第20卷 电容器充放电 福建省（学业水平考试）《电工基础考点双析卷》

编写说明：福建省（学业水平考试） 《电工基础》考点双析卷专辑，依据福建省中等职业学校学业水平考试《电工基础》科目考试说明编写。“考点双析卷”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷，助力师生构建“讲练结合” 的学习闭环，是中职学校师生应对职教高考首轮复习教学的得力助手。 本专辑第20卷精准对标福建省中等职业学校学业水平考试《电工基础》科目考试说明： （一）掌握内容：电容器充、放电电路的工作特点 福建省综合理论考试 《电工基础》 考点双析卷 第20卷 电容器充放电 学生练习卷 时间：60分钟 总分：100分 班级_______ 姓名_______ 学号_______ 成绩_______ 一、单选题（本大题共20小题，每小题2分，共40分） 1．在一个RC电路中，如果电阻的值增加，电容充电到达稳定状态所需的时间会如何（   ） A．增加 B．减少 C．不变 D．取决于电容的值 2．如图所示的电路中，电容器两端的电压 Uc为（  ） A．0 B．9V C．1V D．10V 3．一个电容器充电至半满需要的时间是τ。如果电容的电容量加倍，新的时间常数是多少（   ） A．τ B．2τ C．τ/2 D．τ/4 4．在如图所示的电路中，，，在开关S1和S2都断开的情况下，分别给和充电。使，，然后接通S1和S2，则为（   ） A．10V B．5V C．2.5V D．0V 5．如图所示，描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中不正确的有（   ） A． B． C． D． 6．当一个电容器放电时，放电电流与电容器两端电压之间的关系是：（   ） A．成正比 B．成反比 C．无关 D．复杂关系 7．电容器充放电过程中，电容器中的电流及两端电压呈______变化，充放电的快慢与______因素有关。（   ） A．线性，电容器的容量大小 B．线性，时间常数 C．非线性，电容器的容量大小 D．非线性，时间常数 8．电路如图所示，已知电容C1是电容C2的两倍，C1充过电，电压为U，C2未充电。如果将开关S闭合，那么电容C1两端的电压将是（   ） A． B． C． D． 9．两只电容器容量之比为2:1，把它们并联后接到电源上充电，充电完毕后它们的电场能之比是（   ） A．1:2 B．1:1 C．2:1 D．4:1 10．未充电的电容器与直流电压接通的瞬间（   ） A．电容量为零 B．电容器相当于开路 C．电容器相当于短路 D．电容两端为直流电压 11．一个电容器，当它接到220V直流电源上时，每个极板所带电荷量为q，若把它接到110V的直流电源上，则每个极板所带的电荷量为（    ） A．q B．2q C． D． 12．在一个RC电路中，增加电容的值会如何影响电路中的电流（   ） A．增加 B．减少 C．不变 D．取决于电阻的值 13．电容器的充电时间常数与以下哪个因素有关（   ） A．电容器的电压 B．电容器的电容 C．电路中的电阻 D．电路中的电流 14．在一个RC电路中，增加电阻的值会如何影响电容充电的速度（   ） A．增加 B．减少 C．不变 D．取决于电容的值 15．RC电路中，若电容器开始时未带电，关闭开关1秒钟后电容两端的电压是初始电压的63%。时间常数τ是多少（   ） A．1秒 B．2秒 C．0．5秒 D．1．5秒 16．某同学从插座上拔出万能能充电器后，充电器的批示灯继续亮了一会儿后才完全熄灭，此现象表明：（   ） A．电容器正在充电 B．电容器正在放电 C．220V照明电还没完全消失 D．电容器短路 17．一电容器由电源E通过充电，然后用转换开关使其向放电。若，充电时间常数为，放电时间常数为，应有（   ） A． B． C． D．无法比较 18．充电电容器时，电容器内的电场能量主要来源于：（   ） A．电压 B．电流 C．电荷 D．电阻 19．关于电容器放电过程的描述，以下哪个是正确的（   ） A．放电过程中，电容器内部电场能量增加。 B．放电过程中，电容器内部电压保持不变。 C．放电过程中，电容器内部电场能量逐渐减小。 D．放电过程中，电容器内部电流保持恒定。 20．电路如图所示，电容器两端的电压Uc为（   ） A．9V B．0 C．1V D．