高中物理變壓器及電感和電容對(duì)交變電流的影響

1、變壓器 電能的輸送一、理想變壓器1原理：其工作原理是利用了電磁感應(yīng)原理，互感現(xiàn)象。特征：正因?yàn)槭抢秒姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象來(lái)工作的，所以變壓器只能在輸送交變電流的電能過(guò)程中改變交變電壓不能改變恒定電流的電壓。2在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E1=n1DF1Dt，E2=n2DF2Dt忽略原、副線圈內(nèi)阻，有 U1E1 ，U2E2另外，考慮到鐵芯的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認(rèn)為在任意時(shí)刻穿過(guò)原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有 DF1=DF2 U1n1=由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為U2n2在此基礎(chǔ)上再忽略變壓器自

2、身的能量損失（一般包括線圈內(nèi)能量損失和鐵芯內(nèi)能量損失這兩部分，分別俗稱(chēng)為“銅損”和“鐵損”），有而P1=P2 而P1=I1U1 P2=I2U2 于是又得理想變壓器的電流變化規(guī)律為U1I1=U2I2,I1n2=I2n1由此可見(jiàn)：（1）理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗。（2）理想變壓器的規(guī)律實(shí)質(zhì)上就是法拉第電磁感應(yīng)定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律在上述理想條件下的新的表現(xiàn)形式 要求熟記理想變壓器的兩個(gè)基本公式是： U1n1=U2n2，即對(duì)同一變壓器的任意兩個(gè)線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比。P入=P出，即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作，變

3、壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。需要特別引起注意的是：只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí)，才有：U1I1=U2I2,I1n2=I2n1 æn2U1ö變壓器的輸入功率由輸出功率決定，往往用到：Pç=UI=111çn÷÷/R，即在輸入電壓確定以后，輸入功率和原線圈電壓與è1ø副線圈匝數(shù)的平方成正比，與原線圈匝數(shù)的平方成反比，與副線圈電路的電阻值成反比。式中的R表示負(fù)載電阻的阻值，而不是“負(fù)載”?！柏?fù)載”表示副線圈所接的用電器的實(shí)際功率。實(shí)際上，R越大，負(fù)載越?。籖越小，負(fù)載越大。這一點(diǎn)在審題時(shí)要特別注意。3.兩種常

4、見(jiàn)的變壓器（1）自耦變壓器：鐵芯上只繞一個(gè)線圈，可升壓，可降壓。（2） 互感器（外殼和副線圈要接地）電壓互感器：要把高電壓變?yōu)榈碗妷?，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多，測(cè)高電壓。電流互感器：要把大電流變?yōu)樾‰娏?，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)少，測(cè)小電流?！纠?】 理想變壓器初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=800 0匝，電源電壓為U1=220V。n2上連接的燈泡的實(shí)際功率為36W，測(cè)得初級(jí)線圈的電流為I1=0.3A，求通過(guò)n3的負(fù)載R的電流I3。2解：由于兩個(gè)次級(jí)線圈都在工作，所以不能用I1/n，而應(yīng)該用P1=P2+P3和Un。由Un可求得U2=36V，U3=

5、1000V；由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=0.03A?！纠?】在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個(gè)圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是零火線 零線A. B. C. D.解：電流互感器要把大電流變?yōu)樾‰娏?，原線圈的匝數(shù)少，副線圈的匝數(shù)多。監(jiān)測(cè)每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中。選A。4解決變壓器問(wèn)題的常用方法思路1 電壓思路.變壓器原、副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)U1/n1=U2/n2=U3/n3=思路2 功率思路.理想變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出，即P1=P2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)P

6、1=P2+P3+思路3 電流思路.由I=P/U知，對(duì)只有一個(gè)副繞組的變壓器有I1/I2=n2/n1；當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)n1I1=n2I2+n3I3+思路4 （變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題）制約思路.（1）電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2=n2U1/n1，可簡(jiǎn)述為“原制約副”.（2）電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡(jiǎn)述為“副制約原”.（3）負(fù)載制約：變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2=P負(fù)1+P負(fù)2+；變壓器副線圈中的

