2017_2018学年高中物理第2章交变电流第4节电容器在交流电路中的作用练习教科版选修3_6319.pdf

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1、.第 4 节 电容器在交流电路中的作用 1电容器导通交流电的实质是由于两极板间的电压在周期性地变化,使电容器反复地_和_,虽然电容器的两极板间并没有电流通过,但在连接电容器和电源的电路中却形成_ 2电容器对交流电的阻碍作用称为_,它的大小跟_有关,还跟交流电的_有关,即_ 3在电子技术中,在两级电路间串联一个电容器来阻止直流成分通过,这种电容器叫_；在下级电路的输入端并联一个电容器,通过电容器滤除高频干扰信号,这种电容器叫_ 4电容器对交变电流影响的以下说法中正确的是 A电容器对交变电流有阻碍作用 B电容器对交变电流的阻碍作用越小,容抗就越大 C电容器具有通直流、隔交流,通低频、阻高频的作用

2、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如图 1 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 1 A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,当开关打到直流电上,灯泡_,当开关打到交流电上,灯泡_.图 2 2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

3、电容器,电路中才有交变电流 B当电容器接到交流电源上时,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 3 A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C15F 和C23F 的电容器,分别加在峰值一定的交流电源上,在下列各情况下,哪一种情况通过电容器的电流强度最大 A在C1

4、上所加交变电流频率为 50Hz B在C2上所加交变电流频率为 50Hz C在C1上所加交变电流频率为 60Hz D在C2上所加交变电流频率为 60Hz 方法技巧练 隔直电容和旁路电容的使用技巧 5如图 4 所示,、两电路是电容器的两种不同连接方式,它们各在什么情况下采用？应该怎样选用电容器？图 4 6 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 5 A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 1对交流电流通过

5、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 2如图 6 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 6 A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在图 7 所示的电路中,C为电容器,L 为灯泡,电流总内阻为零,电压表内阻无穷大,若保持交流电源的电压的有效值不变,只将电源频率增大,下列说法中正确的有 图 7 A电

6、流表示数增大 B电压表示数增大 C灯泡变亮 D灯泡变暗 4 如图 8 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 8 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使电容器两极板间距离增大 题 号 1 2 3 4 答 案 5.电容对交变电流的阻碍作用称为_ 6交变电流的频率越高,电容器的电容越大,容抗越_,即XC_.7 在电子技术中要把信号从前级输出后送到后级,常常使用如图 9、10 所示的两个电路进行信号的传输.图 9 图 10 图 9 中电容器叫_,通过它的是_成分,它的电容一般较_

7、 图 10 中电容器叫_,通过它的是_成分,它的电容一般较_ 图 11 8 如图 11 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 9使用 220V 交流电源的电器设备和电子仪器,金属外壳和电源之间都有很好的绝缘,但是,有时候用手触摸外壳仍感到麻手,用测试笔测试氖管也会发光,为什么会有这种现象？第 4 节 电容器在交流电路中的作用 课前预习练 1充电 放电 交变电流 2容抗 电容 频率 XC错误!3隔直电容 旁路电容 4AD 5AC 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

8、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,由于极板的电压做周期性变化,电容器的带电量也会周期性的

9、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 交流电的频率越高、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 电容器对交流的阻碍作用叫容抗,容抗大小的公式是XC错误!.5C1起隔直的作用,对下级输入的是交流,应选用电容较大的电容器C2起过滤高频的作用：若对下级输入直流,C2选用容量较大的；若对下级输入低频,C2选用容量小的 解析 图中的C1串联在电路中,它的作用是通

10、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级,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,则电容器的容抗要小,容抗与电容成反比,故C的电容要大 方法

11、总结 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 课后巩固练 1 CD 电流能通过电容器,并非电荷真的通过电容器两板间的电介质,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 4A 当发电机转速增加时,交变电流的频率

12、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 两项均错误故正确答案为 A.5容抗 6大 错误!7隔直电容 交流 大 旁路电容 高频 小 8 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 9与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板,电源中的交变电流能够通过这个电容器所以为了确保安全,电器设备和电子仪器的金属外壳都应该接地