徐地虎 庄勇飞

摘   要：电容器具有通交流、阻直流的特性，在含交流电源电路中电容器不断地进行充电和放电，宏观上表现为交流“通过”了电容器。电容器在通交流电时具有容抗，且电容器两端的电压与电流存在相位差。文章通过交流电路分析，得到容抗的表达式，分析影响容抗大小的因素，得出电压和电流之间的相位關系，并与纯电阻电路进行对比，最后分析电容器对交流电路动态变化的影响。

关键词：电容器;交流电路;动态变化;相位

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）3-0059-4

1    问题缘起

从江苏省南京市六校联合体2020届高三下学期5月联考第5题说起。

案例：如图1所示，电源为交流恒压源，即无论电路中的电阻如何变化，接入电路的交流电压始终保持恒定。R1、R2阻值保持不变，理想交流电压表■与理想交流电流表■的示数分别为U、I。当恒压交流源的频率变大时，理想电压表■与理想电流表■的示数变化量分别为ΔU、ΔI，下列说法正确的是（）

A. ■=R■

B. U变大，I变大

C. 灯泡变暗，I变小

D. ■=R■+R2

参考解答：恒压交流源的频率变大，根据容抗的表达式XC=■可知，容抗变小，电路的总阻值变小，干路中的电流增大，U变大，R1两端的电压变小，电流表读数变小，通过灯泡的电流增大，B、C选项都错;根据闭合电路欧姆定律ε=U+IR1可知，■=R■，答案选A。

在参考解答中，交流电源的频率增大，电容器的容抗减小，其他的分析过程与直流电路分析过程类似，相当于在直流电路中滑动变阻器阻值变小，但并没有考虑到容抗对应的电流与电压之间的相位关系，正是这个原因导致答案出现问题。……