7、電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2=P2/U2；總功率P總=P線+P2.UUn=I=2RPP動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題的思路程序：U1U2n21=P2(I1U1=I2U2)1=I1U1負(fù)載¾¾¾¾¾¾¾®I¾¾¾¾¾®P1 ¾¾¾¾¾®U¾¾¾¾¾¾®I¾¾122決定決定決定決定思路5 原理思路.變壓器原線圈中磁通量發(fā)

8、生變化，鐵芯中/t相等；當(dāng)遇到“”型變壓器時(shí)有1/t=2/t+3/t，此式適用于交流電或電壓（電流）變化的直流電，但不適用于穩(wěn)壓或恒定電流的情況.【例3】如圖，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大B.保持U1及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大解析：K由a合到b時(shí)，n1減小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大，P2=U22/R隨之增大，而P1

9、=P2，又P1=I1U1，從而I1增大，A正確；K由b合到a時(shí)，與上述情況相反，P2將減小，B正確；P上滑時(shí)，R增大，P2=U22/R減小，又P1=P2，P1=I1U1，從而I1減小，C錯(cuò)誤；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大，I2=U2/R隨之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正確.故選項(xiàng)A、B、D正確.【例4】一臺(tái)理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1100匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別是n2=60匝，n3=600匝，若通過(guò)兩個(gè)副線圈中的電流強(qiáng)度分別是I2=1 A，I3=4 A，求原線圈中的電流強(qiáng)度. 錯(cuò)解分析：違背能量守恒，生搬硬套公式，得出：n+n3I1=2I2+I3n1，

10、I1=3 A的錯(cuò)解.解析：電流強(qiáng)度與匝數(shù)成反比，僅適用于理想變壓器只有一只副線圈的情況，本題有兩個(gè)副線圈，應(yīng)根據(jù)理想變壓器無(wú)能量損失來(lái)分析，由于理想變壓器無(wú)能量損失，所以有P1=P2+P3（P1為原線圈輸入功率，P2、P3分別為兩只副線圈的輸出功率）根據(jù)電功率公式有：I1U1=I2U2+I3U3 又因?yàn)閁1n1=U2n2，U2=n2UnU11=1n1U3n3，U3=n3n1U1,把代入，整理得：I1n1=I2n2+I3n3所以I1=n2I2+n3I31´60+4´600A=2.24 =n11100A二、遠(yuǎn)距離輸電一般設(shè)兩個(gè)變壓器的初、次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為、n1、n1/ n2

11、、n2/，相應(yīng)的電壓、電流、功率也應(yīng)該采用相應(yīng)的符號(hào)來(lái)表示。功率之間的關(guān)系是：P1=P1/，P2=P2/，P1/=Pr + P2。電壓之間的關(guān)系是：U1n1U2n2=,=,U1¢=Ur+U2。 ¢n1¢U2¢n2¢U1¢I2n2¢I1n1¢=Ir=I2。電流之間的關(guān)系最簡(jiǎn)單，I1¢,Ir,I2中只要知道一個(gè)，另兩個(gè)=,=,I1電流之間的關(guān)系是：¢n1I2¢n2I1總和它相等。因此求輸電線上的電流往往是這類(lèi)問(wèn)題的突破口。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用

12、2Pr=Ir,Ur=Irr2r，而不能用U1¢2Pr=r。特別重要的是要會(huì)分析輸電線上的功率損失æP1öL1÷Pr=ç×rµçU¢÷SU1¢2Sè1ø，由此得出結(jié)論： 減少輸電線功率損失的途徑是提高輸電電壓或增大輸電導(dǎo)線的橫截面積。兩者相比，當(dāng)然選擇前者。若輸電線功率損失已經(jīng)確定，那么升高輸電電壓能減小輸電線截面積，從而節(jié)約大量金屬材料和架設(shè)電線所需的鋼材和水泥，還能少占用土地。注意：輸電線上的電壓損失，除了與輸電線的電阻有關(guān)，還與感抗和容抗有關(guān)。當(dāng)輸電線路電壓較高

