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1、3 电感和电容对交变电流的影响1.电阻定律和欧姆定律的公式：（1）R=_。（2）I=_。2.描述交变电流的物理量：（1）交变电流变化的快慢用_和_描述，关系为T=_。（2）交变电流的“四值”是_、_、_和_。周期频率最大值瞬时值有效值平均值一、电感器对交变电流的阻碍作用1.实验探究：亮些暗些阻碍2.感抗：（1）物理意义：表示电感对交变电流的_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。阻碍作用自感系数频率3.感抗的应用：类类型区别别低频频扼流圈高频频扼流圈自感系数较较大_特性通_、阻_通直流、通_、阻_较较小直流交流低频频高频频二、电容器对交变电流的阻碍作用1.交
2、变电流能够通过电容器：（1）实验电路（如图）：（2）实验现象：电路中串有电容器时，接通直流电源，灯泡不亮；接通交流电源，灯泡亮。（3）实验结论：交变电流能够通过电容器，直流不能通过电容器。2.容抗：（1）物理意义：表示电容对交变电流的_的大小。（2）影响容抗大小的因素：电容器的电容_，交流的频率_，容抗越小。（3）特性：电容器具有“_”的作用。阻碍作用越大越高隔直流、通交流【思考辨析】1.判断正误：（1）绕制线圈的导线的电阻可以忽略时，线圈对交流没有阻碍作用。（ ）（2）交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大。（ ）（3）高频扼流圈可以“通高频，阻低频”。（ ）（4）直流电流能通过电容器。
3、（ ）（5）电容器的电容越大，容抗就越大。（ ）（6）电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。（ ）提示：（1）。线圈导线电阻可以忽略时，线圈对交流有阻碍作用。（2）。交流电的频率越高，电感的感抗越大。（3）。高频扼流圈可以“通低频，阻高频”。（4）。直流电流不能通过电容器，交流电流能通过电容器。（5）。电容器的电容越大，容抗越小。（6）。为了确保安全，电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。2.问题问题 思考：（1）电电感线线圈对对交变电变电 流的阻碍作用为为什么随线线圈的自感系数、交变电变电 流的频频率的增大而增大呢？提示：电感线圈的阻碍作用是由交变电流通过线圈时产生的自感电动势引起的，自
4、感系数越大时产生的自感电动势也越大；交变电流的频率越高，电流的变化率也越大，感应电动势也就越大，所以阻碍作用就越大，感抗也就越大。（2）加在电电容器两端的交变电变电 流的频频率越高时时，电电容器的容抗为为什么越小？提示：交变电流的频率越高，电容器充、放电的过程越快，电路中的电流越大，所以电容器的容抗越小。一 对感抗和容抗的理解1.电感对交变电流阻碍作用的成因：交变电流通过电感器时，由于电流时刻都在变化，因此在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍原电流的变化，故电感器对交变电流产生阻碍作用。2.影响感抗大小的因素：感抗的大小由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定。3.电容器对交变
5、电流阻碍的原因：当接到交流电源上时，电源使导线中的自由电荷向某一方向定向移动，对电容器进行“充放电”，电容器在充放电的过程中，电容器两极板上聚集着等量异种电荷，从而在两极板间存在着电场，此电场的电场力阻碍着电荷的定向移动，其表现就是电容器在交变电流通过时的阻碍作用。4.影响电容器容抗大小的两因素：（1）电容器的电容越大，电容器容纳电荷的本领就越大，即在容纳相同电荷的情况下，电容大时电压小，电场力对电荷充电时的阻碍作用力就小，所以容抗就小。（2）交变电流的频率越高，充电和放电的时间就短，相同电路电容器上聚集的电荷就少，电容器所达到的电压就小，排斥充电和放电的电场力就小，从而阻碍作用就小，所以容抗
6、就小。【特别提醒】（1）电感器的感抗是由于变化的电流在线圈中产生的感应电动势引起的，与制成线圈导体的电阻无关。（2）电容器能通交变电流，是电容器“充、放电”的结果，并不是电荷真的穿过了电容器。【典例1】（多选选）如图图所示电电路中，L为电为电 感线线圈，LA为为灯泡，电电流表内阻为为零，电压电压 表内阻无限大，交流电电源的电压电压u= sin100tV。若保持电压电压 的有效值值不变变，只将电电源频频率改为为100Hz，下列说说法正确的是（ ）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【解题探究】（1）由电压的表达式u= sin100t V，可知交变电流的频率为_ Hz。
7、（2）当电源频率增大时，电感线圈的感抗_。【标准解答】选B、C。由u= sin100t V可得电源原来的频率为 当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大；在电源电压有效值不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误；灯泡的电阻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；因电源电压有效值不变，而灯泡两端电压减小，所以L两端电压增大，电压表示数增大，选项B正确。50增大【总结提升】含电感、电容的交流电路的分析方法（1）明确电路中除电感器和电容器之外还有哪些用电器及电路元件或仪表等。（2）明确电路的连接方式，仪表示数的意义。（3）根据
8、交变电流频率的变化情况，判断线圈感抗及电容器的容抗的变化。（4）判断电路中电流及电压的变化。【变变式训练训练 】（多选选）在如图图所示电电路中，a、b两端连连接的交流电电源既含高频频交流，又含低频频交流；L是一个25mH的高频频扼流圈，C是一个100pF的电电容器，R是负载电负载电 阻。下列说说法中正确的是（ ）A.L的作用是“通低频，阻高频”B.C的作用是“通交流，隔直流”C.C的作用是“通高频，阻低频”D.通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比【解析】选A、C、D。L是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，选项A正确。C是一个电容很小的电容器，
