《汽车电工电子基础》电容器（举一反三考点练）讲义

举一反三考点练 《汽车电工电子基础》电容器-讲义 1.理解电容和电容器的概念。 2.掌握平行板电容器的电容量的计算方法。 3.掌握电容器串联、并联电路的特点以及耐压能力的分析计算。 4.理解电容器充放电的过程，掌握电容器中电场能的计算。 知识点一 电容器的电容量 一、电容器的概念 电容器是由被绝缘物质隔开而又相互靠近的两个导体组合面形成的，用以储存和容纳电荷也简称为电容。任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都可以看作一个电容器。 二、电容量 电容量是表示电容器容纳电荷本领的物理量，简称电容，用字母C表示，电容的单位是F（法拉），实际应用中常用的单位有μF（微法）和pF（皮法）。对于一个给定的电容器，其所带电荷量与两极板间的电压的比值为一个常数，即为电容，用公式表示为 最简单的电容器为平行板电容器。平行板电容器的电容与电介质的介电常数及极板间的正对面积成正比，与两极板间的距离成反比，用公式表示为 （单项选择题）电容器是由（ ）隔开而又相互靠近的两个导体组合面形成的。 A. 导电物质 B. 绝缘物质 C. 半导体物质 D. 超导物质 【答案】B 【解析】根据知识点，电容器是由被绝缘物质隔开而又相互靠近的两个导体组合面形成的，B 选项正确。导电物质、半导体物质、超导物质都不满足电容器中绝缘的要求，A、C、D 选项错误。 1. 电容量的单位是（ ） A. V（伏特） B. A（安培） C. F（法拉） D.Ω（欧姆） 【答案】C 【解析】文中明确指出电容量简称电容，用字母 C 表示，电容的单位是 F（法拉），C 选项正确。V（伏特）是电压的单位，A 选项错误；A（安培）是电流的单位，B 选项错误；Ω（欧姆）是电阻的单位，D 选项错误。 2. 任何两个彼此（ ）而又相互靠近的导体，都可以看作一个电容器。 A. 绝缘 B. 导电 C. 串联 D. 并联 【答案】A 【解析】从 “任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，都可以看作一个电容器” 可知，A 选项正确。导电、串联、并联都不符合电容器的构成条件，B、C、D 选项错误。 3. 对于一个给定的电容器，其电容等于（ ） A. 所带电荷量 B. 两极板间的电压 C. 所带电荷量与两极板间电压的比值 D. 两极板间的距离 【答案】C 【解析】根据 “对于一个给定的电容器，其所带电荷量与两极板间的电压的比值为一个常数，即为电容”，C 选项正确。A 选项只是构成电容公式中的一个量；B 选项同样只是公式中的一个量；D 选项两极板间的距离是影响平行板电容器电容大小的因素之一，并非电容的定义，所以 A、B、D 选项错误。 1. 最简单的电容器是（ ） A. 电解电容器 B. 可变电容器 C. 平行板电容器 D. 云母电容器 【答案】C 【解析】从 “最简单的电容器为平行板电容器” 可知，C 选项正确。电解电容器、可变电容器、云母电容器都不是最简单的电容器，A、B、D 选项错误。 2. 平行板电容器的电容与（ ）成反比。 A. 电介质的介电常数 B. 极板间的正对面积 C. 两极板间的距离 D. 所带电荷量 【答案】C 【解析】根据 “平行板电容器的电容与电介质的介电常数及极板间的正对面积成正比，与两极板间的距离成反比”，C 选项正确。A、B 选项与电容成正比；D 选项所带电荷量会影响电容器两极板间电压，但不是影响平行板电容器电容大小的直接因素，所以 A、B、D 选项错误。 3. 若平行板电容器两极板间的距离增大，其他条件不变，则其电容（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】B 【解析】因为平行板电容器的电容与两极板间的距离成反比，当两极板间的距离增大，其他条件不变时，其电容会减小，B 选项正确。A、C、D 选项错误。 · 电容器是由绝缘且靠近的两导体构成，可储存电荷。电容量表示其容纳电荷的本领，单位有法拉、微法、皮法 。其中，平行板电容器较为简单，其电容大小受电介质、极板面积和间距影响 。 知识点二 电容器的充电与放电 充电：电容器的充电过程，就是在电容器中储存电荷的过程，即把电源的能量转换成电场能储存在电容器中的过程。 在对电容器充电的过程中，充电电流在充电开始瞬间跳变到最大值，随后按指数规律减小到零，即；随着充电的进行，电容器两极板上聚集的异种电荷不断增多，其两极板间的电压也不断地按指数规律升高到电源电动势，即。 放电：电容器的放电过程，就是电容器将原来储存的电荷释放出去的过程，也即电容器将原已储存的电场能释放出去，转换成其他形式能量的过程。 