第19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19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19卷 电容器充放电 教师讲解卷 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．电容器充电过程中，以下哪个描述是正确的（   ） A．电容器内部电场能量逐渐减小。 B．电容器的电压随着时间增长呈线性增加。 C．电容器内部电场能量逐渐增加。 D．电容器内部电流保持恒定。 2．如图所示，先接通S给电容器充电，然后断开S。当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电压U的变化情况是（   ） A．Q变小，C不变，U不变 B．Q变小，C变小，U不变 C．Q不变，C变小，U变大 D．Q不变，C变大，U变小 3．在直流电路中，电容器的充电过程中电流如何变化（   ） A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．始终保持不变 D．随时间呈现正弦变化 4．如图所示电路中，C1=C2=1μF，C1已充电，两极板之间的电压为100V，当开关S闭合时，电容器两端的电压变为（   ） A．各为100V B．各为50V C．各为0V，因为C1向C2放电 D．C1上电压为0V，C2上为100V 5．在电容器充电过程中，哪个量是呈指数增长的（   ） A．充电电流 B．充电电压 C．充电时间 D．充电能量 6．在电容器放电过程中，电荷的流动方向是：（   ） A．从电容器的正极板向负极板 B．从电容器的负极板向正极板 C．在电容器内循环流动 D．无法确定 7．电源的电动势E、电容量为C1、C2电容连接成图所示的电路先将开关S接到1处，C1充满电后再将开关接至2处，则C2充电后带电量是（   ） A． B． C． D． 8．如图所示，，已充电，两极板之间的电压为100V。当开关S闭合时，电容器两端的电压（   ） A．各为100V B．各为50V C．各为0 D．为0，为100V 9．电路如图所示，若E=8V，，C=0.5μF，则电容器C所带的电荷量为（   ） A．0 B． C． D． 10．将30μF的电容器从电压100V充电到200V，增加了（    ）的电场能量。 A．0.15J B．0.6J C．0.75J D．0.45J 11．在电容器的充放电过程中，电路中的电流（   ） A．只是瞬间穿过电容器的内部 B．始终增大 C．始终没有穿过电容器的内部 D．开始减小，后来增大 12．电容器的时间常数与以下哪个因素有关（   ） A．电容器的极性 B．电容器的电压 C．电容器的电流 D．电容器的电容量和电阻 13．当一个电容器完全充电后，关闭开关，会发生什么（   ） A．电容器迅速放电 B．电容器保持其电荷不变 C．电容器电压立刻跌至零 D．电容器电压缓慢增加 14．电路如图所示，已知C=20μF，C=5μF，电容C1在500V的电压充电后，当S闭合后C2两端电压为（   ） A．100 V B．400 V C．500 D．250 V 15．在RC电路中，时间常数τ增加的影响是什么（   ） A．电容器充电和放电更快 B．电容器充电和放电速度不变 C．电容器充电和放电更慢 D．电容器只能充电，不能放电 16．在如图所示电路中，，，，换路前电路已处于稳态。当开关断开瞬间，电容器将通过、放电，则放电瞬态过程的时间常数为（   ） A． B． C． D． 17．在一个RC电路的放电过程中，若电阻值突然增加，电容两端电压的变化会如何（   ） A．电压衰减速度加快 B．电压衰减速度减慢 C．电压立即跌至零 D．电压不受影响 18．RC电路放电过程中，电容两端电压的变化遵循哪个方程（   ） A．V(t) = V_0 e^{t/τ} B．V(t) = V_0 (1 - e^{-t/τ}) C．V(t) = V_0 e^{-t/τ} D．V(t) = V_0 (1 + e^{-t/τ}) 19．如图所示，已知，充过电，电压为，未充过电。若将S合上，则电容器两端的电压为（    ） A． B． C． D． 20．电路如图所示，已知电容C1是电容C2的3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．U/2 B．3U/4 C．2U/3 D．