第17练 电容器充放电与储能 重庆市（高职分类考试）《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，精心编制了重庆市（高职分类考试）《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。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第17练，内容为：电容器充电、放电电路的特点和规律，以及电容器储能公式。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第17练 电容器充放电与储能 一、单项选择题 1. 对电容器充放电说法正确的是（ ） A. 电容器充电过程中，电容器两端电压、充电电流逐渐增大 B. 电容器放电过程中，电容器两端电压、放电电流逐渐减小 C. 电容器充电过程中，电容器两端电压、充电电流逐渐减小 D. 电容器充放电的快慢，取决于其两端电压的大小。 【答案】B 【解析】电容器充电时，电压逐渐升高，电流逐渐减小；放电时，电压和电流均逐渐减小，因此选B。 2. 电路如图所示，已知电容，，电阻，电源电动势E，内阻不计，当开关S接通时，下列说法正确的是（ ） A. 的电量变大，的电量变小 B. 的电量变小，的电量变大 C. 和的电量都变大 D. 和的电量都变小 【答案】D 【解析】C1和C2的电量都变小 3. 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。 二、判断题 4. 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 【解析】错误。电容器刚开始充电时电流最大，随后逐渐减小至零。 5. 越大，充电过程越快，瞬态过程越短（ ） 【答案】错误 【解析】错误。时间常数越大，充电越慢，瞬态过程越长。 6. 电容器在充电过程中，其两端的电压始终低于电源电压。（ ） 【答案】错误 【解析】电容器在充电过程中，其两端的电压逐渐增加，最终会等于电源电压。 三、填空题 7. 电容器充电过程中的瞬时功率等于电流与______的乘积。 【答案】瞬时电压 【解析】电容器充电过程中的瞬时功率等于瞬时电流与瞬时电压的乘积。 8. 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 9. 在一个RC电路中，如果电容器的容量增加，充电时间常数会______。 【答案】增加 【解析】充电时间常数是电阻和电容器的乘积，因此如果电容增加，充电时间常数也会增加。 四、综合应用题 10. 某电子设备的后备电源模块采用电容器储能。设备正常工作时，12 V直流电源通过充电电阻向一个容量为4700 μF的电容器充电；断电后，电容器通过100 Ω负载电阻放电。设电容器初始电压为12 V，取自然常数 ，求：（1）电容器储存的能量、放电回路的时间常数，以及放电经过一个时间常数后的电压和电流。（2）比较电容器充电和放电过程中电流、电压的变化特点。（3）设备检修时，说明应采取的安全放电措施，并分析直接用导线短接电容器两端的危害。 【答案】（1）电容器储存的能量为0.3384 J。放电回路的时间常数为0.47 s。经过一个时间常数后，电容器电压约为4.41 V，放电电流约为44.1 mA。（2）充电时，电容器电压逐渐升高，充电电流逐渐减小，稳定后电流接近于零。放电时，电容器电压逐渐降低，放电电流也逐渐减小，最后均接近于零。（3）检修前应使用合适阻值的放电电阻，使电容器通过电阻缓慢放电，并确认端电压降至安全值后再操作。禁止直接用导线短接，避免产生过大的瞬时电流，引起火花、触点烧蚀，甚至损坏电容器和电路。 【解析】（1）储能W=1/2CU2=0.3384 J；时间常数τ=RC=0.47 s。放电一个τ后，U=12e^-1≈4.41 V，I=U/R≈44.1 mA。（2）充电时电压升高、电流减小至近零；放电时电压和电流均逐渐减小。（3）检修前应断电，用合适阻值和功率的电阻放电，并确认电压降至安全值。禁止导线短接，以免产生过大瞬时电流、火花，烧蚀触点或损坏电路。 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，精心编制了重庆市（高职分类考试）《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。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第17练，内容为：电容器充电、放电电路的特点和规律，以及电容器储能公式。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第17练 电容器充放电与储能 一、单项选择题 1. 对电容器充放电说法正确的是（ ） A. 电容器充电过程中，电容器两端电压、充电电流逐渐增大 B. 电容器放电过程中，电容器两端电压、放电电流逐渐减小 C. 电容器充电过程中，电容器两端电压、充电电流逐渐减小 D. 电容器充放电的快慢，取决于其两端电压的大小。 2. 电路如图所示，已知电容，，电阻，电源电动势E，内阻不计，当开关S接通时，下列说法正确的是（ ） A. 的电量变大，的电量变小 B. 的电量变小，的电量变大 C. 和的电量都变大 D. 和的电量都变小 3. 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 二、判断题 4. 在电容器的充电过程中，电路中的充电电流从0到最大。（ ） 5. 越大，充电过程越快，瞬态过程越短（ ） 6. 电容器在充电过程中，其两端的电压始终低于电源电压。（ ） 三、填空题 7. 电容器充电过程中的瞬时功率等于电流与______的乘积。 8. 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______。 9. 在一个RC电路中，如果电容器的容量增加，充电时间常数会______。 四、综合应用题 10. 某电子设备的后备电源模块采用电容器储能。设备正常工作时，12 V直流电源通过充电电阻向一个容量为4700 μF的电容器充电；断电后，电容器通过100 Ω负载电阻放电。设电容器初始电压为12 V，取自然常数 ，求：（1）电容器储存的能量、放电回路的时间常数，以及放电经过一个时间常数后的电压和电流。（2）比较电容器充电和放电过程中电流、电压的变化特点。（3）设备检修时，说明应采取的安全放电措施，并分析直接用导线短接电容器两端的危害。 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 $