高中物理第二章交变电流第五节电容器对交变电流的作用预习导学案粤教版选修3_75

2.5电容器对交变电流的作用讲学案高二级班姓名座号周次星期一、学习目标:1、知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。

2、知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些因素有关。

二、复习检测:1、(双选)如图7所示，白炽灯和电感线圈串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增加时()A．线圈感抗增加B．线圈感抗减少C．电灯变暗D．电灯变亮2、在收音机上我们常常能看到一些只绕了几圈而且没有铁芯的线圈，它的作用是()A．阻碍高频成分，让低频和直流成分通过B．阻碍直流成分，让低频成分通过C．阻碍低频成分，让直流成分通过D．阻碍直流和低频成分，让高频成分通过三、新课教学知识点一：电容器仅让交变电流通过1、交变电流能够通过电容器，实际上也不是自由电荷通过两极板间的绝缘介质，只是由于两极板间的____________在变化，当电压升高时，电荷向电容器的极板上________，电路上形成________电流；当电压降低时，电荷________极板，电路上形成________电流．电压不断变化，电容器交替进行________和________，电路中就有了电流，好像交变电流“通过”了电容器。

典题：1、(双选)对交变电流能够通过电容器的正确理解是( )A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B．交变电流能够使自由电荷通过电容器两极板间的绝缘介质C．交变电流能够使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D．交变电流“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)知识点二：电容器对交变电流的作用1、电容器对电流的作用是：______________________________________。

