第7卷 电容（A卷） 湖南省（职教高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

湖南省（职教高考）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 电容（A卷） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 有两个电容器，容量分别是10μF和20μF，将它们并联在10V的电源上，则10μF上的电荷量是______，20μF上的电荷量是______。 2. 如图所示，每个电容器的电容都是3μF，额定工作电压都是100V，则整个电容器组的等效电容是______，整个电容器组的额定工作电压是______V。 3. 两只空气平行板电容器和，正对面积之比∶∶3，间距之比∶∶4，若F，则F。 4. ，耐压200V，，耐压400V，将它们并联后的总电容为______，总耐压为______；将它们串联后总的电容为______，总耐压为______。 5. 如图所示电路，每个电容器的电容量均为200pF，S断开时，总电容；S合上时，总电容。 6. 两个电容分别为 4μF 和 4μF 的电容器串联，总电容为______μF。​ 7. 三个电容均为 3μF 的电容器并联，总电容为______μF。​ 8. 如图所示电容器混联电路中，各电容器的电容量已标注，则电路中A、B两点间的等效电容F。 9. RC电路对电容充电时,电容充电前没有储能,经过一个时间常数的时间,电容两端电压可以达到稳态值的______倍。 10. 某电容器的两端加有20V的电压时，测得极板所带的电荷量为16C，则该电容器储存的电场能为______J。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 电容器在交流电路中的主要作用是？（ ） A. 储存电荷 B. 平滑电流 C. 控制电阻 D. 改变电压 12. 电容器的稳定性表示：（ ） A. 其形状不会改变 B. 其尺寸不会改变 C. 其工作效率不会改变 D. 其电容值不会改变 13. 如图所示电路中，各元件的参数已标注，电路状态保持时间已久，则电路中b、c两点间的电压是（ ） A. 5V B. 1.5V C. 0.6V D. 4V 14. 电容器在电路中的作用不包括以下哪个（ ） A. 耦合器 B. 滤波器 C. 振荡器 D. 放大器 15. 1.5×10^-4F 等于______μF​。（ ） A. 15​。 B. 150​ C. 1500​ D. 15000​​ 16. 如图所示的电容并联电路，已知总电容为 10μF，C1=4μF，则 C2 为（ ）​ A. 6μF​ B. 10μF​ C. 14μF​ D. 40μF​ 17. 在两板间距离相同的情况下，哪种情况下平板电容器的电容最大？（ ） A. 两板间距离较大 B. 两板面积较小 C. 两板间距离较小 D. 两板面积较大 18. 用万用表检测电容器时，若指针摆动后迅速回到无穷大，说明电容器（ ）​ A. 短路​ B. 断路​ C. 性能良好​ D. 漏电严重​ 19. 电路如图所示，已知，则电容器的带电量为（ ） A. B. C. D. 20. 下列不属于电容器参数的是（ ）​ A. 电容值​ B. 频率​ C. 额定电压​ D. 误差范围​ 21. 如何计算串联电容器的总电容？（ ） A. 将各电容的电容值相加 B. 将各电容的倒数相加再取倒数 C. 将各电容的平方和再开方 D. 将各电容的乘积再除以电容之和 22. 电路如图所示，电容两端的电压为（ ） A. 9V B. 0 C. 1 D. 10V 23. 电容 C1=3μF 与 C2=6μF 并联后接在 9V 电源上，总电荷量为（ ）​ A. 27μC​ B. 54μC​ C. 81μC​ D. 162μC​ 24. 电容两端电压从 0 升至 U，充电过程中平均电流为 I，充电时间为 t，则电容值为（ ） A. I/（Ut）​ B. U/（It）​ C. ItU​ D. It/U​ 25. 当一个电容器充电至其稳态值时，电流的变化关系是什么（ ） A. 一直增加直至充满 B. 先快后慢，最终稳定 C. 一直保持恒定 D. 先减少后增加，最终稳定 三、计算题（本大题共5小题，每题5分，共25分） 26. 一个平行板电容器，极板面积为50c，极板间距离为2mm，中间充满相对介电常数为4的电介质。若给电容器加上10V的电压，求： （1）电容器的电容； （2）电容器所储存的电荷量 27. 电路中，R1、R2串联，C1、C2串联后并联在R1两端。已知电源电动势E=6V，内阻不计，外电阻R1=4Ω，R2=1Ω，电容C1=3μF，C2=1μF，求： （1）R1两端的电压。 （2）电容C1、C2所带的电荷量。 （3）电容C1、C2上的电压。 28. 