第12卷 电容（二） 吉林省（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 单元过关卷

吉林省（对口招生）装备制造类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 电容（二） 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. 关于直流电源对电容器的充放电，下列说法中正确的是（ ） A. 电容器充放电瞬间有电荷穿过电容器形成瞬间充放电电流 B. 电容器充放电过程中外电路有恒定电流 C. 充电过程中，电路中电流逐渐增大，电容器两端电压逐渐增大 D. 放电过程中电容器中的电场能逐渐减小 【答案】D 【解析】电容器两极板被绝缘物质隔开，电荷任何时候不会穿过电容器，所以答案A是错误的；电容器对直流电只存在短暂的充放电电流且电流是变化的，故答案B、C也是错误的；当电容器两端电压减小时，电容器将储存的电场能量释放形成放电电流，故答案D正确。 2. 电容器充电时，电流（ ） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 先增大后减小 【答案】B 【解析】电容器充电时，电流逐渐减小。故选B。 3. 如图所示电路中，==1μF，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. 上电压为0V，上为100V C. 各为0V，因为向放电 D. 各为50V 【答案】D 4. 在充电过程中，电容器两端的电势差随时间的变化情况是：（ ） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 不确定 【答案】A 【解析】充电过程中，电容器两端的电势差逐渐增大，直到等于电源电压。 5. 在电容器充电时，电荷流向：（ ） A. 电容器的另一个极板 B. 电容器的一个极板 C. 电源 D. 外部环境 【答案】A 【解析】在电容器充电时，电荷会流向电容器的一个极板，使得该极板的电荷量增加。 6. 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 【解析】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。 7. 如图所示电路中，S闭合，那么经过一段时间后，电压（ ） A. B. C. D. 【答案】D 8. 电容器充电的过程中，充电电流的大小与哪个因素成反比（ ） A. 充电时间 B. 充电电压 C. 电容器电容 D. 充电能量 【答案】C 【解析】充电电流的大小与电容器的电容成反比，电容越大，充电电流越小。 9. 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. 充电能量 C. 充电时间 D. 充电电压 【答案】D 【解析】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。 10. 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. 减少 B. 增加 C. 不变 D. 无法判断 【答案】A 11. 电容充电过程中，下列说法正确的是（ ） A. 电流逐渐减小 B. 电压逐渐减小 C. 电流逐渐增大 D. 电压保持不变 【答案】A 【解析】电容充电时，极板电荷逐渐积累，电压逐渐接近电源电压，充电电流逐渐减小至零，故选C。 12. 在充电过程中，电容器的电荷量会如何变化？（ ） A. 逐渐减小 B. 逐渐增加 C. 保持不变 D. 变化不定 【答案】B 【解析】在充电过程中，电容器的电荷量会逐渐增加。 13. 在RC电路中，如果电阻R的值加倍，时间常数τ将如何变化（ ） A. 不变 B. 增加两倍 C. 减半 D. 减少四倍 【答案】B 【解析】时间常数τ由公式τ = RC计算，其中R是电阻，C是电容。如果电阻加倍，时间常数也将加倍，表示电容充电和放电速度变慢。 14. 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 15. 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) = V0 et/τ B. V(t) = V0 (1 - e^-t/τ) C. V(t) = V0 e^-t/τ D. V(t) = V0 (1 + e^-t/τ) 【答案】C 【解析】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) = V0 e^-t/τ，其中V0是初始电压，τ是时间常数。 16. 放电过程中，电容器两极之间的电压会：（ ） A. 逐渐上升 B. 逐渐下降 C. 保持不变 D. 波动变化 【答案】B 【解析】放电过程中，电容器两极之间的电压会逐渐下降，直到完全放电为止。 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50V B. 各为100V C. 各为0 D. 为0，为100V 【答案】A 18. 