______越大，阻碍作用越小；______越大，阻碍作用也越小。

2、电容器对交变电流的阻碍作用称为________，它跟电容器的________及交变电流的________有关，即X C＝____________。

第五节 电容器对交变电流的作用容器的作用．一、电容器仅让交变电流通过 1．实验电路2．实验现象电路中串有电容器时，接通稳恒直流电源，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，恒定电流不能通过电容器． 4．电容器导通交流电的实质两极板间的电压周期性变化，使电容器反复地充电和放电，在电路中形成交变电流． 预习交流1 使用220 V 交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时用手触摸外壳时会有“麻手”的感觉，用测电笔测试时氖管也会发光，这是为什么呢？采取什么措施可解决这一问题？答案：与电源连接的机芯和金属外壳构成一个电容器，交变电流能够通过这个电容器，也就是说机芯、外壳间始终在进行着充放电，所以能感觉到“漏电”．解决方案就是金属外壳接地，其实现在生产的电气设备都增加了接地线．二、电容器对交变电流的作用 1．实验探究（1）实验电路：如图（2）探究过程：①闭合S和S′，改变交流电的频率、电压，观察两个灯泡D和D′的发光情况．②断开S′，使交流电的电压不变，频率变化时，观察灯泡D的亮度变化．③断开S′，交流电的电压、频率不变，改变电容器的电容，观察灯泡的亮度变化．（3）实验结论：电容器对交流电有阻碍作用，且其阻碍作用的大小与交流电的频率和电容器的电容有关．2．容抗电容器对交流电的阻碍作用．3．影响容抗大小的因素电容器的电容越小，容抗越大；交流电频率越低，容抗越大．预习交流2电容器对交流电的阻碍作用同电阻对电流的阻碍作用相同吗？电容器对交流电的阻碍作用与电容器对直流电的阻碍作用相同吗？答案：均不相同．电阻对电流的阻碍作用与电阻内的自由电荷或导电离子的热运动有关．电容器对直流电为完全的阻隔，不能通过；电容器对交流电的阻碍作用表现为容抗，电容器具有容抗是由于极板充电带有电荷后，会产生阻碍电流的反向电压，从而对继续充电过程产生阻碍作用．三、隔直电容器和高频旁路电容器1．隔直电容器只让交流信号通过而直流成分不能通过，如下图甲所示．2．旁路电容器低频信号不能通过而高频干扰信号可以通过，如下图乙所示．预习交流3隔直电容器和旁路电容器在电路中的作用是否相同？答案：不相同．隔直电容器让有用的交流信号通过；旁路电容器把无用的高频信号过滤掉．一、电容器对交流电的导通作用1．交变电流通过电容器时，自由电荷是否通过了两极板间的绝缘介质？答案：不是，之所以电路中有电流是因为交流电源对电容器不断地充、放电形成的．2．当把电容器单独或是与其他用电器串联接在稳恒直流电源两端时，其两极板间的电压相同吗？如果接在交流电源两端呢？答案：接直流电源时相同，接交流电源时不同．当导线电阻不能忽略，或电路中还串联有其他用电器时，电容器仍然周期性地充电和放电，只是这种情况下电路电压会被电阻或其他用电器分担掉一部分，电容器两极板间的交变电压不再等于电路两端的交变电压了．3．为什么交变电流能“通过”电容器而稳恒电流却不能？答案：（1）电容器的两极板之间是相互绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘介质．通常所说的交变电流“通过”电容器，并不是自由电荷穿过了电容器，而是在交流电源作用下，当电压升高时电容器充电，电容器极板上的电荷量增加，形成充电电流，如图甲；当电压降低时电容器放电，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，如图乙．由于电容器反复不断地充电和放电，使电路中有持续的交变电流．（2）当电容器与稳恒直流电源的两极相连接时，除了接通的瞬间因电容器充电而有瞬时电流外，一旦充电完毕，电容器两极板间的电压与电源两极的电压相等，且保持不变，电路中就没有电流了．如图，将电灯与电容器串联接入通有交变电流的电路中，灯泡发光，则（）．A．自由电荷通过了电容器两极板间的绝缘电介质B．自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘电介质C．接入交变电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了导体D．电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了电容器答案：BD解析：与电容器串联的灯泡，接在交变电流的电路中．灯泡发光，说明有电流通过灯泡，但形成电流的电荷并没有通过电容器两极板间的电介质．使灯泡发光的电流只是随着电压变化而对电容器不断充电与放电的电流，就好像有电流通过电容器．电容器对交流电的导通作用，是一种等效导通．它的实质是电容器不停地充电、放电，其间没有电荷通过电容器，电容器没有被击穿．故在应用电容器时，要注意两端的交变电压最大值不能超过其击穿电压．二、电容器对交流电的阻碍作用1．试分析电容器的容抗与哪些因素有关．答案：电容器的电容越大，充放电显示的容抗越小；反之充放电显示的容抗越大．交变电流的频率越高，电容器充放电的速度越快，充放电显示的容抗越小，反之充放电显示的容抗越大．所以，电容器的容抗与电容和交变电流的频率有关．2．若要通高频、阻低频，应选用电容大些的电容器还是选用电容小些的电容器？ 答案：若要通高频、阻低频，电容的容抗在低频时应表现为很大，故应选用电容较小的电容器．3．为什么电容器的电容越小，容抗越大？交流电的效率越低，电容器的容抗也越大呢？ 答案：电容器具有容抗是由于极板充电带有电荷后，会产生阻碍电流的反向电压，从而对继续充电产生阻碍作用．电容越大，在充电过程中两极板间电压增长就越慢，对继续充电的阻碍作用就越小；交变电流的频率越高，即电流方向变化越快，电容器两极板间电压还来不及达到较高时，电流就已经反向，从而对继续充电的阻碍作用变小．