第6卷 电容器串并联电路耐压能力的分析计算 浙江省（单独招生考试）《电工技术基础与技能》（高教版·第四版） 单元过关卷

浙江省（单独招生考试）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第四版） 电容器串并联电路耐压能力的分析计算 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 两个电容器，F，F，并联后接到6V电源上，它们储存的总能量是（ ） A. 1.08×1 B. 2.16×1 C. 3.24×1 D. 4.32×1 2. 两个同容量的电容器与串后接于电压为U的电网上运行时，其与的电压之比为（ ） A. 4∶1 B. 2∶1 C. 1∶2 D. 1∶1 3. 在图中，已知，当单独对充电达端电压U后，闭合S与未充电的连成闭合回路，则两端的电压将变为（ ） A. B. C. D. U 4. 两个电容量和额定电压均相同的电容器串联使用时，若考虑理想均压，其电容组的最高允许电压为（ ） A. 等于单只电容器额定电压 B. 小于单只电容器额定电压 C. 等于两只额定电压之和 D. 等于两只额定电压之差 5. 额定电压均为100 V的2 μF电容器和4 μF电容器串联后接在150 V直流电源上，忽略漏电差异时，下列判断正确的是（ ） A. 2 μF电容承受100 V，电路可用 B. 4 μF电容承受100 V，电路可用 C. 2 μF电容承受50 V，电路过压 D. 4 μF电容承受50 V，电路过压 6. 三个电容器并联使用，额定电压分别为25 V、50 V和63 V，则该并联电容组允许加上的最高电压应取（ ） A. 25 V B. 50 V C. 63 V D. 138 V 7. 在如图所示的电路中，，。将闭合，待电路稳定后，电容器C中容纳一定的电荷，然后将也闭合，则电容器C中的电荷将（ ） A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断 8. 若几个电容器串联后接入电路，其等效电容与各单只电容相比，一般具有的特点是（ ） A. 大于最大单只电容 B. 等于各电容平均值 C. 小于最小单只电容 D. 等于各电容之和 9. 两只10 μF、50 V的电容器串联使用，并假定电压能均匀分配，则该电容组的总耐压能力为（ ） A. 25 V B. 50 V C. 75 V D. 100 V 10. 如图所示的电路中，电容器两端的电压 为（ ） A. 0 B. 9V C. 1V D. 10V 11. 在高电压直流电路中，多个电解电容器串联使用时，常在每只电容器两端并接均压电阻，其主要目的是（ ） A. 减小各电容的等效容量 B. 平衡各电容的分担电压 C. 提高各电容的充电电流 D. 改变各电容的连接极性 12. 两只20 μF、50 V的电容器并联后使用，该电容组的等效电容和最高允许电压分别为（ ） A. 10 μF，100 V B. 20 μF，100 V C. 40 μF，50 V D. 40 μF，25 V 13. 两个电容值不相等的电容器串联接在直流电源上并达到稳定后，承受电压较高的是（ ） A. 电容量较小的电容器 B. 电容量较大的电容器 C. 额定电压较高的电容器 D. 外形尺寸较大的电容器 14. 电路如图所示，已知电容是电容的两倍，充过电，电压为U，未充电。如果将开关S闭合，那么电容两端的电压将是（ ） A. B. C. D. 15. 电容器串联电路中，各只电容器在充电完成后具有的共同特点是（ ） A. 两端电压一定相同 B. 所带电荷量相同 C. 额定电压一定相同 D. 电容量数值相同 16. 有两只额定电压均为63 V的电容器串联用于100 V直流电路，若两只电容器电容量相差较大，最应注意的问题是（ ） A. 等效电容可能大于单只电容 B. 电压分配可能导致单只过压 C. 总电压可能低于电源电压 D. 电荷分配可能完全不相等 17. 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 18. 标称为2 μF、耐压100 V的电容器与标称为4 μF、耐压100 V的电容器串联使用，不考虑漏电和均压电阻时，该串联电容组两端最高允许直流电压约为（ ） A. 