第8练 电容元件 江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练的第8练，内容涵盖1-2-1 电容元件。 江苏省（职教高考）机电类 一课一练 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 第8练 第一单元 电路基础 第二章 电容与电感 第一节 电容元件 一、判断题 1．电容的国际单位是法拉F这是一个非常大的单位实际常用μF和pF（ ） 【答案】A（正确） 【解析】C=Q/U是电容的定义式。1F=10⁶μF=10¹²pF。电容大小取决于极板面积、极板间距和介质材料与Q和U无关。 二、单项选择题 2．将两个电容器串联使用时等效电容减小但总耐压提高；将电容器并联使用时等效电容增大但耐压不变。下列关于电容串并联规律正确的是（ ） A．串联等效电容C=C₁+C₂耐压取各电容耐压之和 B．并联等效电容1/C=1/C₁+1/C₂耐压不变 C．串联等效电容1/C=1/C₁+1/C₂耐压提高 D．并联等效电容C=C₁+C₂耐压取各电容耐压最小值 【答案】C 【解析】串联：1/C=1/C₁+1/C₂等效电容减小理想且分压均匀时总耐压可提高，实际应考虑容量、漏电和均压措施。并联：C=C₁+C₂等效电容增大耐压不变等于各电容中最小的耐压值。与电阻的串并联规律恰好相反需注意区分。 3．电容器充电过程中电容器两端的电压和电流的变化规律为（ ） A．电压瞬间达到电源电压电流从零开始增大 B．电压和电流同时达到最大值 C．电压保持不变电流逐渐减小 D．电压从零指数上升电流从最大值指数下降 【答案】D 【解析】RC充电：uC=U(1-e^(-t/τ))指数上升i=U/R·e^(-t/τ)指数下降。τ=RC时间常数τ越大充放电越慢。经5τ可认为充放电基本完成。 4．技术人员将两个电容器C₁=2μF和C₂=3μF串联后接入150V直流电源。已知两个电容的耐压均为100V。关于这两个电容在电路中的分压和工作状态下列判断正确的是（ ） A．两电容承受的电压相同均为75V可以安全工作 B．C₁承受电压90VC₂承受60VC₁可能被击穿 C．串联后耐压提高到200V可安全接150V D．串联后电容值增大可储存更多电荷 【答案】C 【解析】串联分压与电容成反比：U₁:U₂=C₂:C₁=3:2。总电压150V故U₁=90VU₂=60V。C₁承受90V<100V安全C₂承受60V<100V安全。串联后等效电容C=(2×3)/(2+3)=1.2μF减小。 5．用万用表电阻挡检测大容量电解电容时红黑表笔分别接电容两端。若指针向右偏转较大角度后缓慢返回接近∞位置说明（ ） A．电容已击穿短路 B．电容内部断路 C．电容漏电严重 D．电容正常充放电功能良好 【答案】A 【解析】指针式万用表检测电容：偏转表明正在充电（正常）缓慢返回∞表明绝缘良好（正常）。不偏转，断路；偏转不返回，短路或漏电；偏转很小，容量减小。 三、填空题 6．电容器的电容量C等于极板所带____与两极板间____的比值。电容的国际单位是____简称____。电容串联的等效电容公式为____总电容____于任一分电容；电容并联的等效电容公式为____总电容____于任一分电容。 【答案】电荷量；电压；法拉；法；1/C=1/C₁+1/C₂；小；C=C₁+C₂；大 【解析】电容串并联规律与电阻相反：电阻串联增大阻值电容并联增大容值。原因：电容C∝1/d串联相当于增大间距d。 7．RC电路的时间常数τ=____单位为____。在充电过程中经过____个时间常数电容电压上升到电源电压的____%；经过____个时间常数充电基本完成（达到99.3%）。时间常数越大充放电越____。 【答案】RC；秒；1；63.2；5；慢 【解析】τ=RC。1τ充至63.2%放电降至36.8%。5τ充至99.3%。时间常数是表征暂态过程快慢的重要参数。 四、分析计算题 8．三个电容器C₁=2μFC₂=4μFC₃=6μF。先将C₂和C₃并联再与C₁串联接在U=30V的直流电源上。请计算：（1）总等效电容C；（2）C₁两端电压U₁和C₂两端电压U₂。 【答案】（1）C₂∥C₃=4+6=10μF。总电容C=(C₁×C并)/(C₁+C并)=(2×10)/(2+10)=20/12≈1.67μF。（2）串联电容电荷量相等Q=CU=1.67×30≈50μC。U₁=Q/C₁=50/2=25V。U₂=U₃=Q/C并=50/10=5V。验证U₁+U₂=25+5=30V=电源电压。 【解析】混联电容先并后串。串联电容电荷量相等电压与电容成反比：U₁:U₂=C₂:C₁=10:2=5:1符合。 五、综合分析题 9．某电子电路中需要储能电容器在断电后为电路提供短暂电能。设计要求：电容充电至U=12V储存能量W=0.072J。电路允许使用的电容器耐压值均为25V电容规格有100μF220μF470μF1000μF。请回答：（1）计算所需电容的容量并选择合适规格。（2）若用两个电容器组合来实现需要的容量应如何连接？写出两种方案并比较。（3）电容器放电时若负载电阻R=100Ω计算放电时间常数并估算电压降至5V以下所需时间。 【答案】（1）W=½CU²，C=2W/U²=2×0.072/144=0.144/144=0.001F=1000μF。选用1000μF/25V规格电容器耐压25V>12V满足要求。（2）方案一：两个470μF并联C=470+470=940μF≈1000μF接近要求。方案二：两个2200μF串联C=2200×2200/(2200+2200)=1100μF略大也可用。并联更简单但体积大；串联耐压提高但容量减半。（3）τ=RC=100×1000×10⁻⁶=0.1s。放电电压uC=Ue^(-t/τ)降至5V时5=12e^(-t/0.1)e^(-t/0.1)=5/12取对数t/0.1=-ln(5/12)≈0.875，t≈0.088s。约经0.1s电压降至5V以下。 【解析】储能电容W=½CU²。时间常数τ=RC决定放电快慢。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 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：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练的第8练，内容涵盖1-2-1 电容元件。 江苏省（职教高考）机电类 一课一练 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 第8练 第一单元 电路基础 第二章 电容与电感 第一节 电容元件 一、判断题 1．电容的国际单位是法拉F这是一个非常大的单位实际常用μF和pF（ ） 二、单项选择题 2．将两个电容器串联使用时等效电容减小但总耐压提高；将电容器并联使用时等效电容增大但耐压不变。下列关于电容串并联规律正确的是（ ） A．串联等效电容C=C₁+C₂耐压取各电容耐压之和 B．并联等效电容1/C=1/C₁+1/C₂耐压不变 C．串联等效电容1/C=1/C₁+1/C₂耐压提高 D．并联等效电容C=C₁+C₂耐压取各电容耐压最小值 3．电容器充电过程中电容器两端的电压和电流的变化规律为（ ） A．电压瞬间达到电源电压电流从零开始增大 B．电压和电流同时达到最大值 C．电压保持不变电流逐渐减小 D．电压从零指数上升电流从最大值指数下降 4．技术人员将两个电容器C₁=2μF和C₂=3μF串联后接入150V直流电源。已知两个电容的耐压均为100V。关于这两个电容在电路中的分压和工作状态下列判断正确的是（ ） A．两电容承受的电压相同均为75V可以安全工作 B．C₁承受电压90VC₂承受60VC₁可能被击穿 C．串联后耐压提高到200V可安全接150V D．串联后电容值增大可储存更多电荷 5．用万用表电阻挡检测大容量电解电容时红黑表笔分别接电容两端。若指针向右偏转较大角度后缓慢返回接近∞位置说明（ ） A．电容已击穿短路 B．电容内部断路 C．电容漏电严重 D．电容正常充放电功能良好 三、填空题 6．电容器的电容量C等于极板所带____与两极板间____的比值。电容的国际单位是____简称____。电容串联的等效电容公式为____总电容____于任一分电容；电容并联的等效电容公式为____总电容____于任一分电容。 7．RC电路的时间常数τ=____单位为____。在充电过程中经过____个时间常数电容电压上升到电源电压的____%；经过____个时间常数充电基本完成（达到99.3%）。时间常数越大充放电越____。 四、分析计算题 8．三个电容器C₁=2μFC₂=4μFC₃=6μF。先将C₂和C₃并联再与C₁串联接在U=30V的直流电源上。请计算：（1）总等效电容C；（2）C₁两端电压U₁和C₂两端电压U₂。 五、综合分析题 9．某电子电路中需要储能电容器在断电后为电路提供短暂电能。设计要求：电容充电至U=12V储存能量W=0.072J。电路允许使用的电容器耐压值均为25V电容规格有100μF220μF470μF1000μF。请回答：（1）计算所需电容的容量并选择合适规格。（2）若用两个电容器组合来实现需要的容量应如何连接？写出两种方案并比较。（3）电容器放电时若负载电阻R=100Ω计算放电时间常数并估算电压降至5V以下所需时间。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $