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    电感 电容 对电流的作用 只对交变电流有阻碍作用 直流电不能通过电容器.交流电能通过但有阻碍作用 影响因素 自感系数越大.交流电频率越大.阻碍作用越大.即感抗越大 电容越大.交流电频率越大.阻碍作用越小.即容抗越小 应用 低频扼流圈:通直流.阻交流 高频扼流圈:通低频.阻高频 隔直电容:通交流.隔直流 旁路电容:通高频.阻低频 方法提示:减小电感和电容对交变电流的阻碍作用的方法: (1)减小电感阻碍作用方法是减小电感.降低交变电流频率. (2)减小电容阻碍作用方法是增大电容.增大交变电流频率. 三.电阻.感抗.容抗的区别 电阻 感抗 容抗 产生的原因 定向移动的电荷与不动的离子间的碰撞 电感线圈的自感现象阻碍电流的变化 极板上所带电荷对定向移动电荷的阻碍 阻碍的特点 对直流.交流均有阻碍作用 通直流.阻交流.通低频.阻高频 通交流.隔直流.通高频.阻低频 相关因素 由导体本身决定.与温度有关 由线圈本身的自感系数和交变电流的频率共同决定 由电容的大小和交变电流的频率共同决定 电能的转化 电流通过电阻做功.电能转化为内能 电能和磁场能往复转化 电流的能与电场能往复转化 :如图所示电路中.L为电感线圈.R为灯泡.电流表内阻为零.电压表内阻无限大.交流电源的电压 V.若保持电压的有效值不变.只将电源频率改为100 Hz.下列说法中正确的有( ) 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 答案:BC 解析:由.可得电源原来的频率为f=50 Hz. 当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时.线圈的感抗增大,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R是一定的.电流减小时.实际消耗的电功率变小.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,设灯泡两端电压为．则电源电压的有效值为．因.故电流I减小时.减小.因电源电压有效值保持不变.故增大.选项B正确. 典型例题透析 题型一--交变电流的产生及变化规律 1．产生:在匀强磁场里.绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦交变电流. 2．规律: (1)函数形式:若N匝面积为S的线圈以角速度绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.从中性面开始计时.其函数形式为.用表示电动势最大值.则有.其电流大小为. (2)图象:用以描述交流电随时间变化的规律.如图所示. 1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动.产生交变电流的图象如图所示.由图中信息可以判断( ) A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从A→D时刻线圈转过的角度为27r D．若从O→D时刻历时0.02 s.则在1s内交变电流的方向改变100次 思路点拨:解决此类问题要把线圈在匀强磁场中的具体位置与图象上的时刻点对应好.由图象可知本题中线圈从中性面开始转动.电流瞬时值表达式为.由O到D完成一次周期性变化. 解析:根据图象.首先判断出感应电流的数学表达式其中是感应电流的最大值.是线圈旋转的角速度.另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转.而且线圈旋转一周.两次经过中性面.经过中性面的位里时电流改变方向.从该图形来看.在t=O.B.D时刻电流为零.所以此时线圈恰好在中性面的位置.且穿过线圈的磁通量最大,在A.C时刻电流最大.线圈处于和中性面垂直的位置.此时磁通量为零,从A到D时刻.线圈旋转3/4周.转过的角度为,如果从O到D时刻历时0.02 s.恰好为一个周期.所以1s内线圈运动50个周期. 100次经过中性面.电流方向改变100次.综合以上分析可得.只有选项D正确. 答案:D 总结升华:矩形线圈在匀强磁场中匀速转动.仅是产生交变电流的一种方式.但不是惟一方式.例如导体在匀强磁场中垂直磁场方向.按正弦规律运动切割磁感线也产生正弦交流电. 举一反三 [变式]如图所示.单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中.中心轴线与磁场边界重合.线圈绕中心轴线按图示方向匀速转动. t=0时线圈平面与磁场方向垂直.规定电流方向沿abcd为正方向.则下图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是( ) 答案:B 解析:内.ab一侧的线框在磁场中绕转动产生正弦交流电.电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大.内.ab一侧线框在磁场外.而dc一侧线框又进入磁场产生交流电.电流方向为dcba且越来越小.依次类推.可知图象为B. 题型二-- 交变电流的有效值的计算 (1)在计算有效值时“相同时间 至少取一个周期或周期的整数倍.公式有和.让交流和直流通过相同的电阻而产生的电热相等.从而求出有效值. (2)交流电流表.交流电压表的示数均为有效值. (3)在求解交流电的电功.电热.电功率时.要按照有效值的定义求解. 2.多数同学家里都有调光台灯.调速电风扇.过去是用变压器来实现的.缺点是成本高.体积大.效率低.且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速.