第五章 3
1．关于电感器对交变电流的影响的以下说法中，正确的是( )
A．电感器对交变电流没有阻碍作用
B．电感器对交变电流阻碍作用的大小叫感抗
C．电感器对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数无关
D．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感器对交变电流的阻碍作用就越小
【答案】B
【解析】电感器对交流电有影响，其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交流电的频率f有关，L越大，f越高，阻碍作用越大，故选项A、C、D均错误；电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗，B项正确．
2．关于电容对交变电流影响的下列说法中，错误的是( )
A．交变电流能通过电容器
B．电容器具有通直流、阻交流的作用
C．电容器电容较小，它具有通高频、阻低频的作用
D．电容器的电容越大、交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小
【答案】B
【解析】电容器“通交流、隔直流”，但对交流电有阻碍作用，电容越大，频率越高，容抗越小，所以选项A、C、D均正确．B错误．
3．(2019·桂林名校月考)如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮．当a、b接电压有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是( )
A．x是电容器，y是电感线圈
B．x是电感线圈，y是电容器
C．x是二极管，y是电容器
D．x是电感线圈，y是二极管
【答案】B
【解析】接线柱a、b接电压为U的直流电源时，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮，说明y为电容器；当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，说明x为电感线圈．故B正确，
4．(多选)在如图所示的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻值，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220sin(100πt) V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是( )
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
【答案】BC
【解析】由u＝220sin(100πt) V，可得电源原来的频率f＝＝ Hz＝50 Hz，当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大，在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误；灯泡的电阻值R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(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，设灯泡两端电压为UR，则电源电压的有效值为U＝UL＋UR，因UR＝IR，故电流I减小时，UR减小．因电源电压的有效值保持不变，故UL＝U－UR增大，选项B正确．
5．如图所示，从AO输入的信号中，有直流电流和交变电流．问：
(1)现要求信号到达BO两端没有直流电压，需要在AB间接一个什么元件？该元件的作用是什么？
(2)若要求信号到达BO端只有直流电压，而没有交变电压，则应在AB间接入一个什么元件？该元件的作用是什么？
【答案】(1)电容器；对直流电有隔断作用．(2)电感线圈；对交流电有阻碍作用．
【解析】(1)因为BO端不需要直流电，只需要交流电，根据电容器C有“通交流、隔直流”的特点，应在AB端接入一电容器C，该电容器对直流电有隔断作用，而交变电流能通过．(2)电感线圈能阻碍交流．
第五章 3
基础达标
一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～6题有多项符合题目要求)
1．一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．一铁棒插进线圈后，该灯将( )
A．变亮
B．变暗
C．对灯的亮度没影响
D．无法判断
【答案】B
【解析】在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势，总是阻碍电流变化，正是这种阻碍变化的特性，使线圈产生了感抗；加入铁芯改变了电感线圈的自感系数，使自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，灯泡两端的电压减小，所以灯变暗．
2．有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF和C2＝3 μF，分别加在峰值一定的交流电源上，在下列各种情况下，哪一种情况通过电容器的电流最大( )
A．在C1上所加交变电流的频率为50 Hz
B．在C2上所加交变电流的频率为50 Hz
C．在C1上所加交变电流的频率为100 Hz
D．在C2上所加交变电流的频率为100 Hz
【答案】C
【解析】电容越大，电流频率越大，容抗越小，电流越容易通过电容器，C1>C2,100 Hz>50 Hz，所以C正确．
3．用电压表检查如图所示的电路中的故障，测量Uad＝5.0 V，Uab＝0，Ubc＝5.0 V，Ucd＝0.则电路故障可能是( )
A．滑动变阻器R1断路
B．电容器C被击穿
C．电阻R2断路
D．电感线圈L断路
【答案】D
【解析】当用电压表去判断电路故障时，如果电压表的两接线柱能与电源的两极接通，而与电压表两接线柱相并联的那部分电路没有完全短路，电压表就会有示数，即当电压表有示数时，电源两极与电压表两接线柱间的电路无断点．由题意Uad＝Ubc＝5.0 V可知ab、cd间为通路，A、C错误；若电容器被击穿，则Ubc将为零，B错误．故正确答案为D.