9、在题图所示电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频，阻低频”，选项C正确；因电路中无直流电流，选项B错误。由于L对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，选项D正确。【变变式备选备选 】一个灯泡通过过一个粗导线导线 的线线圈与一交流电电源相连连接，如图图所示，一块铁块铁 插进线进线 圈之后，该该灯将（ ）A.变变亮B.变变暗C.没有影响D.无法判断【解析】选B。在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势总是反抗电流变化。正是这种反抗变化的特性（电惰性）使线圈产生了感抗。加入铁芯改变了电感的自感系数，自感
10、系数增大，感抗增大，线圈的电压增大，灯泡上的电压减小，所以灯变暗，故答案为B。二 电阻、感抗、容抗的比较电电 阻感 抗容 抗产产生 原因定向移动动的自 由电电荷与不动动 的离子间间的碰 撞电电感线线圈的自感 现现象阻碍电电流的 变变化电电容器两极板上 积积累的电电荷对对 向这这个方向定向 移动动的电电荷的反 抗作用在电电 路中 的 特点对对直流、交流 均有阻碍作用只对变对变 化的电电流 ，如交流有阻碍作 用不能通直流，只 能通交变电变电 流。 对对交流的阻碍作 用随频频率的降低 而增大电电 阻感 抗容 抗决定 因素由导导体本身（长长 短、粗细细、材料 ）决定，与温度 有关由线线圈本身的自 感系
11、数和交流电电 的频频率决定（成 正比）由电电容的大小和 交流电频电频 率决定 （成反比）能量 转转化电电流通过电过电 阻做 功，电电能转转化为为 内能电电能和磁场场能往 复转转化电电能与电场电场 能 往复转转化【特别提醒】（1）电感器和电容器在交变电流的电路中，电压和电流有效值的分配关系同恒定电流的电路。（2）电感器、电容器接到交流电源上时，电能与磁场能或电场能往复转化，所以电感、电容上不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗。【典例2】如图图所示，在电电路两端加上正弦交流电电，保持电压电压 有效值值不变变，使频频率增大，发现发现 各灯的亮暗情况是：灯泡L1变变亮，
12、灯L2变变暗，灯L3不变变，则则M、N、L中所接元件可能是（ ）A.M为电阻，N为电容器，L为电感线圈B.M为电感线圈，N为电容器，L为电阻C.M为电容器，N为电感线圈，L为电阻D.M为电阻，N为电感线圈，L为电容器【解题题探究】交流电电路的电压电压 有效值值不变变，频频率增大。（1）对电对电 阻来说说，阻值值_，与其串联联的灯泡亮度_。（2）对电对电 容器来说说，容抗_，与其串联联的灯泡_。（3）对电对电 感线线圈来说说，感抗_，与其串联联的灯泡_。不变变不变变减小变变亮变变大变变暗【标准解答】选C。交变电流电压的有效值不变，频率增大时，对电阻电路阻值不变，电流不变，灯泡的亮度不变，所以L可
13、能是电阻；对电容器电路容抗减小，电流增大，灯泡的亮度增加；对电感电路感抗增大，电流减小，灯泡的亮度减小；所以M可能为电容器，N可能为电感线圈，故C正确。【变变式训练训练 】（多选选）（2013唐山高二检测检测 ）如图图所示，三个灯泡相同，而且足够够耐压压，电电源内阻忽略。单单刀双掷掷开关S接A时时，三个灯亮度相同，那么S接B时时（ ）A.三个灯亮度不再相同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【解析】选A、D。S接A时，为交流电源，此时R、L、C对交变电流的阻碍作用相同；S接B时，变为直流电源，故三灯亮度不再相同，其中乙灯最亮，而丙灯不亮，故A、D正确
14、。【典例】如图图所示是电视电视 机电电源部分的滤滤波装置，当输输入端输输入含有直流成分、交流低频频成分的电电流后，能在输输出端得到较稳较稳 定的直流电电，试试分析其工作原理及各电电容和电电感的作用。考查查内容电电感和电电容在交流电电路中的应应用【标准解答】当含有多种成分的电流输入到C1两端时，由于C1的“通交流，隔直流”功能，电流中的交流成分被衰减，而线圈L有“通直流，阻交流”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，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样就在输出端得到较稳定的直流电，这个直流电供电视机内芯正常工作。答案：见标准解答电阻、电容、电感导电特性的辨析电阻、
15、电容、电感在电路中的导电特性是不同的，在电路分析中要特别注意频率对这三种元件的影响，分析此类问题时要注意以下三点：（1）电阻对直流电路和交变电流没有区别，频率变化对于电阻也没有影响。（2）频率越大，容抗越小。（3）频率越大，感抗越大。【案例展示】关于电阻、电感、电容对电流阻碍作用的说法正确的是（ ）A.电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同B.电感对直流电和交流电均有阻碍作用C.电容器两极板间是绝缘的，故电容支路上没有电流通过D.交变电流的频率增加时，电阻、电感、电容的变化情况相同 【标准解答】选A。电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同，A正确；电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，B错误；由于电容器不断地充放电，电路中存在充电电流和放电电流，C错误；电阻的阻值与交流电的频率无关，感抗随交流电频率的增大而增大，容抗随交流电频率的增大而减小，D错误。【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：易错选项错误原因B不理解电感对交变电流的阻碍作用是由于变化的电 流在线圈中产生感应电动势引起的，而恒定电流在 线圈中的磁场不变，故不能产生感应电动势，因而 没有阻碍作用C不理解电容器通过充放电可以使得有电容器的支路 上有交变电流通过D不清楚感抗随交变电流频率的增大而增大，容抗随 交变电流频率的增大而减小，电阻的阻值与交变电 流的频率无关1.（多选）（基础理论辨析题）关于电感
