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1、23探究电阻、电感和电容的作用1了解电阻器对交变电流的作用2了解电感对交变电流的作用，知道感抗与哪些因素有关3了解电容对交变电流的作用，知道容抗与哪些因素有关4知道电阻、电感、电容对直流、交变电流的作用有何不同(重点难点)一、电阻器对交变电流的作用1电阻：导体内有大量的自由电子，这是产生电流的必要条件，同时导体又对电流有阻碍作用，这个阻碍作用就是我们所说的电阻2特点：导体对交变电流和对直流电呈现的电阻是相同的，电阻定律和欧姆定律都成立二、电感器对交变电流的作用1电感器：电感器实际上就是用导线绕制的线圈，简称电感2特点：电感器能让交变电流通过，但对交变电流有阻碍作用电感量越大，其阻碍作用就越大；
2、通过的交变电流的频率越高，阻碍作用就越大3感抗：电感器对交变电流所起的阻碍作用的大小称为感抗，单位是欧姆()，电感量用字母L表示感抗公式：XL2fL只有电感器的电路中欧姆定律表达式为：I1低频交流电和高频交流电哪个更易通过电感器？提示：低频交流电线圈对交变电流的阻碍作用随频率的增高而变大三、电容器对交变电流的作用1特点：实验和理论分析都证明，直流电不能通过电容器，电容器可以让交变电流通过，但它对交变电流有阻碍作用，电容越大，对交变电流的阻碍作用就越小；通过的交变电流的频率越高，阻碍作用就越小2容抗：电容器对交变电流的阻碍作用的大小称为容抗，单位是欧姆()容抗公式：XC，式中电容的单位为法(F)
3、只有电容器的交流电路中欧姆定律表示为：I3阻抗：电阻器的电阻、电感器的感抗和电容器的容抗统称为阻抗 2电容器是如何区分直流电源和交流电源的？提示：将电源和用电器(电灯)、电容器串联成一个闭合电路，电灯能够发光的是交流电源，不能够发光的是直流电源电感器对交变电流阻碍作用的分析1感抗的成因：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(多项选择)如下图实验电路中，假设直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面哪个表达正
4、确()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CS掷向c、d，把电感线圈中的铁心抽出来时灯变亮DS掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗解析线圈对恒定电流无感抗，对交变电流有感抗，当交流电频率减小时，感抗变小，灯变亮，并且是有铁心时感抗更大，故铁心抽出时灯变亮答案AC(1)电感对直流电的阻碍是线圈的电阻，假设电阻不计，那么无阻碍(2)线圈对交变电流的感抗大小要从线圈本身的自感系数和交变电流的频率上来分析，对自感系数而言，有铁心时的自感系数比没有铁心时要大得多1(多项选择)如下图电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无
5、限大，交流电源的电压u220sin 100t V，假设保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，以下说法正确的选项是()A电流表示数增大B电压表示数增大C灯泡变暗 D灯泡变亮解析：选BC由u220sin 100t V可得电源原来的频率为f Hz50 Hz当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大；线圈两端电压有效值增大，电压表示数增大，应选项B正确；在总电压的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，实际消耗的电功率减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误电容器对交变电流阻碍作用的分析1交变电流如何“通过电容器电容器是由两块彼此绝
6、缘的导体构成的，因此直流电不能通过电容器，而交变电流却能通过电容器，原因是什么呢？原来自由电荷实际上并没有通过电容器的电介质，只不过在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电荷在电容器的极板上集聚，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，形成放电电流电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交变电流“通过了电容器2决定容抗的两个因素交变电流的频率越高，电容器充电时集聚的电荷相对较少，对电荷运动的阻碍作用越小，容抗也越小同理，电容器的电容越大，容纳电荷的本领越大，充放电时所受的阻碍越小，容抗也就越小，所以电容有“通交流，隔直流，通高频，阻低频的作用