4．(2019·广元期末)如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是( )
A．若将电源频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度加强
B．若将电源频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
C．若将电源频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度减弱
D．若将电源频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱
【答案】B
【解析】两个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，所以流过A1所在支路的电流变大，流过A2所在支路的电流变小，故灯泡A1变亮，灯泡A2变暗，即A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱，故A错误，B正确．当交流电频率变小时，电感的感抗减小，电容的容抗增大，所以流过A1所在支路的电流变小，流过A2所在支路的电流变大，故灯泡A1变暗，灯泡A2变亮，即A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强，故C、D错误．
5．(2019·宜春月考)在电子线路中，从某一装置输出的交变电流常常既有高频成分，又有低频成分．如图所示的电路中，a、b两端得到的交变电流既含高频，又含低频，L是一个25 MHz的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是( )
A．L的作用是“通低频，阻高频”
B．C的作用是“通低频，阻高频”
C．C的作用是“通高频，阻低频”
D．通过R的电流中，低频电流所占的百分比远远大于高频交流
【答案】ACD
【解析】L的作用是“通低频，阻高频”，故A正确；C的作用是“通高频，阻低频”，故B错误，C正确；经过L的阻高频，经过C的通高频，因此通过R的电流中低频电流占的比例远远大于高频交流，故D正确．
6．(2019·云南校级期中)某电路的输入电流既有直流成分，又有交流高、低频成分．若通过如图装置，只把交流低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各元件的作用，说法正确的是( )
A．L起到消除交流成分的作用
B．C1是隔直电容器
C．C2起到消除高频成分的作用
D．以上说法都不对
【答案】BC
【解析】L在此的功能为通直流、阻交流，将交流成分送到下一级，故A错误．C1在此的功能为通交流，隔直流，使直流不能到达下一级电路，故B正确．C2与输出电路并联，起到通高频，阻低频，使高频成分被旁路，低频成分到达下一级，C2又叫高频旁路电容，故C正确．由上分析可知，D错误．
二、非选择题
7．如图是可调灯泡亮度的台灯电路示意图，其中电路更合理的是哪个？
【答案】乙
【解析】乙中调节L可达到调节台灯两端电压的作用，从而调节台灯的亮度．甲图也可调节台灯的亮度，但变阻器要消耗电能，故甲图不合理．
8．如图所示，是一个判定AB之间电源性质的仪器．若接通电源后只有绿灯亮，则AB之间是什么电源？若只有红灯亮或黄灯亮，AB之间电源又如何？
【答案】AB间接交变电流时，绿灯亮；
AB间接直流电且A端是正极时红灯亮；
AB间接直流电且B端是正极时黄灯亮．
【解析】由于电容器C具有隔直流的特性，故绿灯亮时AB之间必是交流电源，至于此时为什么红灯和黄灯不亮，则是由于线圈L具有阻交流的作用．当AB之间接入直流电时，绿灯不亮是显见的，此时红灯亮还是黄灯亮，则必须考虑二极管D1和D2的单向导电性．
能力提升
9．两相同的白炽灯L1、L2接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都正常发光，且亮度相同，更换一个新的正弦交流电源后灯L1的亮度大于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率应该满足的条件是( )
A．最大值仍为Um，而频率大于f
B．最大值仍为Um，而频率小于f
C．最大值大于Um，而频率为f
D．最大值小于Um，而频率仍为f
【答案】A
【解析】更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于灯L2的亮度，而灯相同，电源电压相同，说明容抗减小，感抗增大，所以频率变大，只有A项正确．
10．(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示，则以下判断中正确的是( )
A．AB间是电容器 B．BC间是电感线圈
C．CD间是电容器 D．CD间是定值电阻
【答案】ABD
【解析】电容器的特性：闭合开关后，瞬间充电结束后，电路中不再有电流，a对应的AB应是电容器，A正确；电感线圈对变化的电流有阻碍作用，对恒定电流无阻碍，BC间为电感线圈，B正确；定值电阻的特性是加恒定电压，瞬间产生恒定的电流，D正确．
11．如图所示是一种电风扇减速器电路．通过改变开关S跟0～5间的6个触点的接触，实现对电风扇电动机M的转速控制．请说明它的调速原理．
【答案】见解析
【解析】当开关S接到触点0时，电路断开，风扇不转；当S接到触点1时，电路不经过线圈，电动机转速最大；当S接到触点5时，电路经过的线圈匝数最多，感抗最大，电动机转速最小．
12．收音机中的音量控制电路部分如图所示，调节滑动变阻器的滑片P，可控制扬声器的音量．但收音机直接接收到的信号，既有高频信号，又有低频信号，而扬声器所需的音频信号是低频信号，为此，需要用电容器C1、C2滤去直流和高频部分．根据电容器容抗的性质，试确定C1、C2应分别用电容较大的，还是较小的．
【答案】C1用大电容，C2用小电容
【解析】C1的作用是滤去直流成分而且要能让低频成分通过，故应选用大电容；C2的作用是旁路高频成分且要阻碍低频成分通过，故应选用小电容．
课件33张PPT。3 电感和电容对交变电流的影响同学们，上一节我们学习了描述交变电流的物理量，首先请大家回顾一下有关知识，然后回答下面的几个问题：
1．下列关于交流电的几种说法中，正确的是( )
A．交流电气设备上所标的电压、电流值是峰值
B．交流电流表和交流电压表测得的值是瞬时值
C．跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值
D．跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值【答案】C
【解析】电气设备上所标的都是交流电的有效值，A选项错误．因为交流电用得最多的是有效值，所以交流电流表或交流电压表测的都是有效值，B选项错误．根据有效值的定义，可知C选项正确，D选项错误．一、电感对交变电流的阻碍作用