现在的调光台灯.调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的.如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压.即在正弦交流电的每一个二分之一周期中.前面四分之一周期被截去.调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少.从而改变电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为多少? 思路点拨:电灯上的电压就是此交变电流电压的有效值.求电压的有效值可根据有效值的定义.在相同的电阻上.经过相同的时间.产生的热量相等列式求解. 解析:求电灯上的电压.实际上就是求该交流电压的有效值.由交变电压有效值的定义.在一个周期内.而.由得交变电压有效值为. 总结升华: (1)计算有效值时要注意根据“相同时间 内“相同电阻 上产生“相同热量 列式求解. (2)利用两类公式和可分别求得电压有效值和电流有效值. (3)若图象部分是正弦交变电流.其中的和部分可直接应用的关系. 举一反三 [变式]两个相同的电阻.分别通以如图所示的正弦交变电流和方波形交变电流.两种交变电流的最大值相等.周期相等．则在一个周期内.正弦式交流电在电阻上产生的焦耳热与方波式交流电在电阻上产生的焦耳热之比等于( ) A．3:1 B．1:2 C．2:1 D．4:3 答案:B 解析:由正弦交变电流的有效值.此方波形交变电流的有效值. 因此.故正确答案选B. 题型三--交变电流的“四值 问题 1．交流电的“四值 是指交变电流的最大值.瞬时值.有效值和平均值. 2．部分电路和闭合电路的有关公式仍适用于正弦交流电路.应用时仍要分清电源和外电路.电动势和路端电压等.而对交变电路特别要注意正确选用交流电的“四值 .一般常从图象或瞬时值表达式入手.得出交流电的最大值.有效值.然后再按照电路知识及有关公式解决相关问题.但应注意“四值 的对应性. 3．“四值 的使用前提 (1)在研究电容器的耐压值时.应采用最大值. (2)在研究某一时刻通有交流电的导体所受安培力时应采用瞬时值. (3)在研究交流电通过导体产生的电功.电热.电功率及确定保险丝的熔断电流时.应采用有效值. (4)在研究交变电流通过导体横截面的电量时.应采用平均值. 3.如图所示.匀强磁场B=0.1 T.所用矩形线圈的匝数N=100.边长ab= 0.2 m.bc = 0.5 m.以角速度rad/s绕轴匀速转动.当线圈平面通过中性面时开始计时.试求: (1)线圈产生的感应电动势的峰值, (2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式, (3)由至过程中的平均电动势值. 思路点拨:线圈绕一垂直于磁场方向的轴匀速转动产生交流电.产生的感应电动势的峰值为.若从中性面开始计时.瞬时值的表达式为.平均感应电动势可由求得. 解析: (1)因线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动所以 又 所以＝314 V (2)由于线圈平面通过中性面开始计时.所以交流电瞬时值表达式 V (3)计算t=0至过程中的平均电动势 即 代入数值得200 V. 总结升华: (1)求线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦交流电的电动势的最大值时.可用公式求解.此时要注意别忘记线圈的匝数N. (2)求线圈转动过程中某段时间内的平均电动势时.应用来求解.但应注意求时的正负及与的对应关系. 举一反三 [变式]如图所示.一个边长L=10 cm.匝数N=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动.磁感应强度B = 0.50 T.角速度rad/s.外电路电阻R=4. 0Ω.线圈内阻r=1. 0Ω. (1)求线圈转动的周期和感应电动势的最大值, (2)写出线圈由图中所示位置开始计时时.感应电动势的瞬时表达式, (4)求交流电压表的示数. 解析: (1)s=0. 2s (2)题图示位置为交流电最大值.瞬时值表达式为 (3)电动势有效值 交流电压表示数V. 题型四--电感.电容对交流电的影响 比较项目 电感 电容 阻碍作用的名称 感抗 容抗 阻碍作用产生的原因 电流变化时线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化 电压变化时电容反复充放电.板上积聚的电荷阻碍电流的变化 阻碍作用大小的因素 跟自感系数.交变电流频率有关 跟电容量.交变电流频率有关 交流电路中的应用 通直流.阻交流 通低频.阻高频 通交流.隔直流 通高频.阻低频 4.如图所示.当交流电源的电压有效值为220 V.频率为50 Hz时.三只电灯的亮度相同.当电源电压不变只将交流电源的频率改为100 Hz时.则各灯亮度变化情况为:a灯 .b灯 .c灯 (填“变亮 “变暗 或“不变 ). 思路点拨:电源电压不变指电压有效值不变.当频率变大时.容抗变小.感抗变大.电阻阻值R不变.根据三者变化情况再应用部分电路欧姆定律即可得解. 解析:频率变大.电容器容抗减小.又电压不变.故a灯变亮,频率变大.电感线圈的电感变大.又电压不变.故b灯变暗,频率的变化对电阻R无影响.故c灯亮度不变. 答案:变亮 变暗 不变 总结升华:减小电感和电容对交变电流的阻碍作用的方法: (1)减小电感阻碍作用方法是减小电感.降低交变电流频率. (2)减小电容阻碍作用方法是增大电容.增大交变电流频率. 举一反三 [变式]如图所示.在电路两端加上交流电.保持电压不变且使频率增大.发现各灯的亮暗情况是:灯1变暗.灯2变亮.灯3不变.则M.N.L中所接元件可能是( ) A．