13、、導(dǎo)線截面積較大時(shí)，電抗造成的電壓損失比電阻造成的還要大?！纠?】 學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻為r=1，升壓變壓器匝數(shù)比為14，降壓變壓器的匝數(shù)比為41，輸電線的總電阻為R=4，全校22個(gè)教室，每個(gè)教室用“220V，40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光，則：發(fā)電機(jī)的輸出功率多大？發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大？輸電線上損耗的電功率多大？解：所有燈都正常工作的總功率為22×6×40=5280W，用電器總電流為I¢=2P2¢5280=24A，輸電線上的電流¢U2220I1¢=Ir=I2=¢I2=6A，降壓變壓器上：U2=4U2/=88

14、0V，輸電線上的電壓損失為：Ur=IRR=24V ，因此升壓變壓器的輸出電壓為4U1/=UR+U2=904V，輸入電壓為U1=U1/4=226V，輸入電流為I1=4I1/=24A，所以發(fā)電機(jī)輸出功率為P出=U1I1=5424W發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E=U1+I1r=250V輸電線上損耗的電功率PR=IR2R=144W【例6】 在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個(gè)坑口電站，輸送的電功率為P=500kW，當(dāng)使用U=5kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800度。求：這時(shí)的輸電效率和輸電線的總電阻r。若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么

15、電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？解；由于輸送功率為P=500kW，一晝夜輸送電能E=Pt=12000度，終點(diǎn)得到的電能E /=7200度，因此效率=60%。輸電線上的電流可由I=P/U計(jì)算，為I=100A，而輸電線損耗功率可由Pr=I 2r計(jì)算，其中Pr=4800/24=200kW，因此可求得r=20。 Pö1/ / 輸電線上損耗功率P=æç÷rµ2，原來(lái)Pr=200kW，現(xiàn)在要求Pr=10kW ，計(jì)算可得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U=22.4kV。 rèUøU2【例7】發(fā)電機(jī)輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓

16、是220 V，輸電線電阻為10 .若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：（1）在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比.（2）畫(huà)出此輸電線路的示意圖.（3）用戶得到的電功率是多少？解析：輸電線路的示意圖如圖所示，輸電線損耗功率P線=100×4% kW=4 kW，又P線=I22R線，輸電線電流I2=I3=20 A，原線圈中輸入電流I1=n1I2P100000201n A=400 A，所以，這樣U2=U12=U1250n2I140020n1=250×20V=5000 V，U3=U2-U線=5000-20×10 V=4800 V，所以n3U3480

17、0240用戶得到的電功率=n4U422011P出=100×96% kW=96 kW三、針對(duì)訓(xùn)練考點(diǎn)1. 理想變壓器基本公式的應(yīng)用例題1 如圖，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1：5，原線圈兩端的交變電壓為u=100V時(shí)開(kāi)始發(fā)光，下列說(shuō)法中正確的有A開(kāi)關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100Hz B開(kāi)關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，電壓表的示數(shù)變大 D開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，變壓器的輸出功率不變【變式訓(xùn)練1】如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R120 W，R230 W，C為電容器。已知通過(guò)R1的正弦交流電如圖乙所示，則 （ ）ptV 氖泡在兩端電壓達(dá)到A.交流電的頻率為0.02

18、Hz B.原線圈輸入電壓的最大值為C.電阻R2的電功率約為6.67 W D.通過(guò)R3的電流始終為零考點(diǎn)2. （變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題）制約思路【例2】如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開(kāi)關(guān)S理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2； I1、I2和I3?，F(xiàn)斷開(kāi)S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是 AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大考點(diǎn)3. 多個(gè)副線圈的變壓器剖析：當(dāng)副線圈中有二個(gè)以上線圈同時(shí)工作時(shí)，U1U2U3=n1n2n3，但電流不可必須用原副線圈功率相等來(lái)求電流例題3 如圖，接于理想變壓器的四個(gè)燈泡規(guī)格相

