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- 2021-05-23 发布
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第43讲 电感和电容对交变电流的影响
考情剖析
考查内容
考纲要求
考查年份
考查详情
能力要求
电感和电容对交
变电流的影响
Ⅰ
17年
T7—选择,考查电感、电容对
交变电流的作用
分析综合
弱项清单
不理解电容器“通”交流的含义.
知识整合
一、电感对交变电流的作用
1.电感对交变电流起阻碍作用.
(1)线圈的自感系数______,交变电流的频率________,电感对交变电流的阻碍作用越大.
(2)电感线圈对交变电流阻碍作用的大小用________表示,符号:XL.
2.电感在交流电路里的应用——扼流圈.
扼流圈有两种:一种叫做低频扼流圈,线圈的自感系数L很大,作用是“________________”,另一种叫做高频扼圈,线圈的自感系数很小,作用是“__________________”.
二、电容对交变电流的作用
1.电容器对交变电流起阻碍作用.
(1)电容越大、交变电流的频率越高,电容对交变电流的阻碍作用________.
(2)电容器对交变电流阻碍作用的大小用________表示,符号:XC.
2.电容器在电路中表现为“________________________________”.
方法技巧考点1 电感对交变电流的影响
1.电感对交变电流起阻碍作用的原因
当线圈中通过交变电流时,因电流时刻在改变,由电磁感应知识可知,线圈中将产生自感电动势,阻碍电流的变化,故而形成了对交变电流的阻碍作用.
2.电感对交变电流阻碍作用大小的决定因素
电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示,线圈自感系数越大,交变电流的频率越高(交变电流变化得越快),线圈中自感电动势越大,故阻碍作用越大,即感抗越大.
【典型例题1】 (多选)如图所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零.电压表内阻无限大,交流电源的电压u=220sin100πt V.若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为25 Hz,下列说法中正确的是( )
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
1.如图所示小型发电机可简化为线圈在磁场中匀速转动,用其给串联的电阻和线圈供电,同时接理想交流电流表测量电流,当线圈以某一转速转动时读出电流表电流为I,此时电阻消耗功率为P;提高线圈转速为原来2倍,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变为2I
B.电流表示数大于2I
C.电阻消耗功率小于4P
D.电阻消耗功率大于4P
考点2 电容对交变电流的影响
1.关于交变电流“通过”电容器的解释
电容器的两极板间是绝缘介质,自由电荷并不能通过该介质.电容器接到交流电路中后,当两极板间电压升高时电容器充电,形成充电电流;当两极板间电压降低时电容器放电,形成放电电流.电容器交替进行充电和放电,电路中就有了持续电流,表现为交流“通过”了电容器.
2.电容对交变电流阻碍作用及其决定因素
(1)电容器极板上积累电荷后会反抗自由电荷做定向移动,故而电容器对交变电流有阻碍作用.
(2)电容对交变电流阻碍作用的大小用容抗来表示,电容越大,在同样电压下电容器容纳电荷越多,因此充放电的电流越大,容抗就越小;交变电流的频率越高,充放电进行得越快,充放电电流越大,容抗越小.
【典型例题2】 (多选)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光.要使灯泡变亮,可以采取的方法有( )
A.向下滑动P
B.增大交流电源的电压
C.增大交流电源的频率
D.减小电容器C的电容
【典型例题3】 如图所示的电路中,正弦交流电源电压的有效值为220 V,则关于交流电压表的示数,以下说法中正确的是( )
A.等于220 V
B.大于220 V
C.小于220 V
D.等于零
考点3 电感、电容在交流电路中的应用
1.电感有“通直流、阻交流”或“通低频,阻高频”特征.
2.电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”特征.