10V 二、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 21．电容器充电的时间常数由电容器的电容和电路中的电阻共同决定。( ) 22．电容器中只要有电荷就会有充放电电流。( ) 23．在放电电路中，电容器两端的电压变化率随时间的推移而增大。( ) 24．RC电路中，电容器充电到其电压的大约63%所需的时间称为放电时间常数。( ) 25．放电电流的方向与电容器两极板间电压的方向相同。( ) 26．电容器的充电过程就是电容器存储电荷和电场能的过程。( ) 27．RC电路中，放电时间常数是电阻值R和电容值C的乘积的倒数。( ) 28．电容器充放电时，电流都是越来越小。( ) 29．电容器放电时，电流和电压都是线性减小的。( ) 30．电容器充电后，与电源断开，当极板间的距离增大时，其极板间的场强减小。( ) 三、填空题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 31．使电容器带电的过程称为充电______。 32．将电容器两极板分别接到电源的正、负极上，使电容器两极板分别带上等量异号电荷，这个过程叫电容器的________过程。 33．一个电容为C的电容器在电路中放电至电压V所需的时间（放电时间）与其___成____。 34．如图所示电路中，开关S断开，两端电压两端电压为零。现将开关S闭合后电路再次稳定，两端电压为_____V。 35．如图所示的电路中，电容C1＝100μF，C2＝10μF，C1充电后两端的电压为110V，当开关S闭合时，电路稳定后C2两端电压为___。 四、简答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分） 36．简述什么是充电 37．简要解释RC电路中的瞬态过程是什么，并说明充电和放电过程中电容器电压的变化情况。 38．某电容实验点库如图所示，在将绝缘介质填入电容的过程中，电路中有无电流？若有电流方向如何？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：福建省（学业水平考试） 《电工基础》考点双析卷专辑，依据福建省中等职业学校学业水平考试《电工基础》科目考试说明编写。“考点双析卷”即围绕一个考点，一份是老师的讲解卷一份是学生的练习卷，助力师生构建“讲练结合” 的学习闭环，是中职学校师生应对职教高考首轮复习教学的得力助手。 本专辑第20卷精准对标福建省中等职业学校学业水平考试《电工基础》科目考试说明： （一）掌握内容：电容器充、放电电路的工作特点 福建省综合理论考试 《电工基础》 考点双析卷 第20卷 电容器充放电 学生练习卷 时间：60分钟 总分：100分 班级_______ 姓名_______ 学号_______ 成绩_______ 一、单选题（本大题共20小题，每小题2分，共40分） 1．在一个RC电路中，如果电阻的值增加，电容充电到达稳定状态所需的时间会如何（   ） A．增加 B．减少 C．不变 D．取决于电容的值 【答案】A 【详解】增加电阻的值会增加充电时间常数，因此充电到达稳定状态所需的时间会增加。 2．如图所示的电路中，电容器两端的电压 Uc为（  ） A．0 B．9V C．1V D．10V 【答案】D 3．一个电容器充电至半满需要的时间是τ。如果电容的电容量加倍，新的时间常数是多少（   ） A．τ B．2τ C．τ/2 D．τ/4 【答案】B 【详解】时间常数τ = RC，若电容量C加倍而电阻R保持不变，则时间常数τ也会加倍。 4．在如图所示的电路中，，，在开关S1和S2都断开的情况下，分别给和充电。使，，然后接通S1和S2，则为（   ） A．10V B．5V C．2.5V D．0V 【答案】C 5．如图所示，描述对给定的电容器充电时电量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像，其中不正确的有（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】对于给定的电容器，其电容大小由本身决定,与电容器的带电荷量Q和两极板间的电压U的大小无关，不能认为C与Q成正比,与U成反比，故A错误,B,D正确;而C图告诉我们电容器所带电荷量与极板间电压成正比，其比值即电容器的电容,C正确。故选A。 6．当一个电容器放电时，放电电流与电容器两端电压之间的关系是：（   ） A．成正比 B．成反比 C．无关 D．复杂关系 【答案】B 【详解】根据欧姆定律，放电电流与电容器两端电压成反比。 7．电容器充放电过程中，电容器中的电流及两端电压呈______变化，充放电的快慢与______因素有关。（   ） A．线性，电容器的容量大小 B．线性，时间常数 C．非线性，电容器的容量大小 D．非线性，时间常数 【答案】D 【详解】电容器充放电过程中，电流及电压呈指数规律变化，是非线性的；充放电的快慢由电路的组成决定，与时间常数有关。故选D。 答案：D 8．电路如图所示，已知电容C1是电容C2的两倍，C1充过电，电压为U，C2未充电。如果将开关S闭合，那么电容C1两端的电压将是（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】因为开关闭和C1给C2充电，所以两个电容为并联 所以 两个电容的电压相等 开关闭合前后电路中的电荷量不变 9．两只电容器容量之比为2:1，把它们并联后接到电源上充电，充电完毕后它们的电场能之比是（   ） A．1:2 B．1:1 C．2:1 D．4:1 【答案】C 【详解】电容器电场能 ，并联后,Q相同,故 。故选C。 10．未充电的电容器与直流电压接通的瞬间（   ） A．电容量为零 B．电容器相当于开路 C．电容器相当于短路 D．电容两端为直流电压 【答案】C 【详解】电容器的特性是两端电压不能突变。当未充电的电容器与直流电压接通的瞬间，电容器极板上还没有电荷积累，其两端电压为零，此时电容器对于电流的阻碍作用极小，相当于短路，电路中会有较大的充电电流通过。   C对 电容量是电容器本身的属性，与是否充电、是否接入电路等无关，不会为零，所以A错误。 “电容器相当于开路”一般是在电容器充电完成后，电路稳定时的状态，而不是接通瞬间的状态。B错 在接通瞬间，电容两端电压为零，而不是直流电压，随着充电进行，电容两端电压才会逐渐升高到等于直流电压，所以D错。 11．一个电容器，当它接到220V直流电源上时，每个极板所带电荷量为q，若把它接到110V的直流电源上，则每个极板所带的电荷量为（    ） A．q B．2q C． D． 【答案】C 12．在一个RC电路中，增加电容的值会如何影响电路中的电流（   ） A．增加 B．减少 C．不变 D．取决于电阻的值 【答案】C 【详解】电流不仅取决于电容的值，还取决于电压和电阻的关系。增加电容的值并不直接影响电流。 13．电容器的充电时间常数与以下哪个因素有关（   ） A．电容器的电压 B．电容器的电容 C．电路中的电阻 D．电路中的电流 【答案】C 【详解】C电容器的充电时间常数 τ = RC，与电路中的电阻 R 有关选项 A、B、D 错误，这些因素影响电容器的充电量和速率，但不是充电时间常数的决定因素 14．在一个RC电路中，增加电阻的值会如何影响电容充电的速度（   ） A．增加 B．减少 C．不变 D．取决于电容的值 【答案】A 【详解】增加电阻的值会增加电容充电的时间，因此充电速度会加快。 15．RC电路中，若电容器开始时未带电，关闭开关1秒钟后电容两端的电压是初始电压的63%。时间常数τ是多少（   ） A．1秒 B．2秒 C．0．5秒 D．1．5秒 【答案】A 【详解】根据充电方程V(t) = V_0(1 - e^{-t/τ})，在t = τ时，V(t)约为0.63V_0，故τ为1秒。 16．某同学从插座上拔出万能能充电器后，充电器的批示灯继续亮了一会儿后才完全熄灭，此现象表明：（   ） A．电容器正在充电 B．电容器正在放电 C．220V照明电还没完全消失 D．电容器短路 【答案】B 【详解】电容器正在放电，充电器的批示灯继续亮了一会儿后才完全熄灭，故选B。 17．一电容器由电源E通过充电，然后用转换开关使其向放电。若，充电时间常数为，放电时间常数为，应有（   ） A． B． C． D．无法比较 【答案】B 18．充电电容器时，电容器内的电场能量主要来源于：（   ） A．电压 B．电流 C．电荷 D．电阻 【答案】C 【详解】充电电容器时，电容器内的电场能量主要来源于电荷的积累。 19．关于电容器放电过程的描述，以下哪个是正确的（   ） A．放电过程中，电容器内部电场能量增加。 B．放电过程中，电容器内部电压保持不变。 