U 二、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 21．电容器的充放电时间常数τ等于电容与其等效串联电阻的乘积。( ) 22．在电容器的充电过程中，电路中的充电电流从0到最大。( ) 23．电容器的充电过程中，电荷量随时间的变化符合线性关系。( ) 24．电容器放电过程中，极板上的电荷量是逐渐增加的。( ) 25．RC电路中，放电时间常数与电容器的容量成反比。( ) 26．电容器充电结束后，两极板间电压等于零。( ) 27．电容器放电时，电容器两极之间的电压会逐渐增加。( ) 28．电容器充放电时电路中就有电流，充放电结束后就没有电流。( ) 29．电容器在放电过程中，电荷量随时间呈指数衰减。( ) 30．电容充电时，电流从正极板流入，负极板流出；放电时则相反。( ) 三、填空题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 31．电容器在充放电过程中，其电流与电压的变化率______。 32．在电容器充电电路中，已知电容C＝1μF，在时间间隔为0.01s内，电容器上的电压从2V升高到12V，那么在这段时间内电容器的充电电流为______，如果在时间间隔0.1s内，电容器上的电压升高10V，则充电电流为______。 33．放电过程中，电容器两端的电流_________。 34．已知某电容器电容，如图所示。 （1）若电容电压由开始按50V/s直线上升，则________； （2）若电容器电压为220V恒定不变，则________。 35．如图所示的电路中，已知电容C1＝100μF，C2＝10μF，C1两端的电压为55V。当开关S闭合时，C1两端的电压降为___。 四、简答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分） 36．当电容器充完电与电源断开后，当改变电容器的正对面积S、改变电容器极板间距d时，电容C及电容器板间场强E如何变化？ 37．两个电容器，，分别充电至，，然后用导线将它们相连。分别试求下列两种情况下图（a）和图（b）导线中迁移的电荷量。 38．简述电容器放电过程的规律。 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19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19卷 电容器充放电 教师讲解卷 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．电容器充电过程中，以下哪个描述是正确的（   ） A．电容器内部电场能量逐渐减小。 B．电容器的电压随着时间增长呈线性增加。 C．电容器内部电场能量逐渐增加。 D．电容器内部电流保持恒定。 【答案】C 【详解】在充电过程中，电容器内部电场能量逐渐增加，而电压随时间增长呈指数增长。 2．如图所示，先接通S给电容器充电，然后断开S。当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电压U的变化情况是（   ） A．Q变小，C不变，U不变 B．Q变小，C变小，U不变 C．Q不变，C变小，U变大 D．Q不变，C变大，U变小 【答案】C 【详解】电容器充电完成后断开，两极板所带电荷量保持不变，由可知，增大两极板间距时，变小，根据可知，两极板间的电压变大。故C正确。 3．在直流电路中，电容器的充电过程中电流如何变化（   ） A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．始终保持不变 D．随时间呈现正弦变化 【答案】B 【详解】B在直流电路中，电容器充电时，电流先大后小，直到达到稳态选项 A 错误，电流不会在充电过程中先增大后减小；选项 C 错误，电流会随着电容器的充电而变化；选项 D 错误，正弦变化描述的是交流电路中的电流变化。 4．如图所示电路中，C1=C2=1μF，C1已充电，两极板之间的电压为100V，当开关S闭合时，电容器两端的电压变为（   ） A．各为100V B．各为50V C．各为0V，因为C1向C2放电 D．C1上电压为0V，C2上为100V 【答案】B 5．在电容器充电过程中，哪个量是呈指数增长的（   ） A．充电电流 B．充电电压 C．充电时间 D．充电能量 【答案】B 【详解】在充电过程中，电容器上的电压会呈指数增长，直到达到供电电压。 6．在电容器放电过程中，电荷的流动方向是：（   ） A．从电容器的正极板向负极板 B．