高二物理 电感和电容对交变电流的影响 典型例题

高二物理 电感和电容对交变电流的影响 典型例题

电感和电容对交变电流的影响典型例题 ‎ ‎　　【例1】 试比较电阻、电感和电容在交流电路中的作用有何不同？‎ ‎　　【答】 电阻、电感和电容在交流电路中对交变电流都有阻碍作用，统称为阻抗．‎ ‎　　电阻器在交流电路中阻抗的大小就是电阻值R，它与交流的频率无关．‎ ‎　　电感器在交流电路中阻抗的大小称为感抗，它与电感器的自感系数、交流的频率均成正比．自感系数越大、交流频率越高，感抗也越大．‎ ‎　　电容器在交流电路中阻抗的大小称为容抗，它与电容器的电容、交流的频率均成反比，电容越大．交流频率越高，容抗便越小．‎ ‎　　【例2】 如图所示为一低通滤波电路．已知电源电压包含的电流直流成分是240V，此外还含有一些低频的交流成分．为了在输出电压中尽量减小低频交流成分，试说明电路中电容器的作用．‎ ‎　　【答】 电容器对恒定电流（直流成分）来说，相当于一个始终断开的开关，因此电源输出的直流成分全部降在电容器上，所以输出的电压中直流成分仍为240V．但交变电流却可以“通过”‎ 电容器，交流频率越高、电容越大，电容器的容抗就越小，在电容器上输出的电压中交流成分就越小．在本题的低通滤波电路中，为了要使电容器上输出的电压中，能将低频的交流成分滤掉，不输出到下一级电路中，就应取电容较大的电容器，实际应用中，取C＞500μF．‎ ‎　　【例3】 如图所示为一高通滤波电路，已知电源电压中既含有高频的交流成分，还含有直流成分．为了在输出电压中保留高频交流成分，去掉直流成分，试说明电路中电容器的作用．‎ ‎　　【答】 电容器串联在电路中，能挡住电源中的直流成分，不使通过，相当于断路．但能让交流成分通过，交流频率越高、电容越大，容抗越小，交流成分越容易通过．因此在电阻R上只有交流成分的电压降．如果再使电阻比容抗大得多，就可在电阻上得到较大的高频电压信号输出．‎ ‎　　【例4】 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 ‎　　【分析】 这线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是绕组上的电势差与灯泡上的电势差之和．由墙上插孔所提供的220伏的电压，一部分降落在线圈上，剩余的降落在灯泡上．如果一个大电压降落在线圈上，则仅有一小部分电压降落在灯泡上．灯泡上电压变小，将使它变暗．什么原因使得电压降落在线圈上呢？是由于它的电阻吗？由于线圈导线是粗的，其电阻很小．在线圈上产生压降的主要原因是其内部改变着的磁场．‎ ‎　　在线圈内由于改变磁场而产生的感应电动势，总是反抗电流变化的，正是这种反抗变化的特性（电惰性），使线圈产生了感抗．‎ ‎　　【答】 B ‎　　【说明】 早期人们正是用改变插入线圈中铁芯长度的方法来控制舞台灯光的亮暗的 ‎