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 【解析】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。 19. 电容器放电的过程中，哪个物理量是呈指数递减的（ ） A. 放电电流 B. 放电电压 C. 放电时间 D. 放电能量 【答案】B 【解析】在放电过程中，电容器上的电压会呈指数递减，直到电压降为零。 20. 一个电容器的电容为4μF，充电到20V，其电场能为（ ） A. 4×1J B. 8×1J C. 1.6×1J D. 3.2×1J 【答案】B 【解析】电场能，代入数据可得W=8×10-4J。故选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电路中的电流是由于电容器充、放电形成的，并非电荷直接通过了介质（ ） 【答案】正确 22. 电容在直流电路中充电完成后，两端电压等于电源电压。（ ） 【答案】正确 【解析】充电结束后，电容两端电压与电源电压平衡，不再充电。 23. 一个电容器在充电过程中，电场能始终保持不变。（ ） 【答案】错误 【解析】充电过程中，电荷量和电压都在增加，电场能也在增加。故表述错误。 24. 电容器必须在电路中使用才会带有电荷，所以才有电容量（ ） 【答案】正确 【解析】电容器在电路中接入电源后才能充电，带上电荷，从而具有电容量。故表述正确。 25. 图为RC电路的充电时，和i的时间变化曲线（ ） 【答案】正确 26. 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】错误 【解析】RC电路的充、放电时间常数为τ=RC，其中C为电容，R为电容器两端所见电路的等效电阻，通常是戴维南等效电阻。它可能包括外接电阻、信号源内阻以及其他相关电阻，不应直接等同于电容器自身的等效串联电阻（ESR）。因此，题干表述不严谨，判断为错误。 27. 电容器充电时，电容器内的电能会减少。 （ ） 【答案】错误 【解析】电容器充电时，电容器内的电能会增加。 28. 充电开始瞬间，电容相当于开路；充电结束时，电容相当于短路。（ ） 【答案】错误 【解析】充电开始瞬间，电容的端电压为0，电容相当于短路；充电结束时，电容的端电压为电源电压，电容相当于开路。故错误。 29. 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 【解析】电容器放电过程中，极板上的电荷量是逐渐减少的。故错误。 30. 电容器两端的电压不能突变，这是由于电容器的储能特性。（ ） 【答案】正确 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述什么是放电 【答案】电容器两极板所带正负电荷中和的过程叫做电容器的放电。 32. 简述两只带电电容器并联后电荷重新分配的规律及能量变化特点。 【答案】两只带电电容器并联后，总电荷守恒，最终电压相等，其值由总电荷量除以总电容确定；若初始电压不同，会发生电荷重新分配，系统储能通常减少，减少的能量转化为导线和电阻中的热。 33. 简述电容器充、放电过程。 【答案】（1）电容器充电过程 电容器与电源相连，在电压的作用下，自由电子从电容器的正极板经导线、电源内部移动到负极板上，形成充电电流。刚开始充电时，电源的正极和与它相连的电容器极板间有较大的电压，此时充电电流较大。随着电容器正极板上自由电子的流失，其电位逐渐升高，与电源正极间的电压逐渐减小，电流也随之逐渐减小。当电容器正极板与电源正极的电位相等时，电流为零，充电过程结束。 （2）电容器放电过程 电容器与电路元件组成闭合回路，在电容器两极板间电压的作用下，自由电子就会沿回路开始移动，与电容器正极板上的电荷中和，形成放电电流。刚开始放电时，电容器两端电压较高，放电电流较大，随着电容器两极板上正、负电荷不断中和，两极板间的电压随之减小，电路中的电流随之减小。当电容器两极板间的正、负电荷完全中和后，两极板间电压为零，放电过程结束。 【解析】充电是储存电荷的过程，放电是释放电荷的过程，核心是电荷的转移和电压的变化。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 容量为100 μF的电容器由0 V充电至50 V，随后断开电源并放电至30 V。请回答：（1）求电容器在50 V时储存的电场能；（2）求30 V时的剩余电场能；（3）求放电过程中释放的电场能，并说明其去向。 【答案】（1）W₁=CU₁²/2=100×10⁻⁶×50²/2=0.125 J。（2）W₂=CU₂²/2=100×10⁻⁶×30²/2=0.045 J。（3）释放能量ΔW=W₁−W₂=0.080 J，主要转化为放电回路电阻上的热能。 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 $ 吉林省（对口招生）装备制造类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 电容（二） 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. 