最高约为120 V B. 最高约为150 V C. 最高约为180 V D. 最高约为200 V 19. 一只耐压50 V的电容器与一只耐压100 V的电容器并联使用时，该并联电容组的最高工作电压应按（ ） A. 最高按50 V选取 B. 最高按75 V选取 C. 最高按100 V选取 D. 最高按150 V选取 20. 三只容量相同、耐压均为50 V的电容器串联使用，在电压分配均匀的条件下，该电容组的最高允许直流电压约为（ ） A. 允许约为50 V B. 允许约为100 V C. 允许约为120 V D. 允许约为150 V 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 耐压为220V的电容器可以接到工频220V的交流电上。（ ） 22. 电容器并联后，电容组的耐压值等于各电容器额定耐压值之和。（ ） 23. 几只容量和额定耐压均相同的电容器串联使用，在电压分配均匀时，电容组的耐压能力可近似按只数成倍提高。（ ） 24. 两只不同容量的电容器串联接入直流电路时，容量较大的电容器分得的电压较高。（ ） 25. 图为RC电路的充电时，和i的时间变化曲线（ ） 26. 采用电容器串联的方法可以提高电容组的耐压能力，但串联后的等效电容会小于任一单只电容器的电容量。（ ） 27. 电容器并联可以增大电容组的等效电容量，但不能使电容组的最高允许工作电压超过最低额定耐压值。（ ） 28. 10 μF、100 V的电容器与20 μF、100 V的电容器串联接在150 V直流电源上时，20 μF电容器会先超过额定耐压。（ ） 29. 2 μF、50 V的电容器与4 μF、100 V的电容器串联使用时，该电容组可以安全承受150 V直流电压。（ ） 30. 两个耐压值均为100 V的电容器并联使用时，电容器组允许承受的最高电压仍为100 V，不能按两个耐压值相加计算。（ ） 三、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 31. 如图所示电路，已知，，它们的额定工作电压分别为100V、200V和150V。试求等效电容及最大安全工作电压。 32. 有电容为0.25μF，耐压为300V和电容为0.5μF，耐压为250V的两个电容； （1）若将它们串联起来，它们能承受的最高工作电压是多少；总电容又是多少。 （2）若将它们并联起来，它们能承受的最高工作电压是多少；总电容又是多少。 33. 如下图所示的直流稳压电源的焊接电路图。试： （1）将未接入的元件补画完整； （2）元器件安装正确无误后，在变压器一次侧接220V交流电、测量AB、负载两端的电压应将万用表分别置于何档？若将可调电阻置于480，则AB、两端的电压是多少？ （3）说明电解电容、的最小耐压值； （4）说明电容的作用； （5）若用万用表测得AB两端的电压只有20V，说明电路中各元件是否正常，若不正常，请找出故障元件，此时负载两端的电压怎样变化？ 34. 某电子设备维修时，需要用两只规格相同的电容器组成电容器组。每只电容器的电容量为4 μF，额定耐压为100 V。现将两只电容器串联后接入直流电路。 （1）计算该电容器组的等效电容量。 （2）若电源电压为180 V，计算每只电容器两端承受的电压。 （3）判断该串联电容器组能否安全接入该电路，并说明理由。 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 $ 浙江省（单独招生考试）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第四版） 电容器串并联电路耐压能力的分析计算 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 两个电容器，F，F，并联后接到6V电源上，它们储存的总能量是（ ） A. 1.08×1 B. 2.16×1 C. 3.24×1 D. 4.32×1 【答案】C 【解析】并联总电容C = 3μF，根据能量公式W=C2，计算得W= 3.24×1，选C。 2. 两个同容量的电容器与串后接于电压为U的电网上运行时，其与的电压之比为（ ） A. 4∶1 B. 2∶1 C. 1∶2 D. 1∶1 【答案】D 【解析】两个同容量电容器串联时，串联支路中各电容器所带电荷量相等。