7、如下图，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增大时()A电容器电容增大B电容器电容减小C电灯变暗D电灯变亮思路点拨 解答此题可按以下流程进行分析：解析电容器的电容是由电容器本身的特性决定的，与外加的交流电源的频率无关，选项A和B是错误的 当交流电源的频率增加时，电容器充、放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮答案D充、放电频率越高，电流越容易通过电容器，即交变电流的频率越高，越容易通过电容器 电容越大，交流电频率越高，容抗越小 2(多项选择)如下图实验电路，直流电源电压与交流电源电压的有效值均为220 V，S为双刀双掷开关，以下哪个表达正确()A当S掷向a、b
8、时，电阻R的电压为220 VB当S掷向a、b时，电阻R的电压为0C当S掷向c、d时，电阻R的电压为0D当S掷向c、d时，电阻R的电压小于220 V解析：选BD接直流电源时，电路稳定后没有电流，电阻两端电压为0，故A错，B对；接交流电源时，电路中有电流，R两端电压不为零，故C错；由于电容对交流电有容抗，与电阻R分压，因此R的电压小于220 V，D对电阻、感抗、容抗的比照1电阻对交变电流的阻碍作用不随频率的变化而变化，电感对交变电流的阻碍作用随频率的增大而增大，电容对交变电流的阻碍作用随频率的增大而减小2电容器和电感器的容抗和感抗，在交变电流的电路中的分压和分流关系，符合恒定电流电路的规律，都可以
9、看成电阻如下图，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯L1变亮，灯L2变暗，灯L3不变，那么M、N、L中所接元件可能是()AM为电阻，N为电容器，L为电感线圈BM为电感线圈，N为电容器，L为电阻CM为电容器，N为电感线圈，L为电阻DM为电阻，N为电感线圈，L为电容器解题探究 电阻、电容器与电感线圈三者对交变电流的阻碍作用有什么不同？与交变电流的频率有什么关系？解析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
10、减小；所以M可能为电容器，N可能为电感线圈，故C正确答案C(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 【通关练习】1(多项选择)如下图，三个灯泡相同，而且足够耐压，电源内阻忽略单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，那么S接B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ADS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，
11、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2“二分频音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，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、低频段别离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例复原成高、低频率的机械振动图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，那么以下说法正确的选项是()A甲扬声器是高音扬声器BC2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器CL1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器DL2的作用是减弱乙扬声器中的低频电流解析：选BD甲扬声器
12、中，L1串联在电路中，对高频电流的阻碍作用很大，对低频电流阻碍作用较小；C1并联在电路中，对高频电流的阻碍作用小，可以给高频电流提供通路，使低频电流通过扬声器传出，所以甲为低频扬声器乙扬声器中，C2串联在电路中，对低频电流的阻碍作用很大，对高频电流阻碍作用很小；L2并联在电路中，对低频电流的阻碍作用小，可以给低频电流提供通路，使高频电流通过扬声器传出，所以乙为高频扬声器，故答案为B、D随堂检测1(多项选择)在交流电路中，以下说法正确的选项是()A影响电流与电压关系的，不仅有电阻，还有电感和电容B电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化C交变电流
13、能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了D电容器的电容越大、交变电流的频率越高，容抗就越大解析：选AB交变电流能通过电容器是因为交流电路中的电容器的两极加上交变电压后，两极板上不断进行充、放电，电路中产生电流，表现为交变电流通过了电容器，故C项错电容器的电容越大、交流电流的频率越高，容抗越小，D项错2如下图把电阻、电感、电容并联到某一交流电源上，三个电流表示数相同，假设保持电源电压不变，而将频率加大，那么三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是()AI1I2I3 BI1I2I3CI2I1I3 DI3I1I2解析：选D原来三个电流表的示数相同，说明三个支路中的电阻、感