因此，电容越大，频率越高，容抗越小．如图所示，平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上的灯泡正常发光，则（ ）．A ．把电介质插入电容器，灯泡一定变亮B ．把电容器两极板距离增大，灯泡一定变亮C ．使电容器两极板正对面积减小，灯泡一定变亮D ．使交流电频率增加，灯泡变亮思路点拨：解答本题应把握以下三点： （1）理解容抗的本质；（2）熟练掌握平行板电容器的电容公式4πr SC kdε=；（3）理解电容大小与容抗的关系． 答案：AD解析：由电容器电容的决定式C ＝εr S4πkd可知：插入电介质，电容C 增大；极板间距离d增大，C 减小；减小两极板正对面积，C 减小．因电容越大，容抗越小，对交变电流的阻碍作用越小，故A 正确，B 、C 错误；电容器具有“通高频、阻低频”的作用，交流电频率越高，对电流阻碍作用越小，故D 正确．电容器在电路中的作用可简单概括为“隔直流、通交流，频率越高，阻碍越小”．电容器的容抗大小的公式是X C ＝12πfC式中f 是交流电的频率，C 是电容器的电容． 三、电阻、容抗、感抗的对比分析通过近两节课的学习，我们知道电容器存在容抗，电感器存在感抗，它们都对交流电存在阻碍作用．你能结合近两节课的知识，简要说一下容抗、感抗与我们以前学习过的电阻的区别吗？答案：如图所示的电路中，a 、b 两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流，L 是一个25 mH 高频扼流圈，C 是一个100 pF 的电容器，R 是负载电阻，下列说法不正确的是（ ）．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大于高频交流所占的百分比 答案：B解析：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”，A 正确；C 是一个电容很小的电容器，在题图示电路中，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”，C 正确；因电路中无直流电流，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的百分比，D 正确．电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电场能互相转化，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．1．有关电容对交变电流的影响的以下说法中，正确的是（ ）． A ．交变电流能通过电容器B ．电容器具有通直流、阻交流的作用C ．对电容较小的电容器，它具有通高频、阻低频的功能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 答案：AC解析：电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗表示，电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器的容抗越小．电容器在交变电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频．所以A 、C 正确．2．如图所示的电路，F 为一交流发电机，C 为平行板电容器，为使电流表A 的示数增加，可行的办法是（ ）．A．使发电机F的转速增加B．使发电机F的转速减小C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质D．使电容器两极板间的距离增大答案：A解析：本题考查电容对交变电流的阻碍作用．本题的关键是理解容抗与交变电流的频率和电容器的电容都成反比．当发电机转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表A的读数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，使电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A示数减小，C、D两项均错误．故正确选项为A．3．有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF，C2＝3 μF，分别加在峰值一定的交变电源上．在下列各种情况下，哪—种情况通过电容器的电流最大（）．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答案：C解析：当交变电源的频率增加时，电容器充放电的速度加快，电容器的容抗减小；当电容器的电容越大时，其对交流电的阻碍作用也越小，C对．4．下面的电路图是电子技术中的常用电路．a、b是电路的输入端，其中输入的高频电流用“”表示，低频电流用“～”表示，直流电流用“—”表示．对负载电阻R中通过的电流特征，以下说法不正确的是（）．A．图甲中通过R的是交变电流B．图乙中通过R的是高频电流C．图乙中通过R的是低频电流D．图丙中通过R的是直流电流答案：B解析：交流电可以通过电容器，而直流电不能通过，所以甲中通过R的是交变电流，A 对；由于乙图中的电容器的电容很小，容抗很大，能阻低频，通高频，通过R的是低频电流，B错，C对；丙图中的电容器的电容很大，能隔直流，通交流，通过R的是直流电流，D对．5．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，不正确的有（）．A．C1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器输出D．C1的电容较大、C2的电容较小答案：D解析：因其输出端得到可调大小的交流低频成分，所以高频电流应被C1短路，C1应为高频旁路电容器，且电容较小；低频成分可以通过C2，直流电不能通过，应为隔直电容器．。

学案4 电感器对交变电流的作用电容器对交变电流的作用[学习目标定位] 1.通过演示实验了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用.2.知道感抗和容抗的物理意义以及与哪些因素有关.3.能够分析简单电路中的电容器、电感器的作用．1．线圈的长度越长，线圈的横截面积越大，匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈有铁芯时比无铁芯时自感系数大得多．2．平行板电容器的电容决定式C＝εrS4πkd，电容的定义式C＝Q U.3．由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象．一、电感器对交变电流的作用1．认识电感器电感器由绝缘导线一圈紧靠一圈地绕制而成，又被称为电感线圈．它能把外部电路的电能储存在电感器内部的磁场中．2．电感器对交变电流的作用(1)电感器对恒定电流是导通的，对交变电流有阻碍作用．(2)电感器的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感器对交变电流的阻碍作用就越大．(3)低频扼流圈和高频扼流圈①低频扼流圈：通直流、阻交流．②高频扼流圈：通直流、通低频、阻高频．二、电容器对交变电流的作用1．电容器仅让交变电流通过．2．电容器对交变电流的作用电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小．3．隔直电容器和高频旁路电容器隔直电容器：通交流、隔直流．高频旁路电容器：通高频、阻低频．一、电感器对交变电流的作用[问题设计]如图1所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电源的电压与交流电压的有效值相等．图1(1)对比两种情况下灯泡的亮度有什么不同？说明了什么？(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化？说明了什么？答案(1)甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻碍作用．(2)不论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大．[要点提炼]1．电感器的感抗是由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．感抗的两个决定因素：(1)线圈的自感系数；(2)交变电流的频率．3．电感线圈在电路中的作用(1)通直流，阻交流；(2)通低频，阻高频．二、电容器对交变电流的作用[问题设计]如图2甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，观察灯泡的发光情况．图2(1)分析电容器能通交流的原因．(2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象？说明了什么？(3)在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化？答案(1)把交流电源接到电容器两个极板上后，当电源电压升高时，电源给电容器充电，电荷向电容器极板上聚集，在电路中，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从极板上流出，在电路中形成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是交流“通过”了电容器，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质．(2)灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻碍作用．(3)电容变大时，灯泡变亮；电源频率增大时，灯泡变亮．[要点提炼]1．电容器能通交变电流，并不是电荷真的穿过了电容器．2．电容器对交变电流的阻碍作用：电源电压推动自由电荷定向移动时，电容器极板上积累的电荷会阻碍自由电荷向此方向做定向运动，这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用．3．决定容抗的两个因素：电容器的电容和交流电的频率．4．电容器在电路中的作用：通交流，阻直流，通高频，阻低频．一、对感抗的理解例1(双选)如图3所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是()图3A．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C．S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮D．S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，并且是有铁芯时感抗更大，故铁芯抽出时灯变亮．答案AC二、对容抗的理解例2(双选)如图4所示，接在交流电源上的灯泡正常发光，以下说法正确的是()图4A．把电介质插入电容器，灯泡变暗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，电容变大，容抗变小，电容器对交变电流阻碍作用变小，所以灯泡变亮，故A错误；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错误；减小电容器两极板间的正对面积，电容变小，灯泡变暗，故C正确；使交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用变大，灯泡变暗，故D正确．答案CD三、电阻、感抗、容抗的对比例3(单选)如图5所示，电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3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，三只灯泡亮度恰好相同．若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60 Hz，则发生的现象是()图5A．三灯亮度不变B．三灯均变亮C．L1不变、L2变亮、L3变暗D．L1不变、L2变暗、L3变亮解析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L3变亮，L2变暗．又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故L1亮度不变，所以选D.答案 D四、电感器、电容器在电路中的应用例4(单选)在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图6所示电路，其中a、b应选择的元件是()图6A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈解析电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容较小，所以a处放电容较小的电容器，电感线圈在该电路中要求起到通低频、阻高频的作用，b处接一个高频扼流圈，D对．答案 D1. (对感抗的理解)(双选)在如图7所示的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻值，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝2202sin (100πt) V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是()图7A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮答案BC解析由u＝2202sin (100πt) V，可得电源原来的频率f＝ω2π＝100π2πHz＝50 Hz，当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈对交流电的感抗增大，在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误；灯泡的电阻值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；电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL，设灯泡两端电压为UR，则电源电压的有效值为U＝UL＋UR，因UR＝IR，故电流I减小时，UR减小．因电源电压的有效值保持不变，故UL＝U－UR增大，选项B正确．2．(对容抗的理解)(单选)如图8所示，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()图8A．电容器电容增大B．电容器电容减小C．灯变暗D．灯变亮答案 D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、B错误．当交流电源的频率增大时，电容器充、放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，灯变亮．3.(电阻、感抗、容抗的对比)(单选)如图9所示，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()图9A．