电容两端电压满足，由于，所以，故电压之比为，答案选D。 3. 在图中，已知，当单独对充电达端电压U后，闭合S与未充电的连成闭合回路，则两端的电压将变为（ ） A. B. C. D. U 【答案】C 4. 两个电容量和额定电压均相同的电容器串联使用时，若考虑理想均压，其电容组的最高允许电压为（ ） A. 等于单只电容器额定电压 B. 小于单只电容器额定电压 C. 等于两只额定电压之和 D. 等于两只额定电压之差 【答案】C 【解析】相同电容器串联时，在理想均压条件下每只电容器承受相同电压，因此总耐压能力可按各只额定电压相加估算。实际应用中还应考虑均压措施和安全裕量。 5. 额定电压均为100 V的2 μF电容器和4 μF电容器串联后接在150 V直流电源上，忽略漏电差异时，下列判断正确的是（ ） A. 2 μF电容承受100 V，电路可用 B. 4 μF电容承受100 V，电路可用 C. 2 μF电容承受50 V，电路过压 D. 4 μF电容承受50 V，电路过压 【答案】A 【解析】串联电容器所带电荷相同，电压与电容量成反比。2 μF电容器承受100 V，4 μF电容器承受50 V，均未超过额定电压，所以该串联电路可用。 6. 三个电容器并联使用，额定电压分别为25 V、50 V和63 V，则该并联电容组允许加上的最高电压应取（ ） A. 25 V B. 50 V C. 63 V D. 138 V 【答案】A 【解析】电容器并联时各电容器两端电压相同。为保证每只电容器不过压，并联电容组的最高允许电压应按额定电压最低的一只确定。 7. 在如图所示的电路中，，。将闭合，待电路稳定后，电容器C中容纳一定的电荷，然后将也闭合，则电容器C中的电荷将（ ） A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法判断 【答案】B 8. 若几个电容器串联后接入电路，其等效电容与各单只电容相比，一般具有的特点是（ ） A. 大于最大单只电容 B. 等于各电容平均值 C. 小于最小单只电容 D. 等于各电容之和 【答案】C 【解析】电容器串联时，等效电容的倒数为各电容倒数之和。因此串联后的等效电容一定小于其中最小的单只电容。 9. 两只10 μF、50 V的电容器串联使用，并假定电压能均匀分配，则该电容组的总耐压能力为（ ） A. 25 V B. 50 V C. 75 V D. 100 V 【答案】D 【解析】两只参数相同的电容器串联时，每只承担总电压的一半。在理想均压条件下，总耐压能力为两只电容器额定电压之和，即100 V。 10. 如图所示的电路中，电容器两端的电压 为（ ） A. 0 B. 9V C. 1V D. 10V 【答案】D 11. 在高电压直流电路中，多个电解电容器串联使用时，常在每只电容器两端并接均压电阻，其主要目的是（ ） A. 减小各电容的等效容量 B. 平衡各电容的分担电压 C. 提高各电容的充电电流 D. 改变各电容的连接极性 【答案】B 【解析】串联电容器实际漏电流可能不同，导致各只电容器分担电压不均。并接均压电阻可使电压分配更接近设计值，防止个别电容器过压损坏。 12. 两只20 μF、50 V的电容器并联后使用，该电容组的等效电容和最高允许电压分别为（ ） A. 10 μF，100 V B. 20 μF，100 V C. 40 μF，50 V D. 40 μF，25 V 【答案】C 【解析】电容器并联时，等效电容为各电容之和，所以为40 μF。并联时各电容器两端电压相同，最高允许电压仍为50 V。 13. 两个电容值不相等的电容器串联接在直流电源上并达到稳定后，承受电压较高的是（ ） A. 电容量较小的电容器 B. 电容量较大的电容器 C. 额定电压较高的电容器 D. 外形尺寸较大的电容器 【答案】A 【解析】串联电容器所带电荷相同，各电容器两端电压与电容量成反比。电容量越小，在串联回路中分担的电压越高。 14. 电路如图所示，已知电容是电容的两倍，充过电，电压为U，未充电。如果将开关S闭合，那么电容两端的电压将是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】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 15. 电容器串联电路中，各只电容器在充电完成后具有的共同特点是（ ） A. 两端电压一定相同 B. 所带电荷量相同 C. 额定电压一定相同 D. 电容量数值相同 【答案】B 【解析】串联电路中通过各电容器的电荷量相同，因此各只电容器所带电荷量相同。若电容量不同，各自两端电压通常不同。 16. 有两只额定电压均为63 V的电容器串联用于100 V直流电路，若两只电容器电容量相差较大，最应注意的问题是（ ） A. 等效电容可能大于单只电容 B. 电压分配可能导致单只过压 C. 总电压可能低于电源电压 D. 电荷分配可能完全不相等 【答案】B 【解析】不同电容量的电容器串联时，电压按电容量成反比分配，电容量较小的电容器可能承受较高电压。即使总电压低于额定电压之和，也可能出现单只电容器过压。 17. 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 18. 标称为2 μF、耐压100 V的电容器与标称为4 μF、耐压100 V的电容器串联使用，不考虑漏电和均压电阻时，该串联电容组两端最高允许直流电压约为（ ） A. 最高约为120 V B. 最高约为150 V C. 最高约为180 V D. 最高约为200 V 【答案】B 【解析】电容器串联时各电容器带电荷量相同，分得的电压与电容量成反比。2 μF电容器分得电压是4 μF电容器的2倍，当2 μF电容器达到100 V时，4 μF电容器为50 V，因此总电压最高约为150 V。 19. 一只耐压50 V的电容器与一只耐压100 V的电容器并联使用时，该并联电容组的最高工作电压应按（ ） A. 最高按50 V选取 B. 最高按75 V选取 C. 最高按100 V选取 D. 最高按150 V选取 【答案】A 【解析】电容器并联时各电容器两端电压相同，因此并联电容组的耐压能力受耐压最低的电容器限制。若按高于50 V使用，耐压50 V的电容器可能被击穿。 20. 三只容量相同、耐压均为50 V的电容器串联使用，在电压分配均匀的条件下，该电容组的最高允许直流电压约为（ ） A. 允许约为50 V B. 允许约为100 V C. 允许约为120 V D. 允许约为150 V 【答案】D 【解析】容量相同的电容器串联时电压平均分配，每只电容器最多承受50 V。三只串联时总允许电压约为三只电容器耐压之和，即150 V。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 耐压为220V的电容器可以接到工频220V的交流电上。（ ） 【答案】错误 【解析】耐压值是指电容器在正常工作时能够承受的最大直流电压，而工频220V是交流电，其峰值电压会超过电容器的耐压值，从而导致电容器被击穿，损坏电容器。故表述错误。 22. 电容器并联后，电容组的耐压值等于各电容器额定耐压值之和。（ ） 【答案】错误 【解析】电容器并联时各支路两端电压相同，不能把额定耐压值相加。并联电容组的最高工作电压应不超过其中额定耐压最低的电容器。 23. 几只容量和额定耐压均相同的电容器串联使用，在电压分配均匀时，电容组的耐压能力可近似按只数成倍提高。（ ） 【答案】正确 【解析】相同电容器串联时各只电容器分得的电压相等，每只都在额定耐压范围内时，总电压可由各只分担。因此理想情况下总耐压可近似按串联只数增加。 24. 两只不同容量的电容器串联接入直流电路时，容量较大的电容器分得的电压较高。（ ） 【答案】错误 【解析】电容器串联时各电容器带电荷量相同，电压与电容量成反比。容量较小的电容器分得的电压较高，更容易先达到耐压极限。 25. 图为RC电路的充电时，和i的时间变化曲线（ ） 【答案】正确 26. 采用电容器串联的方法可以提高电容组的耐压能力，但串联后的等效电容会小于任一单只电容器的电容量。（ ） 【答案】正确 【解析】电容器串联后总电压由各电容器分担，因此可提高电容组承受电压的能力。同时串联等效电容小于最小的单只电容器电容量，这是串联使用时需要注意的代价。 27. 电容器并联可以增大电容组的等效电容量，但不能使电容组的最高允许工作电压超过最低额定耐压值。（ ） 【答案】正确 【解析】电容器并联时等效电容量为各电容量之和，所以总容量增大。由于并联各电容器承受同一电压，最高允许工作电压必须受最低额定耐压的电容器限制。 28. 10 μF、100 V的电容器与20 μF、100 V的电容器串联接在150 V直流电源上时，20 μF电容器会先超过额定耐压。（ ） 【答案】错误 【解析】串联电容器的电压与电容量成反比，10 μF电容器分得的电压是20 μF电容器的2倍。接在150 V电源上时，10 μF电容器约承受100 V，20 μF电容器约承受50 V，因此不会是20 μF电容器先超过额定耐压。 29. 2 μF、50 V的电容器与4 μF、100 V的电容器串联使用时，该电容组可以安全承受150 V直流电压。（ ） 【答案】错误 【解析】两只电容器串联时，2 μF电容器分得的电压是4 μF电容器的2倍。若总电压为150 V，2 μF电容器将承受约100 V，超过其50 V额定耐压，因此不能安全使用。 30. 两个耐压值均为100 V的电容器并联使用时，电容器组允许承受的最高电压仍为100 V，不能按两个耐压值相加计算。（ ） 【答案】正确 【解析】电容器并联时，各电容器两端承受同一电压。并联可以增大总电容量，但不能提高电容器组的耐压值，电容器组的最高工作电压受单个电容器耐压值限制。 三、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 31. 如图所示电路，已知，，它们的额定工作电压分别为100V、200V和150V。试求等效电容及最大安全工作电压。 【答案】20μF 200V 【解析】由图可知，与并联后再与串联。先求并联部分电容：。再与串联，等效电容为。 耐压计算：和并联时两端电压相同，并联组的允许电压取较小额定值，即。串联时与并联组电容均为，因此两部分分得电压相等。额定电压为100V，并联组允许150V，故受限制，串联电路每部分最大只能承受100V，总最大安全工作电压为。所以等效电容为，最大安全工作电压为200V。 32. 有电容为0.25μF，耐压为300V和电容为0.5μF，耐压为250V的两个电容； （1）若将它们串联起来，它们能承受的最高工作电压是多少；总电容又是多少。 （2）若将它们并联起来，它们能承受的最高工作电压是多少；总电容又是多少。 【答案】（1）450V；F （2）250V；0.75μF 【解析】(1)小问详解： 小问详解： 并联时，能承受的最高工作电压取决于耐压值较低的电容，所以最高工作电压为250V。 33. 如下图所示的直流稳压电源的焊接电路图。试： （1）将未接入的元件补画完整； （2）元器件安装正确无误后，在变压器一次侧接220V交流电、测量AB、负载两端的电压应将万用表分别置于何档？若将可调电阻置于480，则AB、两端的电压是多少？ （3）说明电解电容、的最小耐压值； （4）说明电容的作用； （5）若用万用表测得AB两端的电压只有20V，说明电路中各元件是否正常，若不正常，请找出故障元件，此时负载两端的电压怎样变化？ 【答案】（1） （2）直流电压档，24V，6.25V。 （3）28.28V，16.5V。 （4）可消除上的纹波电压，使取样电压稳定。 （5）一只二极管或对臂的两只二极管开路。 34. 某电子设备维修时，需要用两只规格相同的电容器组成电容器组。每只电容器的电容量为4 μF，额定耐压为100 V。现将两只电容器串联后接入直流电路。 （1）计算该电容器组的等效电容量。 （2）若电源电压为180 V，计算每只电容器两端承受的电压。 （3）判断该串联电容器组能否安全接入该电路，并说明理由。 【答案】（1）两只相同电容器串联后，等效电容量为2 μF。 （2）两只相同电容器串联时分压相等，每只电容器两端电压为90 V。 （3）能安全接入。因为每只电容器实际承受电压为90 V，小于其额定耐压100 V，且电容器组总耐压可按200 V考虑，大于电源电压180 V。 【解析】（1）相同电容器串联时，等效电容量为单只电容量的一半，因此4 μF的一半为2 μF。 （2）串联电容器的电荷量相同，电容量相等时电压平均分配，所以180 V由两只电容器各承担90 V。 （3）判断耐压能力时应比较每只电容器实际承受电压与其额定耐压，90 V未超过100 V，因此该串联方案满足耐压要求。 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 $