53电感和电容对交变电流影响习题

5.3电感和电容对交变电流影响习题5.3电感和电容对交变电流影响习题5.3电感和电容对交变电流影响习题电感和电容对交变电流的影响习题【讲课目的】1．知道为何电感对交变电流有阻截作用．2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻截作用的大小，知道感抗与哪些要素相关．3．知道交变电流能经过电容，知道为何电容器对交变电流有阻截作用．4．知道用容抗来表示电容对交变电流阻截作用的大小，知道容抗与哪些要素相关．要点：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：对电流阻截作用的大小，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，自感电动势老是阻截的变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗．3．决定要素：研究可得出线圈的感抗X与它的自感系数L及交变电流的频次f间有以下的L关系：XL＝2πfL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，对直流的阻截作用较小，这类线圈可以“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截作用较而对高频交变电流的阻截作用很，可以用来“通，阻〞。三、交变电流可以“经过〞电容器．〔1〕电流实质上并无经过电容器，也就是说，自由电荷定向挪动，不会从一个极板经极板间的电介质抵达另一个极板．〔2〕电容器“通沟通〞，只可是是在交变电压的作用下，当电源电压高升时，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，表现为沟通“经过〞了电容器．四、容抗1．定义：对沟通的阻截作用的大小，用容抗来表示．2．成因：电容器接入沟通电路中后，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，进而产生了对交变电流的阻截作用，即形成了容抗．3．决定要素：沟通电路中的容抗和交变电流的频次、电容器的电容成反比．容抗与交变电流的频次和电容的关系为XC＝1/2πfC，即沟通电的频次越大，电容越，电容器对交变电流的阻截作用越小，容抗越．五、电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】交变电流经过一段长直导线时，电流为I，假如把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，经过线圈的电流为I′，那么()A．I′>IB．I′<IC．I′＝ID．没法比较【例2】一个灯泡经过一个粗导线的线圈与一沟通电源相连结，如图所示．一块铁插进线圈今后，该灯将：〔〕A．变亮B．变暗C．对灯没影响D．没法判断二、交变电流“经过〞电容器【例3】对沟通电经过电容器的理解正确的选项是()A．交变电流可以使电容器极板间的绝缘介质变为导体B．交变电流定向挪动的电荷经过电容器两板间的绝缘介质C．交变电流可以使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流经过了电容器D．交变电流经过了电容器，实质上自由电荷并无经过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)三、电容对交变电流的影响【例4】如图1所示，某输电线路横穿公路时，要在地下埋线经过．为了保护输电线不至于被压坏，可开初铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过，假如输电导线输送的电流很兴盛，那么，以下说法正确的选项是()A．不论输送的电流是恒定电流仍是交变电流．甲、乙双方案都是可行的B．假定输送的电流是恒定电流，甲、乙双方案都是可行的C．假定输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可以行的D．假定输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可以行的思想步步高恒定电流和交变电流的差别是什么钢管与电流间形成什么电器元件如何才能除去影响．四、电容、电感在电路中的综合应用【例5】如图3所示，从AO输入的信号中，有直流电和沟通电两种成分．(1)此刻要求信号抵达BO两头只有沟通电，没有直流电，需要在AB端接一个什么元件该元件的作用是什么(2)假定要求信号抵达BO端只有直流电而没有沟通电，那么应在AB端接入一个什么元件该元件的作用是什么【课后练习】如图4所示，接在沟通电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的选项是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．使交变电流频次减小，灯泡变暗2.如图5所示，把电阻R，电感线圈L，电容C并联，接到一个沟通电源上，三个电流表示数同样，假定保持电源电压大小不变，而将电源频次增大，那么三个电流表示数I1、I2、I3的关系是()A、I1=I2=I3B、I1>I2>I3C、I2>I1>I3312D、I>I>I3.如图5－3－6所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有沟通成分，以下说法中，正确的是(L的直流电阻不为零)()A．直流成分只好从L经过B．沟通成分只好从R经过C．经过R的既有直流成分又有沟通成分D．经过L的直流成分比经过R的直流成分要大4．如图5－3－7所示电路中，U为220V沟通电源，C为电容器，R是电阻，这一沟通电路电压有效值关系是222U＝URC列说法正确的选项是()＋U.对于沟通电压表的示数，下A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于零5．如图5－3－8所示，沟通电源的电压为220V，频次f＝50Hz，三只灯L、L、L的亮度123同样，线圈L无直流电阻，假定将沟通电源的频次变为f＝100Hz，那么()A．L灯比本来亮1B．L2灯比本来亮C．L灯和本来同样亮3D．L3灯比本来亮L与电容器C串联，6.如图5所示，L、L和L是同样型号的白炽灯，1231L2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、频次为f的正弦沟通电源时，三只灯泡的亮度同样．现将a、b间接另一正弦沟通电源时，发现灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变．由此可知，另一正弦沟通电源可能是()A．电压有效值仍为U，而频次大于fB．电压有效值大于U，而频次大于fC．电压有效值仍为U，而频次小于fD．电压有效值小于U，而频次大于f7.如图6所示沟通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，灯泡的实质功率为P12，那么()，而将双刀双掷开关接在沟通电源上时，灯泡的实质功率为PA．P＝PB．P>P1212C．P1<P2D．不可以比较8．如图8所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两头，当交变电源的频次减小时()A．电容器电容增添B．电容器电容减小C．电灯变暗D．电灯变亮9．如图9所示，两位同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功同样多，第一位同学的方法使小灯泡耗费电能为W1，第二位同学的方法使小灯泡耗费的电能为W2，它们比较较()A．W1＝W2B．W1>W2C．W<W2D．没法确立110．某信号源中有直流成分、沟通高频成分和沟通低频成分，为使放大器仅获得沟通低频成分，以以下列图所示电路中可行的是()11．在图5－3－12电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表和电压表均为理想电表，沟通电源的电压u＝2202sin100πtV，假定保持其有效值不变，只将电源频次改为100Hz，以下说法正确的有()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12．如图5－3－16所示的电路中，当a、b端加直流电压时，L灯发光，L灯不亮，当加同12样电压的沟通电源时，L12灯发光较亮，那么以下各项正确的选项是()发光但较暗，LA．A中接的是电感线圈，B中接的是电容器B．A中接的是电容器，B中接的是电感线圈C．A中是电阻，B中接的是电容器D．假定加的沟通电频次增大，电压不变，那么L1灯变得更暗，L2灯变得更亮答案：例1.分析长直导线的自感系数很小，感抗可忽视不计，其对交变电流的阻截作用可以看作是纯电阻，流经它的交变电流只遇到导线电阻的阻截作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流不单有电阻，并且有感抗，阻截作用增大，电流减小．答案B例2.分析线圈和灯泡是串联的，当铁插进线圈后，电感线圈的自感系数增大，所以电感器对交变电流阻截作用增大，所以电路中的电流变小，那么灯变暗。答案B例3.分析电流能“经过〞电容器，其实不是电荷真的经过电容器两板间的电介质，而是交变电流交替对电容器充放电，电容器中并未有电荷经过，电路中有了电流，表现为交变电流经过了电容器．答案CD例4．答案BC分析恒定电流对于一根仍是两根钢管毫无影响，但交变电流经过的导线和钢管之间形成电容器，对交变电流有阻截作用，而两根线从一根钢管中穿过，并且任一时辰电流的方向都等大反向，产生的影响抵消例5.答案依据电容和电感对直流电和沟通电的作用原理进行分析．(1)因为BO端不需要直流电，只要要沟通电．故依据电容C有“通沟通，隔直流〞作用，应在AB端接入一个电容器C，该电容器对直流电有阻截作用，能经过沟通电．(2)因为BO端不需要沟通电，只要要直流电．故依据电感L有“通直流，阻沟通〞的作用，应在AB端接入一个电感线圈，该线圈对沟通电有阻截作用，能经过直流电．课后练习【分析】把电介质插入电容器，电容增大，电容器对交变电流阻截作用变小，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截作用变大，所以灯泡变暗故B错。减小电容器两极板间的正对面积，电容变小灯泡变暗正确，故C正确。交变电流频次减小，电容器对交变电流阻截作用增大，灯泡变暗，故D正确。【答案】ACD2.【分析】沟通电频次增大，电阻