三个灯亮度相同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，乙灯最亮答案 D解析开关S接A时，甲、乙、丙三个支路均有交流电通过，开关S接B时，电路处于直流工作状态，电容C“隔直、通交”；电感L“阻交、通直”；R对交流、直流有相同的阻抗．可判断此时电路中I丙＝0，I甲不变，I乙增大；又因为灯泡亮度与功率(P＝I2R)成正比，所以只有丙灯不亮，乙灯最亮．题组一对感抗的理解1．(单选)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1所示．一铁棒插进线圈后，该灯将()图1A．变亮B．变暗C．对灯的亮度没影响D．无法判断答案 B解析在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势，总是阻碍电流变化，正是这种阻碍变化的特性，使线圈产生了感抗．加入铁芯改变了电感线圈的自感系数，使自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，灯泡两端的电压减小，所以灯变暗．2．(双选)如图2所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中正确的是(L的直流电阻不为零)()图2A．直流成分只能从L通过B．交流成分只能从R通过C．通过R的既有直流成分又有交流成分D．通过L的直流成分比通过R的直流成分要大答案CD解析由于线圈L直流电阻不为零，所以有直流通过R，而线圈对交流有阻碍作用，因此也有交流成分通过R，B错，C正确；由于R对交流也有阻碍作用，所以也有交流成分通过L，A错；因为线圈的直流电阻一般都很小，所以通过线圈的直流成分比通过R的要大，D正确．题组二对容抗的理解3．(双选)对交变电流通过电容器的理解正确的是()A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B．交变电流定向移动的电荷能通过电容器两极板间的绝缘介质C．交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器D．交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)答案CD解析电流能“通过”电容器，并非自由电荷真的通过电容器两极板间的绝缘介质，而是交变电流交替对电容器充、放电，电路中有了电流，表现为交变电流通过了电容器．4．(单选)有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF和C2＝3 μF，分别加在峰值一定的正弦交流电源上，在下列各种情况下，哪一种情况电路的电流最大()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答案 C解析电容越大，电流频率越大，容抗越小，电路中电流越大．C1>C2,100 Hz>50 Hz，所以C正确．5．(单选)如图3所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增大，可行的办法是()图3A．使发电机F的转速增大B．使发电机F的转速减小C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质D．使电容器两极板间的距离增大答案 A解析当发电机转速增大时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表A的读数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A示数减小，C、D两项均错误．题组三电阻、感抗、容抗的对比6．(单选)如图4所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮．当a、b接电压的有效值为U 的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是()图4A．与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈B．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器C．与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串联的元件y是电容器D．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是二极管答案 B解析由a、b接直流电流时的现象可知，元件x“通直流”，元件y“隔直流”，由a、b接交流电源时的现象可知，元件x“阻交流”，元件y“通交流”，根据电容器和电感线圈的特点可知元件x是电感线圈，元件y是电容器，选项B正确．7．(单选)如图5所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使其频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯L1变亮，灯L2变暗，灯L3不变，则M、N、L中所接元件可能是()图5A．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为电容器答案 C解析题组四电感器、电容器在电路中的应用8．(单选)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，如果只需把低频成分输送到下一级装置，如图6所示，则下列做法合理的是()图6A．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答案 C解析电容器是“通高频，阻低频”，低频扼流圈“通直流，阻交流”，而高频扼流圈“通直流，通低频，阻高频”，C对．9．(双选)如图7甲、乙所示是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．关于两图中负载电阻R上得到的电流特征，下列判断正确的是()图7A．图甲中R得到的是交流成分B．图甲中R得到的是直流成分C．图乙中R得到的是低频成分D．图乙中R得到的是高频成分答案AC解析当交变电流加在电容器上时，有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；乙图中电容器通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误．10．(双选) “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、低频段分离出来，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还原成高、低频的机械振动．图8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，则()图8A．甲扬声器是高音扬声器B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流答案BD解析由于L1“阻高、通低”，C1又“通高、阻低”，因此低频成分通过甲扬声器，故A、C错；C2的作用是“通高、阻低”，L2的作用是“通低、阻高”，故B、D对．11．(双选)如图9所示，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是()图9A．灯L1比灯L2亮B．灯L3也能发光，但亮度最暗C．灯L2和L4亮度相同D．灯L4比灯L1亮答案CD解析电压表示数相同，说明交流电压的有效值相同．甲图中电容器与灯L1串联，电容器对电流有阻碍作用；乙图中电容器与灯L2并联，交变电流全部流过灯L2；丙图中电容器与灯L3串联且是直流电源，电容器隔直通交，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；丁图中电容器与灯L4并联，电流全部流过灯L4.综合以上分析，C、D两项正确．12．(单选)在频率为f的交变电流电路中，如图10所示，当开关S依次分别接通R、C、L所在的支路，这时通过各支路的电流有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种说法不正确的是()图10A．通过R的电流有效值不变B．通过C的电流有效值变大C．通过L的电流有效值变小D．流过R、C、L的电流有效值都不变答案 D解析电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，因此，通过电阻的电流的有效值不变．电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数越大，电流的频率越高，自感电动势就越大，即线圈对电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大，因此，通过电感器的电流有效值变小．电容器对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，电容一定时，在相同电压下电容器容纳的电荷一定，频率越高，充、放电的时间越短，充、放电的电流越大，容抗越小，因此，通过电容器的电流有效值变大，故D不正确，选D.。

第四节 电感器对交变电流的作用
第五节 电容器对交变电流的作用 能够理解交变电流能“通过”电容器，
[先填空]
1．实验电路图
2．感抗
(1)物理意义：表示电感器对交变电流的阻碍作用的大小．
(2)影响感抗大小的因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大．
3．感抗的应用
1．电感对交变电流阻碍作用越大，感抗就越小．(×)
2．交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大．(√)
3．电感线圈之所以对交变电流有阻碍作用，是由于自感电动势总是阻碍电流的变化．(√)
[后思考]
为什么电感线圈对交变电流的阻碍作用随线圈的自感系数、交变电流的频率的增大而增大？
【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，自感电动势也就越大，所以阻碍作用就越大，感抗也就越大．
[合作探讨]
如图2-4-1所示，闭合开关后灯泡发光，交流电源的频率可以改变，但输出电压的有效值不变．
探讨1：当交流电源的频率增大时，小灯泡的亮度会如何变化？。

2.5321..2..1..2.1.2..++103F15V200F15V2112, A B C DAB- 1 -DC指引概括：电容器经过充电和放电电路中就有了电流，表现为沟通经过了电路在交变电流的每一个周期内，电容器冲放电两次形成的冲放电电流方向改变两次当电压高升时，电荷向电容器的极板上齐集，形成充电电流；当电压降低时，电荷走开极板，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，表现为沟通“经过”了电容器．［演示二］演示实验，电路如下图.察看实验现象：开关打到直流电上，灯泡不亮，开关打到沟通电上，灯泡亮了.结论：直流电不可以经过电容器，沟通电可以经过电容器.［师问］电容器的两极板间是绝缘介质，为何沟通电可以经过呢？用 CAI 课件展现电容器接到沟通电源上，充电、放电的动向过程. 重申自由电荷并无通过电容器两极板间的绝缘介质，当电容器接交变电源上时，正极板上的电子向负极板上流，使两极板上齐集电荷增添，形成充电电流. 当电源电压降低时，负极板上的电子经过电源流向正极板，两极板上的电荷中和掉一部分，形成放电电流.［演示］：将“ 1000μF,15 V ”的电容器去掉，察看灯泡的亮度.现象：灯泡比本来电路中接电容器时变亮.说明：电容器对交变电流也有阻挡作用.容抗XC：表示电容器对沟通电的阻挡作用大小，好像用电阻表示电阻器对电流阻挡作用大小，感抗表示线圈对沟通电阻挡作用大小，单位都为：欧姆（Ω）.教师指出：容抗产生原由为“电容器极板上电荷的累积对电荷定向运动阻挡”.［师问］那么容抗跟什么要素相关？学生：阅读教材内容.［演示］将电路中的“1000μF”电容换成“ 200μF”电容器 .察看现象：灯泡比本来“接1000 μ F”电容器时暗 .说明：容抗和电容器的电容值大小相关.实验表示：电容器的电容大小和交变电流的频次决定容抗. 电容越大，在相同电压下电容器容纳电荷越多，所以充放电的电流越大，容抗就越小. 沟通电的频次越高，充放电就进行得越快，充放电流越大，容抗越小. 即电容器的电容越大，交变电流频次越高，容抗越小. 电容器拥有“通沟通，隔直流”“通高频，阻低频”特色.例题：如下图电路中，假如沟通电的频次增大，三盏电灯的亮度将如何改变 ?为何 ?分析：当交变电流的频次增大时，线圈对交变电流的阻挡作用增大，经过灯专心爱心专心-2-泡 L1的电流将所以而减小，所以灯泡的L1亮度将变暗；而电容对交变电流的阻挡作用则随交变电流频次的增大而减小，即流过灯泡L2的电流增大，所以灯泡L2的亮度将变亮. 因为电阻的大小与交变电流的频次没关，流过灯泡L3的电流不变，所以其亮度也不变，板书设计电容对交变电流的影响（1）交变电流能“经过”电容器（2）交变电流“经过”电容器的原理（3）电容器对交变电流的阻挡作用①容抗表示电容对交变电流的阻挡作用②容抗的大小：交变电流的频次越高电容器的电容越大，容抗越小。