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:B 解析:由题意可知.电路两端所加交流电的电压不变.只是频率增大.电感线圈由于自感现象有“通低频.阻高频 的特点.所以元件M为电感线圈.电容器对交变电流有“通高频.阻低频 的特点.所以元件N为电容器.灯3的亮度不变说明元件L是一个对交变电流频率变化无反应的元件.为一电阻.故正确选项为B. 题型五--交变电流综合问题的分析 在解决交流电流综合问题时.应注意以下几点: (1)由于交变电流的大小和方向.电压的大小和正负都随时间周期性变化.这就引起磁场.电场的强弱和方向周期性变化.因此.在研究带电体在场中受力时.一定要细微地进行动态受力分析. (2)分析具体问题时.要在研究分析物体在整个过程中各个阶段的运动性质.建立起动态的物理图象上下功夫.不能简单地认为物体受力方向改变时.物体一定同时改变运动方向.要根据物体的初始状态和受力条件这两个决定因素来确定物体的运动性质. (3)分析时还应注意由于交流电的周期性变化引起的分析结果出现多解的可能. 5.如图甲所示.M.N为中心有小孔的平行板电容器的两极.相距D=1 m.其右侧为垂直纸面向里的匀强磁场.磁感应强度B=1T.磁场区域足够长.宽为d=0. 01 m,在极板MN间加有如图乙所示的交变电压(设N板电势高于M板时.电压为正).现有带负电的粒子不断从M板中央小孔处射入电容器内(粒子的初速可视为零.重力不计).取其比荷C/kg.试求: (1)在交变电压第一个周期内哪些时刻进入电容器内的粒子能从磁场的右侧射出. (2)若上述交变电压的周期可以变化.则其周期满足什么条件时.才能保证有带电粒子从磁场右侧射出来. 思路点拨:粒子要从磁场右侧射出.它在磁场中做匀速圆周运动的半径r＞d.又.则粒子进入磁场时速度必须满足.带电粒子在电场中先加速后减速.加速度大小均为.最后以满足条件的速度v进入磁场. 解析: (1)设加速时间为t.则 所以.代入数据解得s 所以在内.即在s进入电容器内的粒子将从磁场右侧射出． (2)带电粒子加速的时间至少为s.则.所以s . 总结升华: (1)明确题目所提供的交流电的变化规律. 可能受到的力进行受力分析. 的运动状态及题目当中的一些条件.特别是一些临界条件列方程求解. 举一反三 [变式]A.B表示真空中相距为d的平行金属板.长为L.加上电压后.其间电场可认为是匀强电场.在t=0 时.将图乙中的方形波的交变电压加在AB上..此时恰有一带电微粒沿两板中央飞入电场.如图甲所示.微粒质量为m.带电荷量为q.速度大小为v.离开电场时恰能以平行于金属板飞出.求所加交变电压的取值范围. 解析:若要微粒恰能平行金属板飞出.就要使微粒在离开金属板的瞬间只有平行于金属板的速度.微粒进入电场后.参与两个方向的运动.水平方向做匀速直线运动.竖直方向每个周期内的前半周加速.后半周减速.由对称性可知.当时.微粒仅有平行于金属板的入射速度v.于是应满足 ① 其侧位移 ② 而 ③ 又因为 ④ 其中 ⑤ 解①②③④⑤得. 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    如图所示，三只完全相同的小灯泡1、2、3分别与三种不同的电学元件a、b、c相连，接在交流电源上．现使交流电频率增大，发现各灯的亮度变化情况是：灯1变暗，灯2变亮，灯3不变．则a、b、c三种元件可能是（　　）

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    如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1＜R2＜R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是（　　）

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    （2007?徐州三模）如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（　　）

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    精英家教网如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡（D1与L并联），若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则（　　）
    A、电键S闭合时，灯泡D1、D2同时亮，然后D1会变暗直到不亮B、电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮C、电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭D、电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会闪亮一下后才熄灭

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    （2010?泰州模拟）电视天线放大器能够将室外天线接收到的微弱电视信号放大，使得电视机更清晰，放大器放置在室外的天线附近，为它供电的电源盒放置在室内，连接电源盒与放大器的两条电线兼有两种功能：既是天线放大器50Hz低频电源线，同时又将几百MHz高频电视信号送人室内，供电视机使用，这就是说，低频电流与高频电流共用一个通道．室内电源盒的内部电路如图所示，关于电容器C和电感线圈L的作用，下面说法正确的是（　　）

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