关于直流电源对电容器的充放电，下列说法中正确的是（ ） A. 电容器充放电瞬间有电荷穿过电容器形成瞬间充放电电流 B. 电容器充放电过程中外电路有恒定电流 C. 充电过程中，电路中电流逐渐增大，电容器两端电压逐渐增大 D. 放电过程中电容器中的电场能逐渐减小 2. 电容器充电时，电流（ ） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 先增大后减小 3. 如图所示电路中，==1μF，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. 上电压为0V，上为100V C. 各为0V，因为向放电 D. 各为50V 4. 在充电过程中，电容器两端的电势差随时间的变化情况是：（ ） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 不确定 5. 在电容器充电时，电荷流向：（ ） A. 电容器的另一个极板 B. 电容器的一个极板 C. 电源 D. 外部环境 6. 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。 7. 如图所示电路中，S闭合，那么经过一段时间后，电压（ ） A. B. C. D. 8. 电容器充电的过程中，充电电流的大小与哪个因素成反比（ ） A. 充电时间 B. 充电电压 C. 电容器电容 D. 充电能量 9. 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. 充电能量 C. 充电时间 D. 充电电压 10. 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. 减少 B. 增加 C. 不变 D. 无法判断 11. 电容充电过程中，下列说法正确的是（ ） A. 电流逐渐减小 B. 电压逐渐减小 C. 电流逐渐增大 D. 电压保持不变 12. 在充电过程中，电容器的电荷量会如何变化？（ ） A. 逐渐减小 B. 逐渐增加 C. 保持不变 D. 变化不定 13. 在RC电路中，如果电阻R的值加倍，时间常数τ将如何变化（ ） A. 不变 B. 增加两倍 C. 减半 D. 减少四倍 14. 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 15. 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) = V0 et/τ B. V(t) = V0 (1 - e^-t/τ) C. V(t) = V0 e^-t/τ D. V(t) = V0 (1 + e^-t/τ) 16. 放电过程中，电容器两极之间的电压会：（ ） A. 逐渐上升 B. 逐渐下降 C. 保持不变 D. 波动变化 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50V B. 各为100V C. 各为0 D. 为0，为100V 18. 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 19. 电容器放电的过程中，哪个物理量是呈指数递减的（ ） A. 放电电流 B. 放电电压 C. 放电时间 D. 放电能量 20. 一个电容器的电容为4μF，充电到20V，其电场能为（ ） A. 4×1J B. 8×1J C. 1.6×1J D. 3.2×1J 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电路中的电流是由于电容器充、放电形成的，并非电荷直接通过了介质（ ） 22. 电容在直流电路中充电完成后，两端电压等于电源电压。（ ） 23. 一个电容器在充电过程中，电场能始终保持不变。（ ） 24. 电容器必须在电路中使用才会带有电荷，所以才有电容量（ ） 25. 图为RC电路的充电时，和i的时间变化曲线（ ） 26. 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。（ ） 27. 电容器充电时，电容器内的电能会减少。 （ ） 28. 充电开始瞬间，电容相当于开路；充电结束时，电容相当于短路。（ ） 29. 电容器放电过程中，极板上的电荷量是逐渐增加的。（ ） 30. 电容器两端的电压不能突变，这是由于电容器的储能特性。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述什么是放电 32. 简述两只带电电容器并联后电荷重新分配的规律及能量变化特点。 33. 简述电容器充、放电过程。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 容量为100 μF的电容器由0 V充电至50 V，随后断开电源并放电至30 V。请回答：（1）求电容器在50 V时储存的电场能；（2）求30 V时的剩余电场能；（3）求放电过程中释放的电场能，并说明其去向。 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 $