C．放电过程中，电容器内部电场能量逐渐减小。 D．放电过程中，电容器内部电流保持恒定。 【答案】C 【详解】放电过程中，电容器内部电场能量逐渐减小，同时电压和电流随时间指数下降。 20．电路如图所示，电容器两端的电压Uc为（   ） A．9V B．0 C．1V D．10V 【答案】D 二、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 21．电容器充电的时间常数由电容器的电容和电路中的电阻共同决定。( ) 【答案】正确 【详解】电容器充电的时间常数 τ = RC，其中 R 为电路中的电阻， C 为电容器的电容。 22．电容器中只要有电荷就会有充放电电流。( ) 【答案】错误 【详解】这种说法是错误的。 只有当电容器两端的电压发生变化，导致电容器进行充电或放电时，电路中才会有充放电电流。 23．在放电电路中，电容器两端的电压变化率随时间的推移而增大。( ) 【答案】错误 【详解】放电过程中，电容器两端的电压变化率随时间的推移而减小。 24．RC电路中，电容器充电到其电压的大约63%所需的时间称为放电时间常数。( ) 【答案】错误 【详解】放电时间常数是指电容器放电到63%电压所需的时间，而不是充电。 25．放电电流的方向与电容器两极板间电压的方向相同。( ) 【答案】错误 【详解】放电电流的方向与电容器两极板间的电压方向相反，故错误。 26．电容器的充电过程就是电容器存储电荷和电场能的过程。( ) 【答案】正确 【详解】电容器是储存电荷和电场能的元件。电容器的充电过程，就是电容器储存电荷和电场能的过程，故正确。 27．RC电路中，放电时间常数是电阻值R和电容值C的乘积的倒数。( ) 【答案】正确 【详解】放电时间常数是RC的倒数，即( \tau =R/ C/1 )。 28．电容器充放电时，电流都是越来越小。( ) 【答案】正确 【详解】充电开始瞬间，充电电流最大。当电容器两端电压等于电源电压时，充电过程结束，电流变为零。所以，充电过程中电流是越来越小的。 放电开始瞬间，放电电流最大。当电容器两极板上的电荷量全部放完，两端电压为零，放电电流也变为零。所以，放电过程中电流同样是越来越小的。 29．电容器放电时，电流和电压都是线性减小的。( ) 【答案】错误 【详解】电容器放电时，电流和电压的变化曲线是指数曲线，不是线性减小。故表述错误。 30．电容器充电后，与电源断开，当极板间的距离增大时，其极板间的场强减小。( ) 【答案】错误 三、填空题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 31．使电容器带电的过程称为充电______。 【答案】充电 32．将电容器两极板分别接到电源的正、负极上，使电容器两极板分别带上等量异号电荷，这个过程叫电容器的________过程。 【答案】充电 33．一个电容为C的电容器在电路中放电至电压V所需的时间（放电时间）与其___成____。 【答案】 电容 正比 【详解】放电时间与电容成正比，电容越大，放电所需时间越长。 34．如图所示电路中，开关S断开，两端电压两端电压为零。现将开关S闭合后电路再次稳定，两端电压为_____V。 【答案】12 35．如图所示的电路中，电容C1＝100μF，C2＝10μF，C1充电后两端的电压为110V，当开关S闭合时，电路稳定后C2两端电压为___。 【答案】100V 四、简答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分） 36．简述什么是充电 【答案】使电容器两极板带上等量异性电荷的过程叫做电容器的充电。 37．简要解释RC电路中的瞬态过程是什么，并说明充电和放电过程中电容器电压的变化情况。 【答案】RC电路中的瞬态过程是指在电路中出现突然变化时，电容器电压和电流随时间变化的过程。在充电过程中，电容器的电压逐渐增加，按指数方式接近最终充电量。而在放电过程中，电容器的电压逐渐减小，同样以指数方式接近零。这一过程的快慢取决于电路中的电阻和电容值，充电时间常数τ是评估充电速度的关键指标。 38．某电容实验点库如图所示，在将绝缘介质填入电容的过程中，电路中有无电流？若有电流方向如何？ 【答案】有电流流过，方向为B-C-A。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $