1、第五章 交变电流 5.3 电感和电容对交变电流的影响 【教学目标】 1知道为什么电感对交变电流有阻碍作用 2知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关 3知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用 4知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关 重点：电感和电容对交变电流的影响 难点：电感和电容对交变电流的影响 【自主预习】 一、感抗 1定义： 对电流阻碍作用的大小，用感抗表示 2感抗的成因：因为交变电流的 随时间周期性变化，这个变化的电 流通过线圈时产生一个自感电动势，自感电动势总是阻碍 的变化，故线圈对交变 电流有阻碍作用
2、，这就是感抗 3决定因素： 研究可得出线圈的感抗 XL与它的自感系数 L 及交变电流的频率 f 间有 如下的关系： XL2 fL 二、低频扼流圈和高频扼流圈 1低频扼流圈：自感系数 的线圈（约几十亨） ，线圈电阻较 ，对直流的 阻碍作用较小，这种线圈可以“通 ，阻 ” 。 2高频扼流圈：自感系数较小的线圈（约几个毫亨） ，对低频交变电流的阻碍作用较 而对高频交变电流的阻碍作用很 ，可以用来“通 ，阻 ” 。 三、交变电流能够“通过”电容器 （1）电流实际上并没有通过电容器 ，也就是说，自由电荷定向移动，不会 从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板 （2）电容器“通交流” ，只不过是在交变电压
3、的作用下，当电源电压升高时，电容器 ，电荷向电容器的极板上集聚，形成 ；当电源电压降低时，电容器 ， 电荷从电容器的极板上放出，形成 电容器交替进行充电和放电，电路中就 有了电流，表现为交流“通过”了电容器 四、容抗 1定义： 对交流的阻碍作用的大小，用容抗来表示 2成因：电容器接入交流电路中后，极板上的电荷形成了二极板间的电压，这电压和 电源电压相反，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了容抗 3决定因素：交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比容抗与交 变电流的频率和电容的关系为 XC 1/2fC，即交流电的频率越大，电容越 ，电容 器对交变电流的阻碍作用越小，容抗越 五、电
4、感和电容在电路中的作用 1电感的作用是：“通 、阻 、通 、阻 ” 2电容的作用是：“通 、 直流、通 、阻 ” 【典型例题】 一、电感对交变电流的影响 【例 1】 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( ) AI I BII2I3 C、I 2I1I3 D、I 3I1I2 3.如图 536 所示，输入端 ab 的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法 中，正确的是(L 的直流电阻不为零)( ) A直流成分只能从 L 通过 B交流成分只能从 R 通过 C通过 R 的既有直流成分又有交流成分 D通过 L 的直流成分比通过
5、 R 的直流成分要大 4如图 537 所示电路中，U 为 220 V 交流电源，C 为电容器，R 是 电阻，这一交流电路电压有效值关系是 U2U U .关于交流电压表的示数，2R 2C 下列说法正确的是( ) A等于 220 V B大于 220 V C小于 220 V D等于零 5如图 538 所示，交流电源的电压为 220 V，频率 f50 Hz，三只灯 L1、L 2、L 3 的亮度相同，线圈 L 无直流电阻，若将交流电源的频率变为 f100 Hz， 则( ) AL 1 灯比原来亮 BL 2 灯比原来亮 CL 3 灯和原来一样亮 DL 3 灯比原来亮 6.如图 5 所示，L 1、L 2 和
6、L3 是相同型号的白炽灯，L 1 与电容器 C 串联，L 2 与带铁芯的 线圈 L 串联，L 3 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 的正弦交 流电源时，三只灯泡的亮度相同现将 a、b 间接另一正弦交流电 源时，发现灯泡 L1 变亮、L 2 变暗、L 3 亮度不变由此可知，另一 正弦交流电源可能是( ) 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.如图 6 所示交流电源的电压有效值跟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，灯泡的实际功
7、率为 P1，而将双刀双掷开 关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为 P2，则( ) AP 1P 2 BP 1P2 CP 1W2 CW 1P2，故选 B. 8答案 C 解析 电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关， 选项 A 和 B 是错误的，当交变电源的频率减小时，电容器充放电的速度减慢，电容器的容 抗增大，电流减小，电灯变暗，故 C 对，D 错 9答案 B 解析 匀速运动时，产生的感应电动势是稳定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈 上不会产生感抗，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当 ab 做变速运动时，产生的 感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上
8、产生感抗，使通过小灯泡的电流减 小，因此消耗的电能少故 B 正确 10答案 D 解析 A 图放大器得到所有成分； B 图放大器可得到直流成分，若为高频扼流圈也可 得到低频成分；C 图既可得高频成分也可得低频成分； D 图通过 C1 的是高、低频都有， 通过 C2 的是旁路电容让高频成分滤去，故 D 正确 11解析：选 BC.由 u220 sin100t V 可知电源原来的频率：f Hz50 2 2 1002 Hz，当频率增大时，线圈的感抗增大，电路中的干路电流将减小，因此 A、D 错、C 正 确图中电灯与电感线圈串联，所以总电压(有效值) UU LU R，因 UR减小，而总电压的 有效值不变，所以 UL增大，因此选项 B 也正确 12解析：选 AD.电感的特点是：“通直流、阻交流、通低频、阻高频 ”电容的特点 是：“通交流、阻直流、通高频、阻低频” 由题意：a、b 两端加直流电压时，L 2 灯不亮； 加交流电压时，L 2 较亮，可知 B 为电容器，而 L1 灯先是亮的，后又较暗，可知 A 为电感 线圈交流电频率越大时，线圈感抗越大，电容器容抗越小，故 D 正确