14、抗、容抗相等，当交变电流的频率加大时，电阻的值不变，感抗变大，容抗减小，因此I1不变，I2减小，I3增大，即有I3I1I2，应选项D正确3如下图，电路中完全相同的三个灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，然后再并联到220 V、50 Hz的交流电路上，三个灯泡亮度恰好相同，假设保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60 Hz，那么发生的现象是()A三灯亮度不变B三灯均变亮Ca亮度不变、b变亮、c变暗Da亮度不变、b变暗、c变亮解析：选D当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此c变亮，b变暗，又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故a灯亮度不变，所以选D4(
15、多项选择)如下图为电子技术中常用的电路之一，“表示低频交流，“表示高频交流，“表示直流，那么以下表达正确的选项是()A图a中后级输入只有交流成分B图b中后级输入只有直流成分C图c中后级输入只有低频交流成分D图c中后级输入只有高频交流成分解析：选ABC此题考查对电路的识别及感抗、容抗对交流电的影响的判别电容器具有“隔直流、通高频、阻低频的作用，A、C两项正确 线圈具有“阻高频、通直流的作用，B项正确5如下图，从AO输入的信号中，有直流电和交变电流问：(1)现要求信号到达BO端没有直流电压，需要AB间接一个什么元件？该元件的作用是什么？(2)假设要求信号到达BO端只有直流电压，而没有交变电压，那么
16、应在AB间接入一个什么元件？该元件的作用是什么？解析：(1)因为BO端不需要直流电，只需要交流电，根据电容器C有“通交流、隔直流的特点，应在AB端接入一电容器C，该电容器对直流电有隔断作用，交变电流那么能通过(2)因为BO端不需要交流电，只需要直流电，故根据电感L有“通直流、阻交流的特点，应在AB端接入一个电感线圈，该线圈对交流电有阻碍作用，直流电那么能通过答案：(1)电容器对直流有阻碍作用(2)电感线圈对交流有阻碍作用课时作业一、单项选择题1关于电感对交变电流的影响，以下说法正确的选项是()A电感不能通直流电流，只能通交变电流B电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同C同一个电感线圈对频率
17、低的交变电流的阻碍较小D同一个电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小解析：选C电感线圈可以通直流，A错；电感对不同频率的交变电流阻碍作用不同，B错；同一电感线圈对高频交流电阻碍作用大，D错，C对2关于电容器对交变电流的影响，以下说法中正确的选项是()A电容器对交变电流有阻碍作用B电容器对交变电流的阻碍作用越小，容抗就越大C电容器具有“通直流、隔交流、通低频、阻高频的作用D电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越大解析：选A电容器一方面能通过交变电流，另一方面对交变电流又有阻碍作用，且交变电流的频率越高，电容越大，电容的阻碍作用越小，交变电流的频率越低，电容越小，电容的
18、阻碍作用越大，此时容抗也越大A正确3有两个电容器分别为C15 F和C23 F，分别加在峰值一定的交变电源上，在以下各种情况下，通过电容器的电流最大的是()A在C1上所加交变电流的频率为50 HzB在C2上所加交变电流的频率为50 HzC在C1上所加交变电流的频率为100 HzD在C2上所加交变电流的频率为100 Hz解析：选C交变电流的频率越大，电容器的电容越大，电容器对交变电流的容抗就越小，通过电容器的电流就越大，故C正确4一个灯泡通过一个用粗导线绕成的线圈与一交流电源相连接，如下图，一块铁插进线圈之后，该灯将()A变亮B变暗C对灯没影响D无法判断解析：选B线圈和灯泡是串联的，当铁块插进线圈
19、后，电感线圈的自感系数增大，所以电感线圈对交变电流阻碍作用增大，因此电路中的电流变小，灯变暗5有一电阻极小的导线绕制而成的线圈接在交流电源上，如果电源电压的最大值保持一定，下面哪种情况下，通过线圈的电流最小()A所加电源的频率为50 HzB所加电源的频率为100 HzC所加电源的频率为50 Hz，减少线圈的匝数D在线圈中放入铁心，所加电源频率为100 Hz解析：选D线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，电感对交流电的阻碍作用就越大，而线圈自感系数又是由它本身决定的：横截面积越大，匝数越多，有铁心，线圈的自感系数就越大6直流电源的电压与交流电源的电压的有效值相同，自感线圈的直流电阻不计，那么灯泡