如图所示电路中，已知U=20V，R1=40Ω，R2=60Ω，C=10uF，求电容器两端电压和极板上所带电量是多少？ 29. 把电容为0.25μF，耐压为300V和电容为0.5μF，耐压为250V的两个电容器并联起来以后的耐压是多少?总电容是多少？若把这两个电容器串联起来，它们的耐压是多少？总电容又是多少？ 30. 有两个电容器，C1=3μF，C2=6μF，并联后接到12V的电源上，求： （1）并联后的总电容； （2）每个电容器储存的电荷量； （3）整个并联组合的电场能。 四、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 31. 某自动控制柜的直流滤波模块由两只规格均为 、耐压 的电解电容器并联组成。模块接入 直流电源，充电至稳定状态后与电源断开。（1）计算该滤波模块的等效电容、储存电荷量和电场能。（2）若将电源电压提高到 ，判断原电容器能否继续使用，并说明理由。（3）说明电源断开后检修人员对该模块进行放电时应采取的措施。 32. 一台直流变换设备的缓冲电路采用两只电容器串联接在 直流母线上。两只电容器的参数分别为 、耐压 和 、耐压 。忽略漏电流和连接导线损耗，电路达到稳定状态。（1）计算串联电容器的等效电容、串联电荷量以及两只电容器两端的电压。（2）判断两只电容器的耐压是否满足该工作条件。（3）若设备长期运行时漏电流差异较大，说明应采取的改进措施及其作用。 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 $ 湖南省（职教高考）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 电容（A卷） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 有两个电容器，容量分别是10μF和20μF，将它们并联在10V的电源上，则10μF上的电荷量是______，20μF上的电荷量是______。 【答案】① ② 【解析】两个电容器并联在10 V电源上，因此两个电容器两端的电压相等，均为10 V。根据公式Q=CU，10 μF电容器所带电荷量为10 V=1×10-4 C；20 μF电容器所带电荷量为10 V=2×10-4 C。 2. 如图所示，每个电容器的电容都是3μF，额定工作电压都是100V，则整个电容器组的等效电容是______，整个电容器组的额定工作电压是______V。 【答案】① ② 150 3. 两只空气平行板电容器和，正对面积之比∶∶3，间距之比∶∶4，若F，则F。 【答案】18.75 【解析】平行板电容器电容与正对面积成正比、与间距成反比，因此 。 4. ，耐压200V，，耐压400V，将它们并联后的总电容为______，总耐压为______；将它们串联后总的电容为______，总耐压为______。 【答案】① 0.75μF ② 200V ③ 0.17μF ④ 300V 【解析】并联时总电容为各电容之和，，耐压取较小值，为200V。串联时 。串联电荷相等，电压按电容反比分配，耐压总和为200V+100V=300V。 5. 如图所示电路，每个电容器的电容量均为200pF，S断开时，总电容；S合上时，总电容。 【答案】① 200pF ② 200pF 【解析】开关断开时，、串联，、串联，然后再并联，总电容；开关闭合时，、并联， 、并联，然后再串联，总电容 。 6. 两个电容分别为 4μF 和 4μF 的电容器串联，总电容为______μF。​ 【答案】2 【解析】两个相同电容串联，总电容为单个电容的一半：。 7. 三个电容均为 3μF 的电容器并联，总电容为______μF。​ 【答案】9 【解析】电容器并联时总电容等于各电容之和：。 8. 如图所示电容器混联电路中，各电容器的电容量已标注，则电路中A、B两点间的等效电容F。 【答案】4 9. RC电路对电容充电时,电容充电前没有储能,经过一个时间常数的时间,电容两端电压可以达到稳态值的______倍。 【答案】0.632 【解析】RC充电时，经过一个时间常数，电容电压为稳态值的倍。 10. 某电容器的两端加有20V的电压时，测得极板所带的电荷量为16C，则该电容器储存的电场能为______J。 【答案】160 【解析】电容器储存的电场能为。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 电容器在交流电路中的主要作用是？（ ） A. 储存电荷 B. 平滑电流 C. 控制电阻 D. 改变电压 【答案】B 【解析】电容器在直流电路中也可以储存电荷。A错。 电源整流滤波电路中，当把交流电转换为直流电时，整流后的电压是脉动直流，含有纹波。在这种电路中，与负载并联的电容器可以在电压升高时充电，在电压降低时放电，从而使输出电流和电压更加平滑，减少纹波。B对。 