19、同，且全部正常發(fā)光，則這三個(gè)線圈的匝數(shù)比應(yīng)為（ ）A123； B231 C321； D213【變式訓(xùn)練3】 甲、乙兩個(gè)完全相同的理想變壓器接在電壓恒定的交流電路中，如圖11-2-12所示。已知兩變壓器負(fù)載電阻的阻值之比為R甲：R乙=2：1，設(shè)甲變壓器原線圈兩端的電壓為U甲，副線圈上通過(guò)的電流為I/甲；乙變壓器原線圈兩端的電壓為U乙，副線圈上通過(guò)的電流為I/乙。則以下說(shuō)法正確的是：（ ）AU甲=U乙，I/甲=I/乙； BU甲=2U乙，I/甲=2I/乙；CU甲=U乙，I/甲=½I/乙； DU甲=2U乙，I/甲=I/乙。電感和電容對(duì)交變電流的影響一、感抗1定義2感抗的成因：因?yàn)榻蛔冸娏鞯姆?/p>

20、向隨時(shí)間周期性變化，這個(gè)變化的電流通過(guò)線圈時(shí)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)，3決定因素： 研究可得出線圈的感抗XL與它的自感系數(shù)L及交變電流的頻率f間有如下的關(guān)系：XL2fL二、1低頻扼流圈：自感系數(shù)約幾十亨，線圈電阻較小，對(duì)直流的阻礙作用較小，這種線圈可以“通直流，阻交流”。2高頻扼流圈：自感系數(shù)約幾個(gè)毫亨，對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較小而對(duì)高頻交變電流的阻礙作用很大，可以用來(lái)“通直流，阻交流，通低頻，阻高頻”。三、交變電流能夠“通過(guò)”電容器（1）電流實(shí)際上并沒(méi)有通過(guò)電容器，也就是說(shuō)，自由電荷定向移動(dòng)，不會(huì)從一個(gè)極板經(jīng)極板間的電介質(zhì)到達(dá)另一個(gè)極板（2）電容器“通交流”，在交變電壓的作用下，當(dāng)電源電壓升高時(shí)

21、，電容器充電，電荷向電容器的極板上集聚，當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器放電，電荷從電容器的極板上放出，電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過(guò)”電容器四、容抗1定義2成因：電容器接入交流電路中后，極板上的電荷形成了二極板間的電壓，這電壓和電源電壓相反，從而產(chǎn)生了對(duì)交變電流的阻礙作用，即形成了容抗3決定因素：交流電路中的容抗和交變電流的頻率、電容器的電容成反比容抗與交變電流的頻率和電容的關(guān)系為XC 1/2fC，即交流電的頻率越大，電容越小，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用越小，容抗越大五、電感和電容在電路中的作用1電感的作用是：“通 、阻 、通 、阻 ”2電容的作用是：“通 、阻 、通

22、、阻 ”I1n2=，此情況I2n1【典型例題】一、電感對(duì)交變電流的影響【例1】 交變電流通過(guò)一段長(zhǎng)直導(dǎo)線時(shí)，電流為I，如果把這根長(zhǎng)直導(dǎo)線繞成線圈，再接入原電路，通過(guò)線圈的電流為I，則( )AI>I BI<I CII D無(wú)法比較【例2】一個(gè)燈泡通過(guò)一個(gè)粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接，如圖所示一塊鐵插進(jìn)線圈之后，該燈將：（ ）A變亮 B變暗 C對(duì)燈沒(méi)影響 D無(wú)法判斷二、交變電流“通過(guò)”電容器【例3】 對(duì)交流電通過(guò)電容器的理解正確的是( )A交變電流能夠使電容器極板間的絕緣介質(zhì)變成導(dǎo)體B交變電流定向移動(dòng)的電荷通過(guò)電容器兩板間的絕緣介質(zhì)C交變電流能夠使電容器交替進(jìn)行充電、放電，電路中就有了

