第19练 电容器识别与检测实训 山东省（春季高考）机电技术类《电工技术基础与技能》（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，精心编制了山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（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。 本卷是山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第19练，内容为：识别电容器极性，使用万用表检测较大容量电容器。 山东省（春季高考）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第19练 电容器识别与检测实训 一、单项选择题 1. 以下哪种情况下，电容器应该选择高介电常数的陶瓷电容器（ ） A. 低频滤波 B. 高频滤波 C. 电源滤波 D. 信号耦合 【答案】C 【解析】高介电常数陶瓷电容器的介电常数大，单位体积的电容量较大，适合需要较大容量的电源滤波等场合。高频滤波通常更注重高频特性和稳定性，可选用低介电常数陶瓷电容器。因此选C。 2. 如图所示三个电容器、、，若，则它们的储能之比（ ） A. 2：1：6 B. 3：6：4 C. 4：6：3 D. 6：1：2 【答案】A 3. 标称容量是指（ ） A. 电容器的额定工作用电压 B. 电容器所能容纳的最多的电荷量 C. 电容器的实际电容值 D. 电容器上所标明的电容量的值 【答案】D 【解析】标称容量是电容器上标明的电容量值，是电容器容量的 nominal（规定）值。由于制造误差和工作条件的影响，实际电容量可能与标称容量存在一定偏差，因此选B；额定工作电压是电容器允许长期工作的最高电压，实际电容值是检测所得的容量，最大可容纳电荷量不是标称容量的定义。 4. 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 【解析】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。 二、填空题 5. 充电过程中，电容器中储存的能量以______的方式增加。 【答案】指数增加 【解析】电容器充电时，储存的能量随着电容器上的电压的增加而指数增加。 6. 如图所示的电路中，电容＝100μF，＝10μF，充电后两端的电压为110V，当开关S闭合时，电路稳定后两端电压为______。 【答案】100V 7. 放电过程中，电容器两端的电压______。 【答案】减小 【解析】放电过程中，电容器两端的电压逐渐减小，直到等于零。 8. 当电容器中的电荷达到最大值时，电场能等于初始状态下电源能量的______。 【答案】一半 【解析】电容器充电至最大电荷量时，两端电压达到电源电压U，电场能量为W电=1/2CU2。电源在给电容器充电过程中提供的能量为CU2，因此电容器最终储存的电场能量是电源提供能量的一半，填“一半”。 三、简答题 9. 论述电容器的充电过程有什么规律？ 【答案】给电容器施加直流电压时，电容器开始充电，充电电流流过电路。当电容器充完电时，充电电流消失。因为： （1）开关闭合时，直流电源通过电阻、LED灯对电容进行充电。在开关闭合瞬间，由于电容器上原来不带电荷，故电容器两端电压为零，此时流经电阻、LED灯的充电电流最大。 （2）在充电过程中，随着电容器极板上电荷的增多，电容器两端电压逐渐升高，电源电压与电容器两端电压之差逐渐减小，因而充电电流也随之减小。 （3）最后当电容器两端电压上升到等于电源电压时，充电电流下降到零，此时充电过程结束，电路处于稳定状态。 【解析】直流电源通过限流电阻向未充电的电容器充电。刚接通时，电容器两端电压为零，电源电压全部加在限流电阻及其他串联元件上，充电电流最大。随着充电进行，电容器极板上的电荷逐渐增加，电容器两端电压逐渐升高，电源电压与电容器电压之差逐渐减小，充电电流随之减小。当电容器两端电压最终接近并达到电源电压时，充电电流降为零，电路达到稳定状态。断开电源后，若接入放电回路，电容器电荷和端电压逐渐减小，放电电流也逐渐减小，直至电容器基本放完电。 四、综合应用题 10. 某电子设备维修实训中，需对一只标称容量为1000 μF、额定电压为25 V的铝电解电容器进行识别与检测。外观检查合格后，使用指针式万用表电阻挡检测其充放电特性。测试前先将电容器与10 kΩ电阻连接放电；检测时，万用表电阻挡测得电容器两端的等效电阻约为0.8 MΩ，外加测试电压按10 V计。