感抗和容抗.docx
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感抗和容抗
•电感对交变屯流的阻碍作用的成因分析
•1.电感对交变电流的阻碍作用的成因
•通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势.这种现象就是自感现象•根据楞次定律.
口感电动势所引起的感应电流总是要使它产生的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交变电流的阻碍作用，电感对交变屯流阻碍作用的大小就称为感抗.
第一个问题：
先看-一个感抗公式XL=2冗FL
XL:
感抗，表示对频率信号的阻碍能力强弱
F:
频率,表示频率变化的快慢L:
电感，表示自感系数
于是从这个公式中你会发现感抗的大小取决于后两者
，即频率越高电感量越大
，阻碍能力越
强；反之频率越小，电感量越小，阻碍能力也越小
.于是可以很好的回答你的问题
，由于自感系
数小电感量小，低频说明频率小，那么最后的结论就是感抗小
通直流，阻交流
通直流，通低频，阻高频
定性的来讲，相同的电压，电容值越小，储存的电荷越少；当电压交流变化时，容值小的电
容在同一时间内流入流出的电荷也相对较少，所以电容值越小，表现出对电流阻碍越大！
如果学过大学的教程《电路基础》会发现，容抗为1/2nFC影响的相位，w为信号频率，C为容值。
电容通交流阻直流通高频阻低频
3、电阻、电感器、电容器对交变电流阻碍作用的区别与联系
电阻
电感器
电容器
定向移动的自由电荷
由于电感线圈的
电容器两极板上积累的电
产生的原因
与不动的离子间的碰
自感现象阻碍电
何对向这个方向定向移动
撞
流的变化
的电荷的反抗作用
在电路中的
特点
对直流、交流均有阻
碍作用
只对变化的电流
如交流有阻碍作
用
不能通直流，只能通变化的电流.对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大
决定因
素
由导体本身（长短、
粗细、材料）决定，
与温度有关
由导体本身的自
感系数和交流的
频率f决定
由电容的大小和交流的频
率决定
电能的转化
电流通过电阻做功，
电能和磁场能往
电流的能与电场能往复转
与做功
电能转化为内能
复转化
化
典型例题
一、电感对交流电的阻碍作用
【例1】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示•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】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碍作用增大，因此电路中的电流变小，则灯变暗。
【答案】B
二、电容对交流电的阻碍作用
【例2】如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光,
以下说法正确的是
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.使交变电流频率减小，灯泡变暗
【解析】把电介质插入电容器，电容增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，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碍作用变大，
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。
交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用增大，灯泡变暗，故D正确。
【答案】ACD
三、电感、电容、电阻对交流电的阻碍作用的比较
【例3】如图所示，把电阻R,电感线圈L,电容C并联，接到一个交流电源上，三个电
流表示数相同，若保持电源电压大小不变，而将
玄阜
系疋
A、|1=|2=|3
B、I1>I2>I3
C、|2>|1>|3
D、|3>|1>|2
A2表读数变
电感线圈对交变电流阻碍作用增大，对电流的阻碍作用变大，所以电流变小,小。
频率增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，对电流的阻碍作用变小，所以电流变大,
A3表读数变大故答案为D。
【答案】D
［例4】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。
【解析】当含有多种成分的电流输入到Cl两端，由于C1的“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的“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.这个直流电供电视机
内芯正常工作。
第1单元交变电流电感和电容对交变电流的影响
、单项选择题（本题共6小题，每小题7分，共42分）
1.两个相同的白炽灯泡Li和L2接到如图1所示的电路中，灯Li与
电容器串联，灯L2与电感线圈串联•当a、b间接电压最大值为
Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同•更换一个新的正弦交流电源后，灯Li的亮度低于灯L2的亮度.新
电源两极的电压最大值和频率可能是（）
A.最大值仍为Um，而频率大于f
B.最大值仍为Um，而频率小于f
C.最大值大于Um,而频率仍为f
D.最大值小于Um,而频率仍为f
解析：
根据电感、电容对交变电流的作用，电源频率可能减小了，故选B.
答案：
B
图2甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化.下列说法正
确的是
B.两种电压的有效值相等
C.图甲所示电压的瞬时值表达式为U=311sin100tV
D.
D.图甲所示电压经匝数比为10:
1的变压器变压后，频率变为原来的和
答案：
C
向，因线圈绕垂直磁场的轴匀速转动，所以产生正弦式电流,
A正确.
答案：
A
4如图5所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.
使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过
1min的时间，两电阻消耗的
1
U
-1
i/A
■2:
"1i6：
8110h）
解析：
电功的计算,
I要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得
2RX2X
__，3
X2X102=l12RX6X102,得11=可A;图乙中，I的值不变
|2=1A,由W=Ult=I2Rt可以得到W甲：
W乙=1:
3.C正确.
答案：
C
5.通有电流i=Imsin的长直导线00'与断开的圆形导线圈在同一平面内，如图6
所示（设电流由O至0'为正），为使A端的电势高于B端的电势且Uab减小，交变
电流必须处于每个周期的
辽
OT
1
第二个4周期
第四个1周期
1
A.第一个4周期
1
C第三个4周期
△①Ai
解析：
由可知，要E减小，即要
三减小，题中要求加＞扫，由楞次定律
1
知，只有在第一个4周期才符合要求，A项正确.
答案：
A
6.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为
感应强度为B、方向如图7所示的匀强磁场中匀速转动，转速
为n,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额
定功率为P的小灯泡并正常发光,
电路中除灯泡外，其余部分
的电阻不计，灯泡的电阻应为
I,它在磁
B2（n2nB）2
P
C.
（I2nB）2
2P
D.