23、電流，表現(xiàn)為交變電流通過(guò)了電容器D交變電流通過(guò)了電容器，實(shí)際上自由電荷并沒(méi)有通過(guò)電容器極板間的絕緣介質(zhì)(擊穿除外)三、電容對(duì)交變電流的影響【例4】 如圖1所示，某輸電線路橫穿公路時(shí)，要在地下埋線通過(guò)為了保護(hù)輸電線不至于被壓壞，可預(yù)先鋪設(shè)結(jié)實(shí)的過(guò)路鋼管，再讓輸電線從鋼管中穿過(guò)電線穿管的方案有兩種，甲方案是鋪設(shè)兩根鋼管，兩條輸電線分別從兩根鋼管中穿過(guò)，乙方案是只鋪設(shè)一根鋼管，兩條輸電線都從這一根鋼管中穿過(guò)，如果輸電導(dǎo)線輸送的電流很強(qiáng)大，那么，以下說(shuō)法正確的是()A無(wú)論輸送的電流是恒定電流還是交變電流甲、乙兩方案都是可行的B若輸送的電流是恒定電流，甲、乙兩方案都是可行的C若輸送的電流是交變電流，乙方

24、案是可行的，甲方案是不可行的D若輸送的電流是交變電流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的四、電容、電感在電路中的綜合應(yīng)用【例5】 如圖3所示，從AO輸入的信號(hào)中，有直流電和交流電兩種成分(1)現(xiàn)在要求信號(hào)到達(dá)BO兩端只有交流電，沒(méi)有直流電，需要在AB端接一個(gè)什么元件？該元件的作用是什么？(2)若要求信號(hào)到達(dá)BO端只有直流電而沒(méi)有交流電，則應(yīng)在AB端接入一個(gè)什么元件？該元件的作用是什么？【課后練習(xí)】1. 如圖4所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說(shuō)法正確的是A把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮B增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮C減小電容器兩極板間的正對(duì)面積，燈泡變暗D使交變電流頻率減小，燈泡變暗

25、2.如圖5所示，把電阻R，電感線圈L，電容C并聯(lián)，接到一個(gè)交流電源上，三個(gè)電流表示數(shù)相同，若保持電源電壓大小不變，而將電源頻率增大，則三個(gè)電流表示數(shù)I1、I2、I3的關(guān)系是( )A、I1=I2=I3 B、I1>I2>I3 C、I2>I1>I3 D、I3>I1>I23.如圖536所示，輸入端ab的輸入電壓既有直流成分，又有交流成分，以下說(shuō)法中，正確的是(L的直流電阻不為零)( )A直流成分只能從L通過(guò)B交流成分只能從R通過(guò)C通過(guò)R的既有直流成分又有交流成分D通過(guò)L的直流成分比通過(guò)R的直流成分要大24如圖537所示電路中，U為220 V交流電源，C為電容器，R是

26、電阻，這一交流電路電壓有效值關(guān)系是U2U2RUC.關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是( )A等于220 V B大于220 V C小于220 V D等于零5如圖538所示，交流電源的電壓為220 V，頻率f50 Hz，三只燈L1、L2、L3的亮度相同，線圈L無(wú)直流電阻，若將交流電源的頻率變?yōu)閒100 Hz，則( )AL1燈比原來(lái)亮BL2燈比原來(lái)亮CL3燈和原來(lái)一樣亮DL3燈比原來(lái)亮6.如圖5所示，L1、L2和L3是相同型號(hào)的白熾燈，L1與電容器C串聯(lián)，L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián)，L3與一個(gè)定值電阻R串聯(lián)當(dāng)a、b間接電壓有效值為U、頻率為f的正弦交流電源時(shí)，三只燈泡的亮度相同現(xiàn)將a、b間接另一正

27、弦交流電源時(shí)，發(fā)現(xiàn)燈泡L1變亮、L2變暗、L3亮度不變由此可知，另一正弦交流電源可能是( )A電壓有效值仍為U，而頻率大于fB電壓有效值大于U，而頻率大于fC電壓有效值仍為U，而頻率小于fD電壓有效值小于U，而頻率大于f7.如圖6所示交流電源的電壓有效值跟直流電源的電壓相等，當(dāng)將雙刀雙擲開(kāi)關(guān)接到直流電源上時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為P1，而將雙刀雙擲開(kāi)關(guān)接在交流電源上時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為P2，則( )AP1P2 BP1>P2 CP1<P2 D不能比較8如圖8所示，白熾燈和電容器串聯(lián)后接在交變電源的兩端，當(dāng)交變電源的頻率減小時(shí)( )A電容器電容增加B電容器電容減小C電燈變暗D電燈變亮9如圖9

