含电容的交流电路分析(一)

6．(双选)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( )

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

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( )

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

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( )

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

8．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( )

A．L的作用是“通低频，阻高频” B．C的作用是“通交流，隔直流” C．C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

远程输电

4．(双选)下列关于电能输送的说法中正确的是( ) A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济

B．减小输电导线上功率损失的惟一办法是采用高压输电

C．减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积

D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率的大小、距离远近、技术和经济条件等

1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列计算输电线损耗的式子中，不正确的是( )

U1－U22U21A． B．

RR

C．I2R D．I(U1－U2)

2．(双选)某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是( )

UP0A．输电线上的电流I＝ B．输电线上的电流I＝ RU

P02U2

C．输电线上损失的功率P＝()R D．输电线上损失的功率P＝

UR

6．如图1所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述错误的是( )

图1

A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗

C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好

4．(双选)某小型水电站的电能输送示意图如图2所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )

n2n3n2n3A.> B.< n1n4n1n4

C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 5．发电机的端电压220 V，输出电功率44 kW，输电导线

的电阻为0.2 Ω，如果用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户；则

(1)画出全过程的线路示意图； (2)求用户得到的电压和功率；

(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率．

6．(双选)在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则下列关系式正确的是( )

U2SP2ρL

A．P′＝ B．P′＝2

ρLUS

2

PρLUS

C．P用＝P－ D．P用＝P(1－2)

ρLUS

含电容的交流电路分析

6．AC

[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．]

3．AC [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.]

6．C [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．]

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．

8．B

[L是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“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

远程输电

4．AD 1．A

2U线

[输电线的损耗P损＝I2R线＝＝IU线

R线

其中U线＝U1－U2，故B、C、D正确，A不正确．]

点评

U2U2线线

2

计算功率损失常用公式P损＝I线R线和P损＝，特别在利用P损＝时要注R线R线

意U线是R线上的电压．

U线

P0

[输电线上的电流I线＝＝故A错误，B正确；输电线上的功率损失P

UR

2．BC

U2线

P022

＝I线R＝()R＝，故C正确，D错误．]

UR

P输

点评

由功率损失P＝()2R线知：当输送功率P

U输

输

一定时减少输电线上功率损失

的方法为提高输电电压或减小输电导线的电阻．

6．C

[导线的横截面积越大，导线的电阻越小，电能损失就越小，A对；在输送

P

功率一定的前提下，提高输送电压U，由I＝知，能减小电流I，从而减小发热损耗，B

U

P

对；若输送电压一定，由I＝知，输送的电功率P越大，I越大，发热损耗就越多，C

U错；高压输电时要综合考虑材料成本、技术、经济性等各种因素，不是电压越高越好，D对．]

4．AD

[由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输

U2n2U3n3

入功率．P出－P损＝P入，故D正确.＝，＝，因为U1＝200 VU3

U1n1U4n4＝

n2n3U2－U线，故>，选项A正确．]

n1n4

点评

在理解电压关系时，可把输电线路理解为三个闭合回路．如下图所示

第一个回路发电机是电源，升压变压器的原线圈是用电器，若输电线电阻忽略则有U

发

＝U1；第二个回路升压变压器副线圈是电源，降压变压器的原线圈为用电器，则有

U2＝U线＋U3；第三个回路降压变压器副线圈为电源，用户为用电器，若输电线电阻忽略则有

U4＝U用．

5．(1)见解析 (2)219.6 V 4.392×104 W (3)180 V 3.6×104 W 解析 (1)示意图如下图所示

(2)升压变压器次级的输出电压 n210

U2＝U1＝×220 V＝2 200 V

n11

据升压变压器输出电功率等于输入电功率知，升压变压器次级输出电流

3P44×10I2＝＝ A＝20 A

U22 200

输电线路上的电压损失和功率损失分别为 UR＝I2R＝20×0.2 V＝4 V

2PR＝I2R＝202×0.2 W＝80 W

加到降压变压器初级上的输入电流和电压为 I3＝I2＝20 A

U3＝U2－UR＝2 200 V－4 V＝2 196 V 降压变压器次级的输出电压和电流为 n41U4＝·U3＝×2 196 V＝219.6 V

n310n3I4＝·I＝10×20 A＝200 A

n43用户得到的功率为

P4＝I4U4＝200×219.6 W＝4.392×104 W

(3)若不采用高压输电，用220 V低压直接供电时，电路如下图所示，则输电电流I＝

3

P44×10＝ A＝200 A，输电线路上的电压损失 U1220

UR′＝IR＝200×0.2 V＝40 V 所以用户得到的电压为

U4′＝U1－UR′＝220 V－40 V＝180 V

用户得到的功率为P4′＝IU4′＝200×180 W＝3.6×104 W 方法总结

(1)求解远距离输电的关键是熟悉输电线路图，并画出示意图，把需要

的物理量都标在图中的相应位置上．

(2)分别在“三个回路”以及“两个变压器”上找各物理量的关系，特别注意以升压变压器的副线圈、输电线、降压变压器的原线圈组成的回路，在此回路中利用电路知识分析电压关系和功率关系．

LP

6．BD [输电线电阻R＝ρ，输电电流I＝，故输电线上损失的电功率为P′＝I2R

SU

P2LP2ρLPρL＝Uρ＝2，用户得到的电功率为P用＝P－P′＝P1－2.故B、D正确．]

SUSUS方法总结

在远距离输电问题中，也要时刻注意能量守恒这一线索，即发电机的总功

率应等于线路上损失的热功率和用户得到的功率之和(在不考虑变压器自身的能量损失的

条件下)．