20、发光最亮的电路是()解析：选D电容器、电感器都对交变电流有阻碍作用，A、B中灯泡不是最亮的C中灯泡被短路，不亮D中电容器有隔直流作用，灯泡最亮，选D二、多项选择题7关于感抗，以下说法中正确的选项是()A感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势，阻碍电流的变化B感抗的大小不仅与自感系数有关，还与电流的频率有关C感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量D感抗是线圈的电阻产生的解析：选ABC交流电通过线圈时，由于电流时刻变化，在线圈中产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电流的变化，这就是产生感抗的原因，A正确，D错误；频率越高，电流变化越快，线圈自感系数越大，自感电动势越大，对电流的变化阻碍作用
21、越大，感抗越大，B正确；电感不是耗能元件，它储存的能量用来与电路转换，并不消耗能量，C正确8如下图的电路，一灯泡和一可变电容器串联，以下说法正确的选项是()Aa、b端接稳恒直流电，灯泡发亮Ba、b端接交变电流，灯泡发亮Ca、b端接交变电流，灯泡发亮，且将电容器电容增大时，灯泡亮度增大Da、b端接交变电流，灯泡发亮，在不改变交变电流有效值的情况下增大其频率，灯泡亮度增大解析：选BCD电容器在电路中的作用是“通交隔直，故A错，B对；电容器的容抗由电容本身和交流电的频率共同决定，电容越大，频率越高，容抗越小，对电流阻碍作用越小，灯泡越亮，故C、D对9如下图是一个判定A、B之间电源性质的仪器以下说法中
22、正确的选项是()A假设接通电源后只有绿灯亮那么A、B间为直流电源B假设接通电源后只有绿灯亮那么A、B间为交流电源C假设接通电源后只有红灯或黄灯亮那么A、B间为直流电源D假设接通电源后只有红灯或黄灯亮那么A、B间为交流电源解析：选BC绿灯与电容器C串联，绿灯亮说明A、B间为交流电源，A错，B对；直流电不能通过电容器，且二极管具有单向导电性，假设只有红灯或黄灯亮那么说明A、B间为直流电源，C对，D错10如下图，某输电线路横穿公路时，要在地下埋线通过为了保护输电线不至于被压坏，可预先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；
23、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，如果输电导线输送的电流很大，那么，以下说法正确的选项是()A无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的B假设输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的C假设输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的D假设输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的解析：选BC恒定电流时用一根还是两根钢管对电路毫无影响，但交变电流能在通过的导线和钢管之间形成电容器，对交变电流有阻碍作用，而两根线从一根钢管中穿过时，因任一时刻电流的方向都等大反向，产生的影响可互相抵消三、非选择题11如下图，当交流电源的电压(有效值)
24、U220 V、频率f50 Hz时，3只灯A、B、C的亮度相同(L无直流电阻)将交流电源的频率变为f100 Hz，那么_；将电源改为U220 V的直流电源，那么_AA灯比原来亮 BB灯比原来亮CC灯和原来一样亮 DC灯比原来亮解析：电容的容抗与交流电的频率有关，频率高、容抗小，即对高频交流电的阻碍作用小，所以A项对线圈对交流电的阻碍作用随频率的升高而增大，所以B项错电阻R中电流只与交流电的有效值及R值有关，所以C项对，D项错直流电无法通过电容器，所以A灯不亮线圈L无电阻，所以B灯比原来亮电压值与交流电的有效值相同，所以C灯亮度不变答案：ACBC12如图甲、乙两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号图甲中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；图乙中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？解析：电容的作用是“通交流，隔直流“通高频，阻低频，由其表达式XC可看出：图甲中的C1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频不易通过，这种电容器叫高频旁路电容器图乙中的C2一般用电容大的，使低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器答案：C2用大电容，C1必须用小电容