在对电容器放电的过程中，放电电流在放电开始瞬间跳变到最大值，随后按指数规律减小到零，即；随着放电的进行，电容器两极板上聚集的异种电荷不断减少，其两极板间的电压也不断地按指数规律降低到零，即。 在电容器充电过程中，下列说法正确的是（ ） A. 充电电流一直保持最大值 B. 两极板间电压一直不变 C. 电容器两极板上的异种电荷不断增多 D. 充电电流按线性规律减小 【答案】C 【解析】根据知识点，在对电容器充电的过程中，充电电流在充电开始瞬间跳变到最大值，随后按指数规律减小到零，所以 A、D 选项错误；随着充电的进行，电容器两极板上聚集的异种电荷不断增多，其两极板间的电压也不断地按指数规律升高到电源电动势，B 选项错误，C 选项正确。 1. 电容器放电时，放电电流和两极板间电压的变化规律是（ ） A. 放电电流先减小到零，两极板间电压再降低到零 B. 放电电流按指数规律减小到零，两极板间电压也按指数规律降低到零 C. 放电电流保持不变，两极板间电压逐渐降低 D. 放电电流先增大后减小，两极板间电压先降低后升高 【答案】B 【解析】文中提到在对电容器放电的过程中，放电电流在放电开始瞬间跳变到最大值，随后按指数规律减小到零，同时电容器两极板上聚集的异种电荷不断减少，其两极板间的电压也不断地按指数规律降低到零，所以 B 选项正确，A、C、D 选项错误。 2. 关于电容器在电路中的作用，下列说法正确的是（ ） A. 电容器在电路中主要起耗能作用 B. 电容器只能充电，不能放电 C. 电容器是储能元件，在电路中不断进行能量的储存和释放 D. 电容器能将其他形式的能量转化为电能 【答案】C 【解析】由 “在含有电容器的电路中，电容器处在不断充电和放电的过程中，即电容器在电路中不断地进行着能量的储存和释放，而它自身并不消耗能量，所以电容器是储能元件” 可知，C 选项正确。电容器不耗能，A 选项错误；电容器既能充电也能放电，B 选项错误；电容器是储存和释放电能，不是将其他形式能量转化为电能，D 选项错误。 3.在电容器的充放电过程中，下列物理量按指数规律变化的有（ ） ①充电电流 ②放电电流 ③充电时两极板间电压 ④放电时两极板间电压 A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③④ 【答案】D 【解析】从知识点可知，在电容器充电过程中，充电电流按指数规律减小到零，两极板间电压按指数规律升高到电源电动势；在放电过程中，放电电流按指数规律减小到零，两极板间电压按指数规律降低到零，所以①②③④都按指数规律变化，D 选项正确。 1.当电容器两极板间电压达到电源电动势时，此时（ ） A. 充电结束 B. 开始放电 C. 充电电流达到最大值 D. 电容器被击穿 【答案】A 【解析】随着充电的进行，电容器两极板间的电压不断地按指数规律升高到电源电动势，此时充电结束，A 选项正确。达到电源电动势并不意味着开始放电，B 选项错误；充电开始瞬间电流达到最大值，C 选项错误；仅电压达到电源电动势，一般情况下电容器不会被击穿，D 选项错误。 2. 电容器放电过程中，能量的转换是（ ） A. 电能转化为化学能 B. 电场能转化为其他形式的能量 C. 机械能转化为电能 D. 其他形式的能量转化为电场能 【答案】B 【解析】电容器的放电过程，是将原已储存的电场能释放出去，转换成其他形式能量的过程，B 选项正确。A、C、D 选项的能量转换描述均不符合放电过程的实际情况。 3. 在含有电容器的电路中，电容器持续处于（ ） A. 只充电状态 B. 只放电状态 C. 充电 - 放电 - 充电的循环状态 D. 既不充电也不放电状态 【答案】C 【解析】由 “在含有电容器的电路中，电容器处在不断充电和放电的过程中” 可知，电容器持续处于充电 - 放电 - 充电的循环状态，C 选项正确，A、B、D 选项错误。 · 电容器的充电是储存电荷、将电源能量转为电场能的过程，充电电流初始达最大值后按指数规律减为零，两极板电压按指数规律升至电源电动势；放电则是释放电荷、把电场能转换为其他形式能量的过程，放电电流一开始达最大值后按指数规律降为零，两极板电压按指数规律降为零。在电路中，电容器不断充放电，储存和释放能量，自身不耗能，是储能元件。 知识点三 电容器的种类和选用 电容器通交流、隔直流的特点在电路中得到广泛应用。因此，根据使用场合和技术要求，人们生产了各种各样的电容器 一、电容器的种类 电容器的种类很多，按电介质材料不同，可分为纸介质电容器、金属膜电容器、云母电容器和电解电容器等:按电容器是否可调，又分为固定电容器和可变电容器。