R对电流的阻截作用不变所以

A1表读数不变。频次增大，电感线圈对交变电流阻截作用增大，对电流的阻截作用变大，所以电流变小，频次增大，电容器对交变电流阻截作用变小，对电流的阻截作用变小，所以电流变大，数变大故答案为D。3.答案CD

A2

表读数变小。A3表读分析因为线圈直流电阻不为零，所以有直流经过R，而线圈对沟通有阻截作用，所以也有沟通成分经过R，B错，C正确．因为R对沟通也有阻截作用，所以也有沟通成分经过L，A错，因为导线的一般直流电阻都很小，所以经过线圈的直流要比经过R的要大，D正确．答案C答案AC分析电容器的容抗与沟通电的频次相关，频次高、容抗小，即对高频沟通电的阻截作用小，所以A项正确．线圈对沟通电的阻截作用随频次高升而增大，所以B项错．电阻R中电流只与沟通电有效值及R值相关，所以C项正确，D项错.6．答案AR串联的灯泡L3亮度不变可知，所接的另一正弦沟通电源分析由题述中与一个定值电阻的电压有效值仍为U.灯泡L11串联的电容器C容抗变小．由影响容抗的要素可知，变亮，说明与L这是因为正弦沟通电的频次增大．所以正确选项是A.7．答案B分析开关接在直流电源上时，线圈对直流没有阻截作用，电能所有转变为小灯泡的内能．而当双刀双掷开关接在沟通电源上时，线圈对电流有阻截作用，所以电能除转变为灯泡的内能外，还有一局部电能与磁场能来往转变，所以P1>P2，应选B.8．答案C分析电容器的电容是由电容器自己的特色所决定的，与外加的交变电源的频次没关，选项A和B是错误的，当交变电源的频次减小时，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分析匀速运动时，产生的感觉电动势是坚固的，感觉电流也是恒定的，所以在线圈上不会产生感抗，所以经过小灯泡的电流大，耗费的电能多；当ab做变速运动时，产生的感觉电动势是变化的，感觉电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使经过小灯泡的电流减小，所以耗费的电能少．故B正确．10．答案D分析A图放大器获得所有成分；B图放大器可获得直流成分，假定为高频扼流圈也可获得低频成分；C图既可得高频成分也可得低频成分；D图经过C1的是高、低频都有，经过C2的是旁路电容让高频成分滤去，故D正确．ω＝10011．分析：选BC.由u＝2202sin100πtV可知电源本来的频次：f＝2π