28、所示，兩位同學(xué)利用圖示裝置做實(shí)驗(yàn)，第一位同學(xué)使ab在導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)，第二位同學(xué)使ab在導(dǎo)軌上做變速運(yùn)動(dòng)，但兩位同學(xué)對(duì)ab桿做的功一樣多，第一位同學(xué)的方法使小燈泡消耗電能為W1，第二位同學(xué)的方法使小燈泡消耗的電能為W2，它們相比較( )AW1W2 BW1>W2CW1<W2 D無(wú)法確定10某信號(hào)源中有直流成分、交流高頻成分和交流低頻成分，為使放大器僅得到交流低頻成分，下圖所示電路中可行的是( )11在圖5312電路中，L為電感線圈，R為燈泡的電阻，電流表和電壓表均為理想電表，交流電源的電壓u2sin100t V，若保持其有效值不變，只將電源頻率改為100 Hz，下列說(shuō)法正確的有( )A

29、電流表示數(shù)增大 B電壓表示數(shù)增大 C燈泡變暗 D燈泡變亮12如圖5316所示的電路中，當(dāng)a、b端加直流電壓時(shí)，L1燈發(fā)光，L2燈不亮，當(dāng)加同樣電壓的交流電源時(shí)，L1發(fā)光但較暗，L2燈發(fā)光較亮，則以下各項(xiàng)正確的是( )AA中接的是電感線圈，B中接的是電容器BA中接的是電容器，B中接的是電感線圈CA中是電阻，B中接的是電容器D若加的交流電頻率增大，電壓不變，則L1燈變得更暗，L2燈變得更亮答案：例1.解析 長(zhǎng)直導(dǎo)線的自感系數(shù)很小，感抗可忽略不計(jì)，其對(duì)交變電流的阻礙作用可以看作是純電阻，流經(jīng)它的交變電流只受到導(dǎo)線電阻的阻礙作用當(dāng)導(dǎo)線繞成線圈后，電阻值未變，但自感系數(shù)增大，對(duì)交變電流不但有電阻，而且有

30、感抗，阻礙作用增大，電流減小答案 B例2.解析 線圈和燈泡是串聯(lián)的，當(dāng)鐵插進(jìn)線圈后，電感線圈的自感系數(shù)增大，所以電感器對(duì)交變電流阻礙作用增大，因此電路中的電流變小，則燈變暗。答案B例3. 解析 電流能“通過(guò)”電容器，并非電荷真的通過(guò)電容器兩板間的電介質(zhì)，而是交變電流交替對(duì)電容器充放電，電容器中并未有電荷通過(guò)，電路中有了電流，表現(xiàn)為交變電流通過(guò)了電容器答案 CD例4答案 BC解析 恒定電流對(duì)于一根還是兩根鋼管毫無(wú)影響，但交變電流通過(guò)的導(dǎo)線和鋼管之間形成電容器，對(duì)交變電流有阻礙作用，而兩根線從一根鋼管中穿過(guò)，并且任一時(shí)刻電流的方向都等大反向，產(chǎn)生的影響抵消例5. 答案 根據(jù)電容和電感對(duì)直流電和交流

31、電的作用原理進(jìn)行分析(1)因?yàn)锽O端不需要直流電，只需要交流電故根據(jù)電容C有“通交流，隔直流”作用，應(yīng)在AB端接入一個(gè)電容器C，該電容器對(duì)直流電有阻礙作用，能通過(guò)交流電(2)因?yàn)锽O端不需要交流電，只需要直流電故根據(jù)電感L有“通直流，阻交流”的作用，應(yīng)在AB端接入一個(gè)電感線圈，該線圈對(duì)交流電有阻礙作用，能通過(guò)直流電課后練習(xí) 1. 【解析】把電介質(zhì)插入電容器，電容增大，電容器對(duì)交變電流阻礙作用變小，所以燈泡變亮，故A正確。增大電容器兩極板間的距離，電容變小，電容器對(duì)交變電流阻礙作用變大，所以燈泡變暗故B錯(cuò)。減小電容器兩極板間的正對(duì)面積，電容變小燈泡變暗正確，故C正確。交變電流頻率減小，電容器對(duì)交