从电容器的负极板向正极板 C．在电容器内循环流动 D．无法确定 【答案】A 【详解】放电过程中，电荷会从电容器的正极板向负极板流动。 7．电源的电动势E、电容量为C1、C2电容连接成图所示的电路先将开关S接到1处，C1充满电后再将开关接至2处，则C2充电后带电量是（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】当开关S接到1处时:C1充电，此时C，两端的电压等于电源电动势B。。根据电容的定义式Q= CU（Q为电荷量，C为电容，U为电压），可得C1的电荷量Q1= C1E。当开关S接到2处时:C1与C2并联，并联后总电容C总=C1+C2。。由于电荷守恒，并联前后总电荷量不变，仍为Q1=CE。并联后总电压 此时C2两端的电压也为U总 ，则C2的电荷量 故选C。 8．如图所示，，已充电，两极板之间的电压为100V。当开关S闭合时，电容器两端的电压（   ） A．各为100V B．各为50V C．各为0 D．为0，为100V 【答案】B 9．电路如图所示，若E=8V，，C=0.5μF，则电容器C所带的电荷量为（   ） A．0 B． C． D． 【答案】C 10．将30μF的电容器从电压100V充电到200V，增加了（    ）的电场能量。 A．0.15J B．0.6J C．0.75J D．0.45J 【答案】D 【详解】 11．在电容器的充放电过程中，电路中的电流（   ） A．只是瞬间穿过电容器的内部 B．始终增大 C．始终没有穿过电容器的内部 D．开始减小，后来增大 【答案】C 12．电容器的时间常数与以下哪个因素有关（   ） A．电容器的极性 B．电容器的电压 C．电容器的电流 D．电容器的电容量和电阻 【答案】D 【详解】电容器的时间常数 ( \tau ) 由电容量和电阻决定，公式为 ( \tau = RC )。 13．当一个电容器完全充电后，关闭开关，会发生什么（   ） A．电容器迅速放电 B．电容器保持其电荷不变 C．电容器电压立刻跌至零 D．电容器电压缓慢增加 【答案】B 【详解】当开关关闭，电容器从电路中隔离开，没有放电路径，因此保持其电荷和电压不变，直到有放电途径或自放电发生。 14．电路如图所示，已知C=20μF，C=5μF，电容C1在500V的电压充电后，当S闭合后C2两端电压为（   ） A．100 V B．400 V C．500 D．250 V 【答案】B 15．在RC电路中，时间常数τ增加的影响是什么（   ） A．电容器充电和放电更快 B．电容器充电和放电速度不变 C．电容器充电和放电更慢 D．电容器只能充电，不能放电 【答案】C 【详解】时间常数τ = RC越大，电容器充电和放电的速度越慢，因为电容器电压变化的指数衰减或增长更缓慢。 16．在如图所示电路中，，，，换路前电路已处于稳态。当开关断开瞬间，电容器将通过、放电，则放电瞬态过程的时间常数为（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】开关断开瞬间，电容器放电，，则时间常数。故B正确。 17．在一个RC电路的放电过程中，若电阻值突然增加，电容两端电压的变化会如何（   ） A．电压衰减速度加快 B．电压衰减速度减慢 C．电压立即跌至零 D．电压不受影响 【答案】B 【详解】电阻增加导致时间常数增加（τ = RC），因此电容两端的电压衰减速度将减慢。 18．RC电路放电过程中，电容两端电压的变化遵循哪个方程（   ） A．V(t) = V_0 e^{t/τ} B．V(t) = V_0 (1 - e^{-t/τ}) C．V(t) = V_0 e^{-t/τ} D．V(t) = V_0 (1 + e^{-t/τ}) 【答案】C 【详解】在RC电路的放电过程中，电容两端的电压按照指数衰减的规律变化，满足方程V(t) = V_0 e^{-t/τ}，其中V_0是初始电压，τ是时间常数。 19．如图所示，已知，充过电，电压为，未充过电。若将S合上，则电容器两端的电压为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 20．电路如图所示，已知电容C1是电容C2的3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．U/2 B．3U/4 C．2U/3 D．U 【答案】B 【详解】电路中总电压为U，C1和C2串联故，故选B。 二、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 21．