2012届交变电流传感器教学案（师）--陈立其(3)

第3课时 电感和电容对交变电流的影响 传感器

【知识梳理】

1．电感对交变电流的作用：“通直流，阻交流；通低频，阻高频” 2．电容对交变电流的作用：“隔直流，通交流；通高频，阻低频”

【典型例题】

例1．如图所示，把电阻、电感器、电容器并联接到一交变电流源上，三个电流表的示数相同．若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3大小的关系是（ D ）

A．I1=I2=I3 B．I1＞I2＞I3 C．I2＞I1＞I3 D．I3＞I1＞I2

例2．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示．根据图线分析可知 ( )

A．原处于冷态的PTC电熨斗比普通电熨斗升温快 B．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T0～T6之间 C．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T6～T7之间 D．PTC电熨斗不能自动控制温度

U2

解析：冷态时PTC材料电阻小，由P＝知其发热功率大升温快，A对．由

R

图可知，温度较低时，PTC材料电阻小，热功率大，生热大于散热，温度升高，电阻迅速增大，生热功率会减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻减小，生热功率会增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中T6～T7之间，实现自动控制温度，所以C对，B、D错．

答案：AC

例3．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图3所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10000 V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了．下列说法中正确的是( )

A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的

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B．汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压

C．接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压 D．汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数

解析：汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧．汽油机是借助于变压

器在通入原线圈中电压(12 V)断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压(10000 V)，而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确．

答案：AD

例4．如图4是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是 ( ) A．常温时上下触点是接触的

B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲

C．原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下调一些 D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些

解析：双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热(题图螺旋状部分)，当温度升高到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分离，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又接触接通电路．

调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离的温度升高，上提弹性铜片，可降低触点的分离温度，从而实现了调温控制．

答案：ABD

例5．（武汉市2008届五月模拟）在收音机电路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图所示的电路图，图中虚线框a和b内只用一个电容或电感，那么（ AC ） A．a是电容，用来通高频阻低频 B．a是电感，用来阻交流通直流 C．b是电感，用来阻高频通低频 D．b是电容，用来阻高频通低频

【巩固练习】

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1．如图所示L为电感线圈，C为电容，A、B为两只相同的灯泡，将他们接在电压为U的交变电流源上，两灯泡的亮度相同，若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列关于两灯泡发光情况说法正确的是 （ C ）

A．两灯泡亮度不变

B．A灯泡亮度不变，B灯泡变亮 C．A灯泡变暗，B灯泡变亮 D．A灯泡变亮，B灯泡变暗

2．如图所示为电子技术中常用的电路之一。a图前级输入为低频交流与直流成份，b图前级输入为高频交流与直流成份，c图前级输入为高频交流与低频交流。下列叙述正确的是 (ABC )

A．图a中后级输出只有交流成分 B．图b中后级输出只有直流成分 C．图c中后级输出只有低频交流成分 D．图c中后级输出只有高频交流成分

3．“二分频”，音箱内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，L1和L2级是线圈，C1和C2是电容器（ BD ） A．甲扬声器是高音扬声器

B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流

4． 两个相同的白炽灯泡L1和L2接到如图1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间接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新

的正弦交流电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度．新电源两极的电压最大值和频率可能是 ( )

A．最大值仍为Um，而频率大于f B．最大值仍为Um，而频率小于f C．最 大值大于Um，而频率仍为f D．最大值小于Um，而频率仍为f 1．解析：根据电感、电容对交变电流的作用，电源频率可能减小了，故选B. 答案：B

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5．（2010四川卷）.图甲所示电路中，A1、A2、A3 为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1~t2时间内

A．电流表A1的示数比A2的小 B．电流表A2的示数比A3的小 C．电流表A1和A2的示数相同

D．电流表的示数都不为零 答案：C

【解析】由B-t图像知在t1-t2时间内，原线圈中磁场先负向减小后正向增大，则副线圈中磁通量是均匀变化的，根据法拉第电磁感应定律在副线圈中产生的感应电流大小不变，再根据楞次定则可判断负向较小时和正向增大时感应电流的方向相同，则在t1-t2时间内副线圈中个电流为稳恒电流，所以A1和A2的示数相同，A3的示数为0，正确答案C。

6．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图5所示．Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中有( )

A．电容变大

B．电容变小

C．导线AB中有向左的电流 D．导线AB中有向右的电流

εS

解析：膜片右移时，由于板间距离d变小，由C＝知，A对；由Q

4πkd＝CU知，C对，D错．

答案：AC

【课后作业】

7．如图6所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况，以下说法中错误的是( )

A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大 B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

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C．在测定地球赤道上磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化 答案：C

8．全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器控制其动作的，当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2运动，牵引排水阀的活塞，排出污水，牵引电磁铁的结构如图7所示，以下说法正确的是( )

A．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为N极，B端为S极

B．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为S极，B端为N极

C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中 D．若a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线圈中

解析：根据磁化现象和磁极间同名磁极相斥，异名磁极相吸原理易判断B、D正确． 答案：BD

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