（I2nB）2
P
解析：
单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式电流，则电动势
只=E_=2（嘗），故只有B选项正确.
答案：
B
二、多项选择题（本题共4小题，每小题7分，共28分•每小题有多个选项符合题意，全
部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）
7.—正弦式电流的电压随时间变化的规律如图8所示.由图可知
A.该交变电流的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）V
B.该交变电流的频率为25Hz
C.该交变电流的电压的有效值为100.'2V
D.若将该交流电压加在阻值为R=100Q的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W
解析：
从图中可知，交变电流周期T=4X10「2S,峰值电压Um=100V，故交变电流的
AII
频率f=t=25Hz,有效值U=号=50.'2V.加在R=100Q的电阻上时的热功率P
U22n
=—=50W，瞬时值表达式u=Umsinft=100sin（50t）n/，故正确选项为B、D.
RI
答案：
BD
2n
&在两块金属板上加上交变电压u=Umsin〒t,当t=0时，板间有一个电子正好处于静止
状态，下面关于电子以后的运动情况的判断正确的是（）
A.t=T时，电子回到原出发点
B.电子始终向一个方向运动
C.t=T时，电子将有最大速度
D.t=时，电子的位移最大
解析：
t=0时，电子不受力，此时两极板间电压为零，此后电压开始增大，t=T时达到
4
最大，此过程中电子沿电场方向做加速度增大的加速运动，速度增大，t〜T这段时间
内，两极板间电压减小，但电场方向不变，所以电子在这段时间内仍沿原方向做加速度减小的加速运动，速度继续增大舟后电场变向，电子开始减速，但运动方向不变，直至t时刻速度减为零.故在2时电子有最大速度•因电子的速度方向不变，即随时间的增长，位移增大•综上所述，B、C正确，A、D错误.
答案：
BC
9•如图9甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴00'以恒定的
角速度3转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图
乙所示的余弦规律变化，在t=时刻
23
A•线圈中的电流最大
B.穿过线圈的磁通量最大
C.线圈所受的安培力为零
D.穿过线圈磁通量的变化率最大
解析：
注意线圈转动过程中通过两个特殊位置（平行于磁感线和垂直于磁感线）时的特点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t=T，线圈转过90°本题
234
应选B、C.
答案：
BC
10.如图10所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场.
■X
中，以恒定的角速度3绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向
里，线圈所围面积为S,线圈导线的总电阻为R.t=0时刻线圈’
x
團J0
--
平面与纸面重合，且cd边正在向纸面外转动.则（）
BS、
线圈中电流t时刻瞬时值表达式为i=―sincot
Im=Em=BsO,t=0时为中性
RR
D.线圈消耗的电功率为
解析：
回路中感应电动势最大值Em=BSw，电流最大值
面，故瞬时值表达式i=罟siw电流有效值1=境=譬，P=i2r=譬，故B、
D错误，A、C正确.
【创新训练】
基础巩固
1.关于电感对交变电流的影响，下列说法中正确的是
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.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小
D.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小
【答案】C
2.
如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增加时
A.电容器电容增大
C.电灯变暗
【答案】D
3.
两个相同的灯泡Li和L2，分别与两个相同的电容器Ci和C2连接，如图所示.图中甲电路两端
【答案】C
4.如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观
察到三盏电灯亮度的变化情况是
A.Li、L2、
L3亮度都不变
B.L2变暗，
L2不变、
L3变亮
C.Li变暗、
L2变亮、
L3不变
D.Li变亮、
L2变暗、
L3不变
【答案】
C
5.下列关于低频扼流圈和高频扼流圈对交流电的阻碍作用的说法中，正确的有
A.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大
B•低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就较小
C.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就更大
D.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就较小
【答案】AD
6.如图所示，某电子电路的输入端输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频
成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关
于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有厂11—II
]I1
A.L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈输入□士甲
B.Ci在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容——J1——
C.C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容
D.上述说法都不对
【答案】BC
7.对电容器能通交变电流的原因，下列说法中正确的有
A.当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流
B.当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流
C.在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动
D.在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器
【答案】BD
拓展训练
8.如图所示为某电器中电路的一部分，当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分
的电流后，在其输出端得到可调大小的交流低频成分，那么有关各元器件的作用的说法中,正确的有
A.Ci为高频旁路电容器，交流高频成分被该电容器短路
B.R为滑动变阻器，它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小
C.C2为隔直电容器，交流低频成分通过该电容输出
D.Ci的电容较大、C2的电容较小
【答案】ABC
9.
如图所示，开关S与直流恒定电源接通时,通
A.Li和L2两灯泡亮度仍相同
B.Li比L2更亮些
C.Li比L2更暗些
D.若交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮
【答案】B
10.如图所示，Li、L2为两个相同的灯泡，开关S接通恒定直流
电源时，灯泡Li发光，L2不亮，后将S与有效值和直流电压相
同的交变电源接通，这时
A,L2比Li更亮些B.L2比Li更暗些
C.L2仍然不亮
【答案】D
D.L2可能和Li一样亮
ii.
两只完全相同的灯泡Li和L2分别与相同的电感串联，组成
如图所示的甲、乙两个相同的部分电路•现在甲电路两端加恒
定电压U,Li灯发光；而在乙电路两端加最大电压为■2U的正
弦交变电压，L2灯也发光•比较两灯的明暗程度，是Li灯的亮度L2灯亮度.
（填“大于”、“等于”、“小于”）
【答案】大于
12.如图所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，Li正常发光，L2不
亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，Li发光亮度变暗，而L2
正常发光.则A、B分别为__和—。
【答案】电感线圈电容器
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