1．感抗实验
(1)实验电路(2)实验现象：取直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等，接通________电源时，灯泡亮些；接通________电源时，灯泡暗些．
(3)实验结论，电感线圈对________电流有阻碍作用．
2．感抗
(1)物理意义：表示电感对__________阻碍作用的大小．
(2)影响感抗大小的因素：线圈的__________越大，交流电的______越高，感抗越大．直流交流交流交变电流自感系数频率3．感抗的应用较小较小直流交流低频高频(2)实验现象：电路中串有电容器时，接通_______电源，灯泡不亮；接通________电源，灯泡亮．
(3)实验结论：________电流能够通过电容器，______电流不能通过电容器．
2．电容器对交变电流的作用
(1)容抗：表示电容对__________阻碍作用的大小．
(2)影响容抗大小的因素：电容器的电容________，交变电流的频率________，容抗越小．
(3)应用：电容器具有“隔______，通______”的作用．直流交流交变直流交变电流越大越高直流交流为什么人站在绝缘物体上(例如桌、凳)，手接触试电笔笔尾的金属部分，笔尖接触火线时氖管会发亮？
【答案】当人站在离地面较高的绝缘物体上用试电笔试电时，人与地面间形成的电容容量极小，人与地面间的电阻值极大，故可以把人当作孤立导体来处理(即：认为人本身就是一个电容器)．由于人与电源的火线间经过试电笔而沟通，因此人与火线上的电势始终应该相同，当火线的电势升高或降低时，人体的电势也会随之升高或降低．人体电势的变化过程就是人体这个电容的充放电过程，伴随着人体的充放电，就形成了通过试电笔的充放电电流，因此氖管发亮.1．电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质
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．电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示．电感对交变电流的阻碍作用2．感抗的两个决定因素
感抗的决定因素(Lω)：一是交变电流的频率，二是自感系数L.L决定于线圈本身的性质，即线圈匝数、横截面积、有无铁芯等因素．
3．电感线圈在电路中的作用
(1)通直流、阻交流．这是对两种不同类型的电流而言的，因为恒定电流不变化，不能引起自感现象，所以对恒定电流没有阻碍作用．交变电流时刻改变，必有自感电动势产生以阻碍电流的变化，所以对交流有阻碍作用．(2)通低频、阻高频．这是对不同频率的交变电流而言的，因为交变电流的频率越高，电流变化越快，感抗也就越大，对电流的阻碍作用越大．
(3)扼流圈：利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈．
低频扼流圈：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小，具有“通直流、阻交流”的作用．
高频扼流圈：线圈有的绕在铁氧体芯上，有的是空心的，匝数少，自感系数小，具有“通直流、通低频、阻高频”的作用． 例1 如图所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是( )
A．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，而使频率减小时，灯变暗
解析：线圈对恒定电流无感抗，对交变电流有感抗，当交流电频率减小时，感抗变小，灯变亮，并且是有铁芯时感抗更大，故铁芯抽出时灯变亮．
答案：AC1．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
【答案】B
【解析】长直导线的自感系数很小，其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻，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，对交变电流的阻碍作用不但有电阻，而且有线圈的阻碍作用(感抗)，阻碍作用增大，电流减小．电容对交变电流的阻碍作用 例2 如图所示，接在交流电源上的灯泡正常发光，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，灯泡变暗解析：把电介质插入电容器，电容变大，容抗变小，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错误；减小电容器两极板间的正对面积，电容变小，容抗变大，灯泡变暗，故C正确；使交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用变大，灯泡变暗，故D正确．
答案：ACD2．(多选)(2019·宜春月考)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
【答案】BCD
【解析】电容器的作用是：通交流、隔直流、通高频、阻低频．当接通稳恒直流电时，电路不通，电容器相当于断路，灯泡不亮，故A错误，B正确；固定频率下，电容越大，容抗越低，灯泡越亮，故C正确；电容固定的情况下，交流电频率越高，容抗越小，灯泡越亮，故D正确．电阻、感抗、容抗的比较 例3 (多选)(2019·安阳月考)如图所示，交变电流电压的瞬时表达式u＝311sin(157t) V时，三个电流表的示数相同，若电源电压改为u′＝311sin(314t) V时，则( )
A．电流表A1的示数减小
B．电流表A2的示数减小
C．电流表A3的示数不变
D．电流表A1、A2、A3的示数增大
解析：将交变电流的频率增大时，电阻R的阻值不随频率而变化，交变电压不变，电流表A3的示数不变；电感L的感抗增大，流过A1的电流减小；电容C的容抗减小，流过A2的电流增大．故A、C正确，B、D错误．
答案：AC3．(2017·路南校级月考)如图所示，三个灯泡是相同的，额定功率足够大，直流电源E1内阻可以忽略，交流电源E2的电动势有效值与E1相等，自感线圈电阻不计．当开关S接A点时，三灯亮度相同，当开关S接B点时( )
A．甲、乙、丙三灯亮度相同
B．甲灯最亮，丙灯不亮
C．甲灯和乙灯等亮，丙灯不亮
D．乙灯最亮，丙灯不亮
【答案】D
【解析】当单刀双掷开关S接A时，即为交流电源，三个灯亮度相同，说明电感L的感抗、电容C的容抗与电阻R相同．当S接B时，即为直流电源，电感L没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻R没有影响，所以丙灯不亮，甲灯亮度不变，乙灯亮度增加，故D正确，A、B、C错误．