32、變電流阻礙作用增大，燈泡變暗，故D正確?！敬鸢浮緼CD 2. 【解析】交流電頻率增大，電阻R對(duì)電流的阻礙作用不變所以A1表讀數(shù)不變。頻率增大，電感線圈對(duì)交變電流阻礙作用增大，對(duì)電流的阻礙作用變大，所以電流變小，A2表讀數(shù)變小。頻率增大，電容器對(duì)交變電流阻礙作用變小，對(duì)電流的阻礙作用變小，所以電流變大，A3表讀數(shù)變大故答案為D。3. 答案 CD解析 由于線圈直流電阻不為零，所以有直流通過(guò)R，而線圈對(duì)交流有阻礙作用，因此也有交流成分通過(guò)R，B錯(cuò)，C正確由于R對(duì)交流也有阻礙作用，所以也有交流成分通過(guò)L，A錯(cuò)，因?yàn)閷?dǎo)線的一般直流電阻都很小，所以通過(guò)線圈的直流要比通過(guò)R的要大，D正確4. 答案 C5.

33、答案 AC解析 電容器的容抗與交流電的頻率有關(guān)，頻率高、容抗小，即對(duì)高頻交流電的阻礙作用小，所以A項(xiàng)正確線圈對(duì)交流電的阻礙作用隨頻率升高而增大，所以B項(xiàng)錯(cuò)電阻R中電流只與交流電有效值及R值有關(guān)，所以C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò).6答案 A解析 由題述中與一個(gè)定值電阻R串聯(lián)的燈泡L3亮度不變可知，所接的另一正弦交流電源的電壓有效值仍為U.燈泡L1變亮，說(shuō)明與L1串聯(lián)的電容器C容抗變小由影響容抗的因素可知，這是由于正弦交流電的頻率增大所以正確選項(xiàng)是A.7答案 B解析 開(kāi)關(guān)接在直流電源上時(shí)，線圈對(duì)直流沒(méi)有阻礙作用，電能全部轉(zhuǎn)化為小燈泡的內(nèi)能而當(dāng)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)接在交流電源上時(shí)，線圈對(duì)電流有阻礙作用，因此電能除轉(zhuǎn)化成

34、燈泡的內(nèi)能外，還有一部分電能與磁場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化，因此P1>P2，故選B.8答案 C解析 電容器的電容是由電容器本身的特性所決定的，與外加的交變電源的頻率無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A和B是錯(cuò)誤的，當(dāng)交變電源的頻率減小時(shí)，電容器充放電的速度減慢，電容器的容抗增大，電流減小，電燈變暗，故C對(duì)，D錯(cuò)9答案 B解析勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是穩(wěn)定的，感應(yīng)電流也是恒定的，因此在線圈上不會(huì)產(chǎn)生感抗，所以通過(guò)小燈泡的電流大，消耗的電能多；當(dāng)ab做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是變化的，感應(yīng)電流也是變化的，在線圈上產(chǎn)生感抗，使通過(guò)小燈泡的電流減小，因此消耗的電能少故B正確10答案 D解析 A圖放大器得到所有成分；B圖放大器可得到直流成分，若為高頻扼流圈也可得到低頻成分；C圖既可得高頻成分也可得低頻成分；D圖通過(guò)C1的是高、低頻都有，通過(guò)C2的是旁路電容讓高頻成分濾去，故D正確11解析：選BC.由u2sin100t V可知電源原來(lái)的頻率：f100Hz2250 Hz，當(dāng)頻率增大時(shí)，線圈的感抗增大，電路中的干路電流將減小，因此A、D錯(cuò)、C正確圖中電燈與電感線圈串聯(lián)，所以總電壓(有效值)UULUR，因UR減小，而總電壓的有效值不變，所以UL增大，因此選項(xiàng)B也正確12