填“变大”“变小”或“不变”)图1答案不变变大变小一、电感器对交变电流的阻挡作用如下图，把带铁芯的线圈L与小灯泡串连起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到有效值等于直流电源电压的沟通电源上.两种状况下灯泡的亮度有什么不一样？说了然什么？乙图中换用自感系数更大的线圈或调动频次更高的沟通电源，灯泡的亮度有何变化？说了然什么？答案(1)甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻挡作用.(2)无论是换用自感系数更大的线圈仍是调动频次更高的沟通电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，沟通电的频次越高，线圈对沟通电的阻挡作用越大.交变电流经过电感器时，因为电流时刻在变化，在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势老是阻挡原电流的变化，故电感器对交变电流产生阻挡作用.例1(多项选择)如图2所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下边表达正确的选项是( )图2A.当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗B.当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮C.S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮D.S掷向c、d，电源电压不变，而使频次减小时，灯变暗答案AC分析线圈对直流无阻挡作用，对交变电流有阻挡作用，当沟通电频次减小时，阻挡作用变小，灯变亮；有铁芯时阻挡作用大，故铁芯抽出时灯变亮.二、电容器对交变电流的阻挡作用如图甲、乙所示，把灯泡和电容器串连起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到沟通电源上.(1)察看灯泡的发光状况，并剖析原由.若把图乙中的电容器去掉，变为图丙所示电路，会发生什么现象？说了然什么？在图乙中，改变电容器的电容和电源频次，灯泡亮度会有什么变化？说了然什么？答案(1)题图甲中的灯泡不亮，题图乙中的灯泡亮.题图甲中的电源是直流电源，电容器在电路中相当于断路，电路中没有电流，灯泡不亮.题图乙中的电源是沟通电源，把沟通电源接到电容器两个极板上后，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，仿佛是沟通“通过”了电容器，灯泡就亮了，但实质上自由电荷并无经过电容器两极板间的绝缘介质.(2)灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻挡作用.电容越大，灯泡越亮；频次越高，灯泡越亮.说了然电容器的电容和交变电流的频次都对电容器对交变电流的阻挡作用有影响.电容器对交变电流的阻挡作用：电源电压推进自由电荷定向挪动，而电容器两极板上累积的电荷抗拒自由电荷的定向挪动，进而使电容器对交变电流有阻挡作用.电容器在电路中常有的作用有两种：隔直电容器：通沟通，隔直流.高频旁路电容器：通高频，阻低频.例2如图3所示，电路由沟通电源供电，最大电压保持不变，假如交变电流的频次高升，则以下说法中正确的选项是( )图3电容器上的电荷量最大值增大电容器对交变电流的阻挡作用增大电路中灯泡的亮度变亮电路中灯泡的亮度变暗答案C分析当交变电流的频次高升时，电容器对交变电流的阻挡作用减小，灯泡的亮度变亮，灯泡两头的电压变大，应选项C正确，选项B、D错误；由Q＝CU可知，选项A错误.例3(多项选择)(2018·台州市高二检测)图4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，此中输入的沟通高频成分用“～～～”表示，沟通低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示.对于两图中负载电阻R上获得的电流特色是( )图4A.图甲中R获得的是沟通成分B.图甲中R获得的是直流成分C.图乙中R获得的是低频成分D.图乙中R获得的是高频成分答案AC分析当交变电流加在电容器上时，电容器有“通沟通、隔直流，通高频、阻低频”的特征，题图甲中电容器隔直流，R获得的是沟通成分，A正确，B错误；题图乙中沟通高频成分能通过电容器，电容器阻挡沟通低频成分，R获得的是低频成分，C正确，D错误.三、电阻、电感、电容的对照例4(多项选择)如图5所示的电路中，A、B、C三灯亮度同样，电源为220V、50Hz的沟通电源，以下表达中正确的选项是( )图5A.改接220V、100Hz的沟通电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变B.改接220V、100Hz的沟通电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮C.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变D.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗答案AC分析增添沟通电源的频次时，线圈的阻挡作用增大，电容的阻挡作用减小，电阻的阻挡作用不变，故A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变，故A正确，B错误；改接直流电源时，电容器相当于断路，A灯熄灭，线圈无感抗，B灯更亮，电阻R阻挡作用不变，C灯亮度不变，故C正确，D错误.1.电阻对沟通、直流有同样的阻挡作用，沟通频次变化时，阻挡作用不变.2.电感器通直流、阻沟通，通低频、阻高频.3.电容器通沟通、隔直流，通高频、阻低频.4.在剖析电流变化时，把电感、电容的阻挡作用类比于导体的电阻，再用欧姆定律剖析.1.(

电感器对交变电流的影响

)(

多项选择)(2017·温州中学高二上学期期中

)在如图

6所示的电路中，L为电感线圈，灯泡的电阻值为R，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，沟通电源的电压u＝2202sin100πt(V).若保持电压的有效值不变，只将电源频次改为100Hz，以下说法正确的选项是

(

)图6A.电流表示数增大B.电压表示数增大C.灯泡变暗D.灯泡变亮答案BC分析由＝2202sin100πt(V)，可得电源本来的频次f＝ω＝100πHz＝50Hz，当电源u2π2π频次由本来的50Hz增为100Hz时，线圈对沟通电的阻挡作用变大，在电压不变的状况下，电路中的电流减小，选项A错误；灯泡的电阻值R是必定的，电流减小时，实质耗费的电功率(P＝I2R)减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误；电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL，设灯泡两头电压为UR，则电源电压的有效值为U＝UL＋UR，因UR＝IR，电流I减小，故UR减小，因电源电压的有效值保持不变，故UL＝U－UR增大，电压表示数增大，选项B正确.2.(电感器对交变电流的影响)(2017·衢州市高二检测)电感对交变电流影响的说法中，正确的是( )电感对交变电流没有阻挡作用B.电感对交变电流阻挡作用跟线圈自感系数L相关电感对交变电流的阻挡作用跟交变电流的频次没关线圈的自感系数越大，交变电流的频次越高，电感对交变电流的阻挡作用就越小答案

B分析

电感对沟通电有影响，

其阻挡作用的大小和线圈的自感系数

L、沟通电的频次

f

相关，L越大，f越高，阻挡作用越大，应选项B正确，3.(电容器对交变电流的影响)如图7所示的电路，使电流表A的示数增大，可行的方法是( )

A、C、D均错误.F为一沟通发电机，

C为平行板电容器，为图7A.使发电机F的转速增大B.使发电机F的转速减小在平行板电容器间换用相对介电常数较小的电介质使电容器两极板间的距离增大答案A分析当发电机转速增大时，交变电流的频次增大，电容器对交变电流的阻挡作用减小，电流表A的示数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用相对介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，对交变电流的阻挡作用增大，电流表

A的示数减小，

C、D项错误

.4.(

电阻、电感、电容的对照

)(

多项选择)如图

8所示的电路中，

a、b两头连结的沟通电源中既含高频沟通，又含低频沟通，

L是一个高频扼流圈，

C是一个

100pF的电容器，

R是负载电阻，以下说法正确的选项是

(

)图8A.L的作用是“通低频，阻高频”C的作用是“通低频，隔高频”C的作用是“通高频，阻低频”经过R的电流中，低频沟通所占的百分比远远大于高频沟通所占的百分比答案ACD分析因为L是一个高频扼流圈，“通低频，阻高频”，A选项正确；C是一个电容较小的电容器，所以对低频沟通的阻挡作用较大，应选项C正确，B错误；依据剖析可知经过电阻的电流中，低频沟通所占百分比远远大于高频沟通所占的百分比，选项D正确.

R考点一电感器对交变电流的阻挡作用1.(2017·绍兴市高二检测)一个灯泡经过一个粗导线的线圈与一沟通电源相连结，如图1所示.一铁棒插进线圈后，该灯将( )图1变亮变暗对灯的亮度没影响没法判断答案B2.如图2所示的电路中，正弦沟通电源的电压有效值为220V，则对于沟通电压表的示数，以下说法中正确的选项是( )图

2A.等于

220V

B.大于

220VC.小于

220V

D.等于零答案

C3.如图3所示，沟通电源的电压有效值与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，稳固后灯泡的实质功率为P1，而将双刀双掷开关接在沟通电源上时，稳固后灯泡的实质功率为P2，则( )图

3A.P1＝P2

B.P1＞P2C.P1＜P2

D.不可以比较答案

B分析接在直流电源上，稳固后线圈对直流没有阻挡作用，电能所有转变为灯泡的内能和光能，而当接至沟通电源上时，线圈对电流有阻挡作用，所以电能除转变为灯泡的内能和光能外，还有一部分电能转变为磁场能，故P1＞P2.4.(多项选择)如图4所示，图甲、乙中电源为沟通电源，图丙中电源为直流电源，各电路中线圈自感系数同样且直流电阻不计，各电压表示数同样，以下说法正确的选项是( )图4A.灯L1比灯L2亮B.灯L3比灯L1亮C.灯L2与灯L3同样亮D.灯L1与灯L3同样亮答案BC分析题图甲中电压表示数U＝U1＋UL1，线圈对沟通有阻挡作用，相当于串连了一个电阻，依据电阻的分压作用可知U1≠0，灯泡两头电压UL1<U；题图乙中线圈与灯泡并联，相当于灯泡与一个电阻并联，并联电路中各支路的电压同样，灯泡两头电压

UL2＝U；题图丙中，线圈对直流电没有阻挡作用，线圈相当于一根没有电阻的导线，灯泡两头电压

UL3＝U，故

UL1<UL2＝UL3，即

L2与

L3同样亮且都比

L1亮，B、C正确，A、D错误.考点二电容器对交变电流的阻挡作用有两个电容分别为C1＝5μF和C2＝3μF的电容器，分别加在峰值必定的沟通电源上，在以下各样状况下，哪一种状况经过电容器的电流最大( )A.在1上所加交变电流的频次为50HzCB.在C上所加交变电流的频次为50Hz2C.在C1上所加交变电流的频次为100HzD.在2上所加交变电流的频次为100HzC答案C分析电容越大，电流频次越高，阻挡作用越小，电流越简单“经过”电容器.C1>C2,100Hz>50Hz，所以C正确.在如图5所示电路中，u是有效值为220V的沟通电源，C是电容器，R是电阻.对于理想交流电压表的示数，以下说法正确的选项是( )图5A.等于220VB.大于220VC.小于220V等于零答案C分析交变电流“经过”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，电容器对沟通电有阻挡作用，依据串连分压原理可知电阻两头电压应小于电源电压，而电压表丈量的是电阻两头的电压，应选项C正确.7.(多项选择)如图6所示，甲、乙两图顶用沟通电源，丙、丁两图顶用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都同样，则以下说法正确的选项是( )图6A.灯L1比灯L2亮B.灯L3也能发光，但亮度最暗C.灯L2和L4亮度同样41亮D.灯L比灯L答案CD分析电压表示数同样，说明沟通电压的有效值同样.题图甲中电容器与灯L串连，电容器1对电流有阻挡作用；题图乙中电容器与灯L2并联，电压表的示数为灯L2两头的电压；题图丙中电容器与灯L3串连且是直流电源，电容器“隔直流，通沟通”，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；题图丁中电容器与灯L并联，电压表的示数为灯L两头的电压.综合以上剖析，C、44D两项正确.考点三电阻、电感、电容的对照8.两个同样的白炽灯泡L1和L2接到如图7所示的电路中，灯L1与电容器串连，灯L2与电感线圈串连.当a、b间接电压最大值为Um、频次为f的正弦沟通电源时，两灯都发光，且亮度同样.改换一个新的正弦沟通电源后，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次可能是( )图7A.最大值仍为Um，而频次大于fB.最大值仍为Um，而频次小于fC.最大值大于Um，而频次仍为fD.最大值小于Um，而频次仍为f答案B分析当将a、b接在电压最大值为m、频次为f的正弦沟通电源两极之间时，两只灯泡都U发光，且亮度同样.而改换一个新电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，说明线圈的阻挡作用比电容器的小，则新电源的频次小，B项正确，A、C、D项错误.9.(2017·台州市高二检测)如图8所示的电路，有直流和沟通成分的电流经过，为了尽量减少R2上的沟通成分，应( )图8采用自感系数较大的线圈和电容较小的电容器采用自感系数较小的线圈和电容较大的电容器采用自感系数较小的线圈和电容较小的电容器采用自感系数较大的线圈和电容较大的电容器答案D10.(多项选择)如图9所示，当沟通电源的电压(有效值)U＝220V、频次f＝100Hz时，三只灯泡L1、L2、L3的亮度同样(L无直流电阻)，若将沟通电源的频次变为50Hz，则( )图9A.L1灯比本来亮B.L2灯比本来亮C.L3灯和本来同样亮D.L3灯比本来亮答案

BC分析

电容器对沟通电的阻挡作用与交变电流的频次相关，电容器对低频交变电流的阻挡作用大，所以选项

A错误；电感器对交变电流的阻挡作用随频次的降低而减小，所以选项

B正确；电阻

R对交变电流的阻挡作用与电源的频次没关，所以选项

C正确，

D错误.“二分频”音箱内有两个不一样口径的扬声器，它们的固有频次分别处于高音、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一样频次的混淆音频电流按高、低频段分别出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比率复原成高、低频的机械振动，如图

10所示为音箱的电路图，高