第五节 电容器对交变电流的作用【思维激活】1.从电容器的构造看，它是由两个彼此绝缘的导体组成，在直流电路中它是不导通的，那么交变电流能使电容器通电吗？提示：交变电流能“通过”电容器，原理就是电容器的充电放电作用。

【自主整理】1.恒定电流不能通过电容器，是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了，交变电流能通过电容器，是由于两极板间的电压在变化，当电压升高时，电荷向电容器聚集，电路上形成了变电电流；当电压降低时，电荷离开极板，电路上形成放电电流，这样电路中就有了电流。

2.电容对交变电流的阻碍作用：（1）通过实验可以看到交变电流能够通过电容器，其实自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，只是 在交变电压的作用下，电容器交替进行充电放电，电路中就有电流。

（2）电容对交变电流的阻碍作用的大小用电容来表示，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小，对直流的阻碍作用也就越大。

【高手笔记】要理解电容器对交变电流的影响。

（1）直流电不能通过电容器是因为电容器的两个极板间是绝缘的。

（2）交变电流加到电容器上后，电荷也不能通过电容器间的绝缘介质。

但是由于交变电流的电压的大小和方向不断变化，使电容器不断地充电和放电，电路上就产生了电流。

交流电能够通过电容器，但电容器对交变电流也有阻碍作用，这个阻碍作用叫容抗。

交变电流频率越高，电容器容抗越小。

电容器有“通交流、隔直流”“通高频、阻低频”的作用。

容抗是表示电容对交变电流阻碍作用大小的物理量，容抗的大小与自身的电容、交变电流的频率有关，可用fCX C π21=表示，单位是欧姆。

交变电流能够通过电容器，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器。

直流不能通过电容器是很容易理解的，因为电容器两个极板被绝缘介质隔开了，当电容器接到交流电源上时，实际上自由电荷也没有通过电容器的两极板间的绝缘电介质，只不过在交变电压的作用下，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器。