在诸多电容器中，有一类电容器叫电解电容器，在使用中要特别注意其极性，接入电路时，标有“+”极端接高电位（或电源正极），否则电容器会被击穿而损坏。 二、电容器的选用 选用电容器的主要依据是电路的工作环境、电容量和耐压。耐压就是电容器的额定工作电压，指电容器长期工作时所能承受的最高电压。对固定电容器而言，电容器一般都标有误差。按电容器质量高低，误差分为五级，范围在+1%~+20%之间（00级的+1%;0级的+2%;级的+5%;Ⅱ级的+10%;Ⅲ级的+20%）。 按电介质材料分类，电容器不包括以下哪种（ ） A. 纸介质电容器 B. 固定电容器 C. 云母电容器 D. 金属膜电容器 【答案】B 【解析】文中明确提到 “按电介质材料不同，可分为纸介质电容器、金属膜电容器、云母电容器和电解电容器等”，而固定电容器是按电容器是否可调来分类的，并非按电介质材料分类，所以 B 选项符合题意，A、C、D 选项不符合要求。 1. 关于电解电容器，下列说法正确的是（ ） A. 没有极性之分 B. 接入电路时，标有 “+” 极端可接低电位 C. 若接反可能会被击穿损坏 D. 属于可变电容器 【答案】C 【解析】从 “在诸多电容器中，有一类电容器叫电解电容器，在使用中要特别注意其极性，接入电路时，标有‘+’极端接高电位 （或电源正极），否则电容器会被击穿而损坏” 可知，电解电容器有极性之分，A 选项错误；标有 “+” 极端应接高电位，B 选项错误；接反会被击穿损坏，C 选项正确；文中未提及电解电容器属于可变电容器，且通常电解电容器多为固定电容，D 选项错误。 2. 选用电容器时，不需要考虑的因素是（ ） A. 电路的工作环境 B. 电容器的价格 C. 电容量 D. 耐压 【答案】B 【解析】根据 “选用电容器的主要依据是电路的工作环境、电容量和耐压”，可知电路的工作环境、电容量、耐压都是选用电容器需要考虑的因素，而电容器的价格在文中未提及是选用依据，所以 B 选项符合题意，A、C、D 选项不符合要求。 3. 已知某固定电容器标有“误差等级Ⅰ级”，则该电容器的误差范围是（ ） A. ±1% B. ±2% C. ±5% D. ±10% 【答案】C 【解析】文中表明 “按电容器质量高低，误差分为五级，范围在 + 1%~+20% 之间 （00 级的 + 1%；0 级的 + 2%；Ⅰ 级的 + 5%；Ⅱ 级的 + 10%；Ⅲ 级的 + 20%）”，所以误差等级为 Ⅰ 级的电容器，其误差范围是 ±5%，C 选项正确，A、B、D 选项错误。 1. 下列电容器中，使用时需要特别关注极性的是（ ） A. 纸介质电容器 B. 金属膜电容器 C. 电解电容器 D. 云母电容器 【答案】C 【解析】由知识点可知，在各类电容器中，只有电解电容器在使用中要特别注意其极性，接入电路时，标有 “+” 极端接高电位 （或电源正极），否则会被击穿损坏，而纸介质电容器、金属膜电容器、云母电容器文中未提及有极性要求，所以 C 选项正确，A、B、D 选项错误。 2. 可变电容器与固定电容器的分类依据是（ ） A. 电介质材料 B. 电容器的形状 C. 电容器是否可调 D. 电容器的容量大小 【答案】C 【解析】从 “按电容器是否可调，又分为固定电容器和可变电容器” 可知，可变电容器与固定电容器的分类依据是电容器是否可调，C 选项正确。按电介质材料分类是分为纸介质电容器等不同类型，A 选项错误；文中未提及按电容器的形状和容量大小来区分可变和固定电容器，B、D 选项错误。 3. 某电路的工作电压为 220V，在选用电容器时，其耐压值合理的是（ ） A. 110V B. 220V C. 250V D. 200V 【答案】C 【解析】因为耐压就是电容器的额定工作电压，指电容器长期工作时所能承受的最高电压。为保证电容器能安全工作，其耐压值应大于电路的工作电压。A 选项 110V 和 D 选项 200V 均小于 220V，不合适；B 选项 220V 等于电路工作电压，在实际情况中，考虑到电压波动等因素，也不安全；C 选项 250V 大于 220V，较为合理，所以 C 选项正确，A、B、D 选项错误。 · 电容器因具备通交流、隔直流的特性，在电路中应用广泛。其种类丰富，按电介质材料可分为纸介质、金属膜、云母、电解电容器等；按是否可调，可分为固定和可变电容器，其中电解电容器使用时需注意极性，接错易被击穿。选用电容器时，主要依据电路的工作环境、电容量和耐压，且固定电容器一般标有误差，依质量高低分为五级 ，误差范围在 + 1% - +20% 之间。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$