回答下列问题：（1）电容器充电至20 V时，求其储存的电荷量和电场能量。（2）写出铝电解电容器常用的两种极性识别方法，并说明使用指针式万用表电阻挡检测时的基本操作步骤。（3）根据检测结果，计算该电容器的稳定漏电流，并判断其是否适合直接装回设备；若不适合，应采取什么改进措施？ 【答案】（1）已知C=1000 μF=1.0×10^-3 F，U=20 V。储存电荷量：Q=CU=1.0×10^-3×20=2.0×10^-2 C。电场能量：W=1/2CU2=1/2×1.0×10^-3×202=0.20 J。 （2）铝电解电容器常用的极性识别方法有：外壳上的“—”标记对应负极；较长引脚通常为正极，电路板上的“＋”标记也对应正极。检测时先将电容器充分放电，选择合适的电阻挡，按万用表内部电池的极性连接表笔，观察指针先向低阻方向偏转，随后逐渐回到高阻位置。 （3）稳定漏电流为I=U/R=10/(0.8×106)=1.25×10^-5 A=12.5 μA。仅根据该数值不能脱离产品规格直接判定不合格；按常用铝电解电容器漏电流限值估算，12.5 μA通常处于允许范围内，因此在极性、容量、耐压、外观及充放电特性均合格，并符合厂家漏电流限值的前提下，可以装回设备。若超过厂家规定的漏电流限值，则应更换同容量、同额定电压且极性一致的合格电容器。 【解析】（1）C=1000 μF=1.0×10^-3 F，U=20 V。Q=CU=2.0×10^-2 C，W=1/2CU2=0.20 J。（2）外壳“—”标负极，长引脚或电路板“＋”标正极。放电后选合适电阻挡，正确接表笔；指针先向低阻侧偏转，再回到高阻侧。（3）I=U/R=10/(0.8 MΩ)=12.5 μA。以厂家限值综合判断；未超限且其他项目合格可装回，超限则更换同容量、同耐压、同极性的合格电容器。 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 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，精心编制了山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（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。 本卷是山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第19练，内容为：识别电容器极性，使用万用表检测较大容量电容器。 山东省（春季高考）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第19练 电容器识别与检测实训 一、单项选择题 1. 以下哪种情况下，电容器应该选择高介电常数的陶瓷电容器（ ） A. 低频滤波 B. 高频滤波 C. 电源滤波 D. 信号耦合 2. 如图所示三个电容器、、，若，则它们的储能之比（ ） A. 2：1：6 B. 3：6：4 C. 4：6：3 D. 6：1：2 3. 标称容量是指（ ） A. 电容器的额定工作用电压 B. 电容器所能容纳的最多的电荷量 C. 电容器的实际电容值 D. 电容器上所标明的电容量的值 4. 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 二、填空题 5. 充电过程中，电容器中储存的能量以______的方式增加。 6. 如图所示的电路中，电容＝100μF，＝10μF，充电后两端的电压为110V，当开关S闭合时，电路稳定后两端电压为______。 7. 放电过程中，电容器两端的电压______。 8. 当电容器中的电荷达到最大值时，电场能等于初始状态下电源能量的______。 三、简答题 9. 论述电容器的充电过程有什么规律？ 四、综合应用题 10. 某电子设备维修实训中，需对一只标称容量为1000 μF、额定电压为25 V的铝电解电容器进行识别与检测。外观检查合格后，使用指针式万用表电阻挡检测其充放电特性。测试前先将电容器与10 kΩ电阻连接放电；检测时，万用表电阻挡测得电容器两端的等效电阻约为0.8 MΩ，外加测试电压按10 V计。回答下列问题：（1）电容器充电至20 V时，求其储存的电荷量和电场能量。（2）写出铝电解电容器常用的两种极性识别方法，并说明使用指针式万用表电阻挡检测时的基本操作步骤。（3）根据检测结果，计算该电容器的稳定漏电流，并判断其是否适合直接装回设备；若不适合，应采取什么改进措施？ 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 学科网（北京）股份有限公司 $