电容器的充放电时间常数τ等于电容与其等效串联电阻的乘积。( ) 【答案】正确 22．在电容器的充电过程中，电路中的充电电流从0到最大。( ) 【答案】错误 23．电容器的充电过程中，电荷量随时间的变化符合线性关系。( ) 【答案】错误 【详解】电容器的充电过程中，电荷量随时间的变化符合指数函数关系。 24．电容器放电过程中，极板上的电荷量是逐渐增加的。( ) 【答案】错误 【详解】电容器放电过程中，极板上的电荷量是逐渐减少的。故错误。 25．RC电路中，放电时间常数与电容器的容量成反比。( ) 【答案】错误 【详解】放电时间常数与电容器的容量成正比，即电容器容量越大，放电时间常数越长。 26．电容器充电结束后，两极板间电压等于零。( ) 【答案】错误 27．电容器放电时，电容器两极之间的电压会逐渐增加。( ) 【答案】错误 【详解】放电过程中，电容器两极之间的电压会逐渐减小。 28．电容器充放电时电路中就有电流，充放电结束后就没有电流。( ) 【答案】正确 【详解】当电容器连接到电源进行充电时，由于电荷在电路中定向移动，所以电路中存在电流。不过，随着电容器两端电压不断接近电源电压，电荷移动的驱动力逐渐减小，充电电流也会逐渐减小。当电容器两端电压等于电源电压时，充电过程结束，此时电荷不再定向移动，电路中的电流变为零。 当充电后的电容器通过电阻等元件放电时。电容器一个极板上的正电荷与另一个极板上的负电荷相互吸引，从而使电荷在电路中定向移动形成放电电流。 随着放电的进行，电容器极板上的电荷量逐渐减少，电容器两端的电压也逐渐降低，放电电流也会逐渐减小。当电容器极板上的电荷全部中和，即电容器两端电压为零时，放电过程结束，电路中不再有电荷定向移动，电流也就消失了。 29．电容器在放电过程中，电荷量随时间呈指数衰减。( ) 【答案】正确 30．电容充电时，电流从正极板流入，负极板流出；放电时则相反。( ) 【答案】正确 【详解】充电时正极板积累正电荷，电流流入；放电时正电荷流出正极板，电流方向相反，表述正确。 三、填空题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 31．电容器在充放电过程中，其电流与电压的变化率______。 【答案】成正比 32．在电容器充电电路中，已知电容C＝1μF，在时间间隔为0.01s内，电容器上的电压从2V升高到12V，那么在这段时间内电容器的充电电流为______，如果在时间间隔0.1s内，电容器上的电压升高10V，则充电电流为______。 【答案】 1mA 0.1mA 33．放电过程中，电容器两端的电流_________。 【答案】增大 【详解】放电开始时，电流很大，但随着电容器电压的减小，电流逐渐减小，直至放电结束。 34．已知某电容器电容，如图所示。 （1）若电容电压由开始按50V/s直线上升，则________； （2）若电容器电压为220V恒定不变，则________。 【答案】 5mA 0 35．如图所示的电路中，已知电容C1＝100μF，C2＝10μF，C1两端的电压为55V。当开关S闭合时，C1两端的电压降为___。 【答案】50V 四、简答题（本大题共3小题，每小题10分，共30分） 36．当电容器充完电与电源断开后，当改变电容器的正对面积S、改变电容器极板间距d时，电容C及电容器板间场强E如何变化？ 【答案】当电容器充完电后与电源断开，电容器上的电荷量Q不变。由可知，若S增大，则U将减小，也减小；若d增大，则U也增大，不变。 37．两个电容器，，分别充电至，，然后用导线将它们相连。分别试求下列两种情况下图（a）和图（b）导线中迁移的电荷量。 【答案】   38．简述电容器放电过程的规律。 【答案】当已充电电容器被短路时，产生放电电流。放电电流起先大，然后逐渐减少到0。放电电流的方向与充电电流的方向相反。因为： （1）开关闭合时，已充电的电容器通过电阻、LED灯进行放电。在开关闭合瞬间，由于电容器两端电压为E， 此时流经电阻、LED灯的放电电流为最大值，其方向与充电电流方向相反，用“-”表示。 （2）在放电过程中，已充电的电容器通过电阻、LED 灯连接，负极板上的负电荷通过开关、导线、 LED灯、电阻移到正极板上，与正电荷中和，形成放电电流。随着放电的继续，电容器上的电荷不断被中和，电容器两端电压逐渐下降，放电电流也随之减小。 （3）放电完毕，电压和电流均为零，此时放电过程结束，电路处于稳定状态。 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 $