电感与电容对交流电的影响

考点5.4  电感和电容对交变电流的影响

1.电感器对交变电流的阻碍作用

(1)实验探究

①实验目的：了解电感器对交变电流的阻碍作用.

②实验演示：装置如图所示.电感线圈与灯泡串联后分别接直流电源和有效值与直流电源相同的交流电源，观察两种情况下灯泡的亮度.

③实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡变暗.

④实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用.

(2)影响电感对交变电流的阻碍作用的因素：

电感器的自感系数、交变电流的频率.

①电感器的自感系数越大，对交变电流的阻碍作用越大.

②交变电流的频率越高，对交变电流的阻碍作用越大.

(3)电感器的应用——扼流圈

类型

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，电流的变化越快，自感作用越强，感抗也就越大.

2.电容器对交变电流的影响

(1)实验探究

①实验目的

探究交变电流能否通过电容器.

②实验演示

如图所示，将灯泡和电容器串联在电路里，分别接直流电源和有效值与直流电源相同的交流电源，观察两种情况下灯泡的亮度.

③实验现象

电路中串有电容器时，接通直流电源时，灯泡不亮；接通交流电源时，灯泡亮.

④实验结论

交变电流能够通过电容器，直流不能通过电容器.

⑤实验现象的本质

直流不能通过电容器是因为电容器的两个极板中间充满了绝缘介质.当交变电流加到电容器上后，在交变电流变化的一个周期内电容器要交替进行充电、放电、反向充电、放电，电路中就有了持续的电流，好像是交变电流“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质.

(2)影响电容器对交变电流阻碍作用的因素：

电容器的电容、交变电流的频率.

①电容器的电容越大，对交变电流的阻碍作用越小.

②交变电流的频率越高，对交变电流的阻碍作用越小.

(3)电容器在电路中的应用

①隔直电容器：通交流，阻直流.

如图所示，输入信号既有交流成分又有直流成分，在下一级电路的输入端前串联一个电容器(电容较大)，就可以阻挡直流成分，只让交流成分通过.

②高频旁路电容器：通高频，阻低频.

如图所示，输入信号中既有高频成分又有低频成分，在下一级电路的输入端并联一个电容器(电容较小)，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置.

1.(多选)如图所示的实验电路中，若交流电压的有效值与直流电压相等，S为双刀双掷开关，下列叙述中正确的是(　AC　)

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来时灯变亮

D.S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时灯变暗

2.在如图所示的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压U＝220sin100 πt (V)．若保持电源电压有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是(　BC　)

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

3.如图所示，电路由交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，则下列说法中正确的是(　C　)

A.电容器上的电荷量最大值增大    B.电容器的阻碍作用增大

C.电路中灯泡的亮度变亮    D.电路中灯泡的亮度变暗

4.如图5所示的电路中，正弦式电流源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是(　C　)

A．等于220 V  

B．大于220 V

C．小于220 V  

D．等于零

5.(多选)如图所示，当交流电源的电压(有效值)U＝220 V，频率f＝50 Hz时，三只灯泡L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻)，若将交流电源的频率变为f＝100 Hz，则(　AC　)

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

6.如图所示，L1、 L2和L3是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联，L3与一个定值电阻R串联．当a、b间接电压有效值为U、频率为f的正弦式交流电源时，三只灯泡的亮度相同．现在a、b间接另一正弦式交流电源，发现灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变．由此可知，另一正弦式交流电源可能是(　A　)

A．电压有效值仍为U，而频率大于f

B．电压有效值大于U，而频率大于f

C．电压有效值仍为U，而频率小于f

D．电压有效值小于U，而频率大于f

7.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图所示的装置电路，其中代号a、b应选择的元件是(　D　)

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈

C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈

D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈

8.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(L＝1 mH，C＝200 pF)，此电路的重要作用是(　D　)

A．阻直流通交流，输出交流

B．阻交流通直流，输出直流

C．阻低频通高频，输出高频交流

D．阻高频通低频，输出低频交流和直流

9.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后送到下一组，需要把低频成份和高频成份分开，只让低频成份输送到再下一级，我们可以采用如下图所示电路，其中a、b应选择的元件是(　D　)

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈

C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈

D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈

10.如下图所示，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，则下列判断正确的是(　B　) 

A．与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈

B．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器

C．与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串联的元件y是电容器

D．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是二极管