1、第五节 电容器对交变电流的作用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 XC_.3在电子技术中，在两级电路之间_一个电容器，就可以使交流成分通过，而阻止直流成分通过这种电容器叫做_电容；若在下一级电路的输入端_一个电容器，可以使_成分通过电容器，_成分输入到下一级装置，这种电容器叫高频_电容
2、器4(双选) 电容对交变电流的影响，以下说法中正确的是( )A电容对交变电流有阻碍作用B电容对交变电流的阻碍作用越小，容抗就越大C电容具有“通直流，隔交流，通低频，阻高频 ”的作用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小5(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)6(双选) 如图 1
3、 甲、乙两图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 上得到的电流特征是( )图 1A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【概念规律练】知识点一 电容器对交流电的导通作用1如图 2 所示，当开关打到直流电源上，灯泡_；当开关打到交流电源上，灯泡_图 22对电容器能通交变电流的原因，下列说法中正确的是( )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
4、上时，电容器两极板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，电容器不起作用知识点二 电容器对交流电的阻碍作用3(双选) 如图 3 所示平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上，灯泡正常发光，则 ( )图 3A把电介质插入电容器，灯泡一定变亮B把电容器两极板间距增大，灯泡一定变亮C把电容器两极板间距减小，灯泡一定变亮D使交流电频率增大，灯泡变暗4有两个电容分别为 C15 F 和 C23 F 的电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，在下列哪一种情况下通过电容器的电流强度最大( )A在 C1 上所加交变电流频率为 50 HzB在 C2 上
5、所加交变电流频率为 50 HzC在 C1 上所加交变电流频率为 60 HzD在 C2 上所加交变电流频率为 60 Hz知识点三 隔直电容器和高频旁路电容器5如图 4 所示，(a)、(b)两电路是电容器的两种不同的连接方式，它们各在什么情况下采用？应该怎样选用电容器？图 46如图 5 甲、乙所示，从某一装置中输出的电流既有交流成分，又有直流成分，现要把交流成分输送给下一级，有关甲、乙图的说法正确的是( )图 5A应选用甲图电路，其中 C 的电容要大B应选用甲图电路，其中 C 的电容要小C应选用乙图电路，其中 C 的电容要大D应选用乙图电路，其中 C 的电容要小【方法技巧练】电容器与电感器配合使用
6、时的分析技巧7如图 6 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图 68在图 7 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 的高频扼流圈，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( )图 7AL 的作用是 “通低频，阻高频”BC 的作用是“通交流，隔直流”CC 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远大于高频交流所占的百分比1(双选) 对交流电通过电容器的理解正确的是( )A交变电
7、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自由电荷通过电容器两板间的绝缘介质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)2如图 8 所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率减小时( )图 8A电容器电容增加B电容器电容减小C电灯变暗D电灯变亮3如图 9 所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为 220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是( )图 9A等于 220 V B大于 220 VC小于 220 V D等于零4如图
8、10 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，可行的方法是( )图 10A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使电容器两极板间距离增大5两个相同的灯泡 L1 和 L2，接到如图 11 所示的电路中，灯 L1 与电容器串联，灯 L2与电感线圈串联，当 a、b 处接电压最大值为 Um、频率为 f 的正弦式交流电源时，两灯都发光，且亮度相同更换一个新的正弦式交流电源后，灯 L1 的亮度高于灯 L2 的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是( )图 11A最大值仍为 Um，而频率大于 fB最大值仍为 Um，
9、而频率小于 fC最大值大于 Um，而频率仍为 fD最大值小于 Um，而频率仍为 f6在频率为 f 的交变电流电路中，如图 12 所示，当开关 S 依次分别接通 R、C 、L 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，则下列几种情况不正确的是( )图 12A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7(双选) 如图 13 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 13A直流成分只能从 L 通过B交流成分只能
10、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8(双选) 如图 14 所示的电路中，A、B、C 三灯泡亮度相同，电源为 220 V,50 Hz 的交流电源，以下叙述中正确的是( )图 14A改接 220 V,100 Hz 的交流电源时，A 灯变亮，B 灯变暗，C 灯亮度不变B改接 220 V,100 Hz 的交流电源时， A 灯变暗，B 灯变亮， C 灯变亮C改接 220 V 的直流电源时，A 灯熄灭，B 灯变亮，C 灯亮度不变D改接 220 V 的直流电源时，A 灯熄灭，B 灯变亮，C 灯变暗9(双选) 如图 15 所示， “二分频”音箱内
11、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、低频的机械振动图为音箱的电路图，高、低频混合电流由 a、b 端输入，L 1 和 L2 是线圈，C 1 和 C2 是电容器( )图 15A甲扬声器是高频扬声器BC 2 的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器CL 1 的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器DL 2 的作用是减少通过乙扬声器的低频电流10(双选) 彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图 16 所示，主要元件是两个
12、线圈 L1、L 2，它们的自感系数很大，F 是保险丝，R 是压敏电阻(正常情况下阻值很大，但电压超过设定值时，阻值会迅速减小，可以保护与其并联的元件)，C 1、C 2 是电容器，S 为电视机开关，某一次用户没有先关电视机( 没有断开 S)就拔掉电源插头，结果烧坏了图中的电路元件，可能被烧坏的元件是( )图 16AR BL 1 或 L2 CC 2 DC 111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，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图 17 所示的装置电路，其中代号 a、b 应选择的元件是( )图 17Aa 是电容较大
13、的电容器， b 是低频扼流线圈Ba 是电容较大的电容器，b 是高频扼流线圈Ca 是电容较小的电容器，b 是高频扼流线圈Da 是电容较小的电容器， b 是低频扼流线圈题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11答 案12如图 18 所示，A、B、C 为三个相同的灯泡，a、b、c 为与之串联的三个元件，E 1为直流电源，E 2 为交流电源当开关 S 接“1”时，A、B 两灯均正常发光，C 灯不亮；当开关 S 接“2”时， A 灯仍正常发光，B 灯变暗，C 灯正常发光由此可知，a 元件应是_，b 元件应是_，c 元件应是_图 1813如图 19 所示为电子技术中的部分电路，前级输出的电流中
14、既有直流成分，又有交流成分，如果只需要把交流成分输送到下一级装置，应在 a、b 两点间接入一个_；如果只需把直流输送到下一级装置，应在 a、b 两点间接入一个_图 1914如图 20 所示，是一个判定 A、B 之间电源性质的仪器，自感系数和电容都较大若接通电源后只有绿灯亮，则 A、B 之间是什么电源？若只有红灯亮或黄灯亮，A、B之间电源又如何？图 20第五节 电容器对交变电流的作用答案课前预习练1电压 聚集 充电 离开 放电 充电 放电2容抗 电容 频率 12fC3串联 隔直 并联 高频 低频 旁路4AD 5.CD6AC 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
15、图中电容器隔直流，R 得到的是交流成分 A 正确，B 错误；乙图中电容器能通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R 得到的是低频成分，C 正确，D 错误课堂探究练1不亮 亮解析 直流电不能通过电容器，故灯泡不亮；交流电能够“通过”电容器，故灯泡亮2B 当交变电压加在两极板间时，造成两极板间的电压在周期性地变化，当电压升高时，给电容器充电，电压降低时，电容器放电在电路中形成充、放电电流，即电路中有交变电流“通过 ”，选项 B 正确 点评 当直流电路中接入电容器时，由于极板中间充满了绝缘介质，故充电后的电容器将阻隔直流电流；当交流电路中接入电容器时，由于极板的电压作周期性变化，电容器的带电量也会周期
16、性的增大或减小，电容器将会反复充电或放电，这也就是说，电容器可以通交流3AC 在电容器中插入电介质，电容增加，容抗减小，电流增加，灯泡变亮；同理，当频率增加时，容抗减小，灯泡也变亮；把电容器两极板间距离增大，将使电容减小，容抗增加，灯泡将变暗故正确答案为 A、C.4C 交变电流的频率越高、电容器的电容越大，电容器对交变电流的阻碍作用越小点评 电容器对交变电流的阻碍作用叫容抗，容抗大小的公式是 XC .12fC5见解析解析 (a) 中 C1起隔直流的作用，对下级输出的是交流，应选用电容较大的电容器( b)中C2起过滤高频的作用：若对下级输出直流，C 2选用容量较大的；若对下级输出低频， C2选用
17、容量小的图中的 C1串联在电路中，它的作用是 “通交流、隔直流” ，为了使交流成分都能顺利地通过，容抗必须较小，应选用电容较大的电容器图中的 C2并联在电路中，如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分，该电容器的作用是“通高频、阻低频” ，即对高频电流起旁路作用，而让需要的低频信号输入到下一级，一般取电容较小的电容器；如果输入的电流是直流和交流两种成分，该电容器的作用是滤去交流成分，把直流成分输入到下一极，这时要选用电容较大的电容器另外，选用电容器还须注意它的耐压值，以防被击穿6C 电容器在电路中要起到“隔直流、通交流”的作用，应选乙图电路要使交流成分都顺利通过电容器而输送到下一级，
18、则电容器的容抗要小，容抗与电容成反比，故 C 的电容要大点评 要把电路中直流成分和交流成分中的交流成分输送到下一级，电容器应串联在前、后级电路中，要把高频成分和低频成分中的低频成分输送到下一级，电容器应并联在后级电路中7见解析解析 当含有多种成分的电流输入到 C1两端，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，电流中的直流成分顺利通过 L，一小部分交流成分通过 L，到达 C2两端时，C 2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样在输出端便得到较稳定的直流电，这个直流电供电可使视机内芯正常工作8B L 是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作
19、用是“通低频，阻高频”，A 正确；C 是一个电容很小的电容器，在题图所示电路中，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，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所占的百分比，D 正确点评 要正确理解电阻、电感、电容对交流和直流的阻碍作用(1)电阻对交流、直流有相同的阻碍作用，交变电流频率变化时，阻碍作用不变(2)电感通直流阻交流，通低频阻高频(3)电容器通交流隔直流，通高频阻低频课后巩固练1CD 电流能“通过”电容器，并非电荷真的通过电容器两极板间的
20、电介质，而是交变电流交替对电容器充、放电，电容器中并未有自由电荷通过，但电路中有了电流，表现为交变电流通过了电容器2C 电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关，故选项 A 和 B 是错误的；当交变电源的频率减小时，电容器充、放电的速度减慢，电容器的容抗增大，电流减小，电灯变暗，故 C 对，D 错3C 电感线圈对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即 UL UR220 V，故交流电压表的示数小于 220 V，C 正确4A 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
21、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，电容器的电容也减小，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 的示数减小，C、 D 两项均错误5A 电压最大值不变，则其有效值也不变，当频率变大时，容抗变小，感抗变大，故 L1变亮，L 2变暗，即灯 L1的亮度高于灯 L2的亮度，A 项正确，B 项错误；若最大值大于 Um，频率不变，容抗、感抗均不变，故 L1、L 2的亮度都增大，但亮度相同，C 项错误，同理知 D 项错误6D 电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，因此，通过电阻的电流有效值不变；电感器对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数
22、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，通过电感线圈的电流有效值变小；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，在相同的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7CD 由于线圈直流电阻不为零，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；因为一般导线的直流电阻都很小，所以通过线圈的直流要比通过 R 的要大，D 正确8AC 电源由“220 V,50 H
23、z”改为“220 V,100 Hz”时，由 XL2fL，X C 可知 XL12fC变大，X C减小，A 变亮，B 变暗，C 不变，A 对、B 错；改接 220 V 直流电源时，电容器处于断路，A 灯熄灭，C 灯亮度不变，由于 L 对直流没有感抗，所以 B 灯变亮，C 对、D错9BD 这是一个实际应用问题，考查对电感、电容在高频、低频同时存在的电路中的综合作用只要抓住基础知识点，就可进行综合分析电路中的电感和电容作用可以简单概括为：电感通直流，阻交流，通低频，阻高频；电容通交流，隔直流，通高频，阻低频10BC 由于 L1和 L2的自感作用，R ，C 2，L 2，L 1所构成的闭合回路中产生较大的
24、电流，C 2，L 1，L 2可能烧坏，而 C1与 R 元件并联，由于 R 的保护 C1不会烧坏，选 B、C .11C 电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容应较小电感线圈在该电路中要求做到通低频、阻高频，所以它是一个高频扼流圈(自感系数较小的电感线圈)12电阻 电感器 电容器13电容器 电感器14绿灯亮 A、B 间接交流；红灯亮 A、B 间接直流且 A 端为正极；黄灯亮 A、B 间接直流且 B 端为正极解析 由于电容器 C 具有隔直流的特性，故只有绿灯亮时 A、B 之间必是交流电源，至于此时为什么红灯和黄灯不亮，则是由于线圈 L 具有阻交流的作用当 A、B 之间接入直流电时，绿灯不亮是肯定的，此时红灯亮还是黄灯亮，则必须考虑二极管 D1和 D2的单向导电性故 A、B 间接交变电流时，绿灯亮；A、B 间接直流电且 A 端是正极时红灯亮；A、B 间接直流电且 B 端是正极时黄灯亮