【典型例题4】 (17年江苏高考)(多选)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则( )
A.电感L1的作用是通高频
B.电容C2的作用是通高频
C.扬声器甲用于输出高频成分
D.扬声器乙用于输出高频成分
2.如图,三个灯泡是相同的,而且耐压足够高,交、直流两电源的内阻忽略,电动势相等,当S接a时,三个灯泡的亮度相同,那么S接b时( )
A.三个灯泡亮度相同
B.甲灯最亮,丙灯不亮
C.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮
D.只有丙灯不亮,乙灯最亮
当堂检测 1.(多选)对于某块使用高频电信号的电路,其输入却是高低混频,欲达上述目的,下述方法可行的是( )
A.将被控电路串联容抗较大的电容
B.将被控电路串联容抗较小的电容
C.将被控电路并联感抗较大的线圈
D.将被控电路并联感抗较小的线圈
2.在电子技术中,从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分,
第2题图
如果只需把低频成分输送到下一级装置,如图所示,则下列做法合理的是( )
A.在a、b间接入一个电容器
B.在a、b间接入一个低频扼流圈
C.在a、b间接入一个高频扼流圈
D.在a、b间接入一个电容器或高频或低频扼流圈都可以
3.(多选)“二分频”音箱内有高、低两个扬声器.音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低段分离出来,送往相应的扬声器,以便使电流所携带的音频信号按原比例还原成高、低频的机械振动.如图为音箱的电路简化图,高低频混合电流由a、b端输入,L是线圈,C是电容器,则( )
第3题图
A.甲扬声器是低音扬声器
B.C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C.乙扬声器的振幅一定大
D.L的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器
4.(多选)如图所示的电路,L1、L2、L3是三盏相同的电灯,C是电容器,L是电感器,R是电阻.把双刀双掷开关S由与c、d两端连接变为与a、b两端连接观察到的现象是( )
第4题图
A.L1由亮变为熄灭 B.L2由暗变得亮些
C.L3由亮变得暗些 D.L2与L3亮度不变
5.如图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用.
第5题图
第43讲 电感和电容对交
变电流的影响知识整合
基础自测
一、1.(1)越大 越高 (2)感抗
2.通直流,阻交流 通低频,阻高频
二、1.(1)越小 (2)容抗
2.通交流、隔直流、通高频、阻低频
方法技巧
·典型例题1·AD 【解析】 由交流电源的表达式u=220sin100πt V可知ω=100 πrad/s,故交流电源的频率f==50 Hz.当将电源频率改为25 Hz时,频率减小,感抗减小,故电流增大,灯泡变亮.
·变式训练1·C 【解析】 转速加倍,根据Em=nBSω知最大电动势由图可知,该交变电源电动势最大值将加倍,则其有效值亦加倍;但外电路由线圈和电阻串联构成,转速加倍,交流电频率加倍,此时线圈对交流电的阻碍作用——感抗增大,故电流表的示数应小于2I,故A、B错;电流小于2I结合电阻功率P=I2R可得C正确D错误.选C.
·典型例题2· BC 【解析】 根据=有,向下滑动P时,n2减小导致U2减小,灯泡变暗,故A错;增大交流电源的电压 U1可使U2增大,灯泡变亮,故B对;增大交流电源的频率,可减小容抗,增大通过灯泡的电流,灯泡变亮,故C对;减小电容器C的电容,增加容抗,减小通过灯泡的电流,灯泡变暗,故D错.
·典型例题3· C 【解析】 虽然交变电流能通过电容器,但也受到阻碍作用,电容器与电阻串联,根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压,电压表测的是电阻两端的电压,C正确.
·典型例题4·BD 【解析】 电感具有通低频,阻高频的作用,所以L1的作用是通低频,扬声器甲输出低频成分;电容具有通高频,阻低频的作用,所以C2的作用是通高频,扬声器乙输出低频成分.
·变式训练2·D 【解析】 接a时亮度相同,表明L的感抗、C的容抗的大小与电阻的大小相等.当接在直流电源上时,电容具有隔直作用,丙灯不亮.电感的直流电阻较小,支路中的电流最大,亮度最大,选项D正确.
当堂检测
1.BC 【解析】 被控电路串联小电容的电容器是利用其“通高阻低”作用阻碍低频成分,故B正确A错误;将被控电路并联大电感的线圈是利用其“通低阻高”作用分去低频成分,故C选项正确D选项错误.故选BC.
2.C 【解析】 假设接入电容器,通过的是高频电流,不符合题意,故应接入线圈,通过的是低频电流,故应接高频扼流圈,故C正确.
3.ABD 【解析】 电感具有通低频,阻高频的作用,低频成分通过甲扬声器;电容具有通高频,阻低频的作用.分析后可知选项ABD正确.
4.AB 【解析】 双刀双掷开关由与c、d两端连接变为与a、b两端连接之后,电容具有通交流,隔直流的作用,故L1由亮变为熄灭;电感具有通直流,阻交流的作用,故L2由暗变得亮些;L3亮度不变.
5.见解析 【解析】 当含有多种成分的电流输入到C1两端时,由于C1具有“通交流、隔直流”的功能,电流中的交流成分被衰减;而线圈L有“通直流、阻交流”
的功能,直流成分电流顺利通过L,一小部分交流通过L;到达C2两端时,由于C2具有“通交流、隔直流”的功能,C2进一步滤除电流中残余的交流成分,这样在输出端得到较稳定的直流电.