电容器本身不是电阻元件，不能像电阻器那样控制电阻大小。C错。 电容器在交流电路中有分压作用。但不是主要作用。D错。 选B。 12. 电容器的稳定性表示：（ ） A. 其形状不会改变 B. 其尺寸不会改变 C. 其工作效率不会改变 D. 其电容值不会改变 【答案】D 【解析】稳定性表示电容值在工作中保持稳定。 13. 如图所示电路中，各元件的参数已标注，电路状态保持时间已久，则电路中b、c两点间的电压是（ ） A. 5V B. 1.5V C. 0.6V D. 4V 【答案】C 14. 电容器在电路中的作用不包括以下哪个（ ） A. 耦合器 B. 滤波器 C. 振荡器 D. 放大器 【答案】D 【解析】电容器在电路中可以用作耦合器、滤波器和振荡器，但通常不作为放大器使用。 15. 1.5×10^-4F 等于______μF​。（ ） A. 15​。 B. 150​ C. 1500​ D. 15000​​ 【答案】B 【解析】，所以，选B。 16. 如图所示的电容并联电路，已知总电容为 10μF，C1=4μF，则 C2 为（ ）​ A. 6μF​ B. 10μF​ C. 14μF​ D. 40μF​ 【答案】A 17. 在两板间距离相同的情况下，哪种情况下平板电容器的电容最大？（ ） A. 两板间距离较大 B. 两板面积较小 C. 两板间距离较小 D. 两板面积较大 【答案】D 【解析】平板电容器的电容为C=εS/d，其中ε为介电常数，S为两板正对面积，d为两板间距离。在两板间距离相同的条件下，电容与两板正对面积成正比。两板面积越大，电容越大，因此选D。 18. 用万用表检测电容器时，若指针摆动后迅速回到无穷大，说明电容器（ ）​ A. 短路​ B. 断路​ C. 性能良好​ D. 漏电严重​ 【答案】C 【解析】指针摆动后回到无穷大，说明电容先充电后稳定，性能良好，选C。 19. 电路如图所示，已知，则电容器的带电量为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 20. 下列不属于电容器参数的是（ ）​ A. 电容值​ B. 频率​ C. 额定电压​ D. 误差范围​ 【答案】B 【解析】电容值、额定电压和误差范围都是电容器的基本参数，频率不属于电容器本身的基本参数。因此不属于电容器参数的是频率，选B。 21. 如何计算串联电容器的总电容？（ ） A. 将各电容的电容值相加 B. 将各电容的倒数相加再取倒数 C. 将各电容的平方和再开方 D. 将各电容的乘积再除以电容之和 【答案】B 【解析】串联电容器的总电容计算公式为各电容的倒数之和再取倒数。 22. 电路如图所示，电容两端的电压为（ ） A. 9V B. 0 C. 1 D. 10V 【答案】A 23. 电容 C1=3μF 与 C2=6μF 并联后接在 9V 电源上，总电荷量为（ ）​ A. 27μC​ B. 54μC​ C. 81μC​ D. 162μC​ 【答案】C 【解析】并联总电容为，总电荷量，选C。 24. 电容两端电压从 0 升至 U，充电过程中平均电流为 I，充电时间为 t，则电容值为（ ） A. I/（Ut）​ B. U/（It）​ C. ItU​ D. It/U​ 【答案】D 【解析】充电过程中通过电容器的总电荷量为Q=It。根据电容定义Q=CU，因此C=Q/U=It/U，对应选项D。 25. 当一个电容器充电至其稳态值时，电流的变化关系是什么（ ） A. 一直增加直至充满 B. 先快后慢，最终稳定 C. 一直保持恒定 D. 先减少后增加，最终稳定 【答案】B 【解析】当一个电容器充电至其稳态值时，电流是先快后慢地减少，最终达到稳定值，因此选项 B 正确 三、计算题（本大题共5小题，每题5分，共25分） 26. 一个平行板电容器，极板面积为50c，极板间距离为2mm，中间充满相对介电常数为4的电介质。若给电容器加上10V的电压，求： （1）电容器的电容； （2）电容器所储存的电荷量 【答案】（1）根据平行板电容器的电容公式 电容器的电容为8.86 x 1F，带电量为8.86 x1C （2）电容器所储存的电荷量：Q=CU=8.86 x 1F x 10V = 8.86 x1C 【解析】已知极板面积S=50cm2=50×10^-4，极板间距离d=2mm=2×10^-3m，相对介电常数εr=4，真空介电常数ε0=8.86×10^-12F/m，电压U=10V。平行板电容器的电容为C=εrε0S/d=(4×8.86×10^-12×50×10^-4)/(2×10^-3)F=8.86×10^-11F。电容器储存的电荷量为Q=CU=8.86×10^-11×10C=8.86×10^-10C。因此，电容为8.86×10^-11F，储存的电荷量为8.86×10^-10C。 27. 电路中，R1、R2串联，C1、C2串联后并联在R1两端。已知电源电动势E=6V，内阻不计，外电阻R1=4Ω，R2=1Ω，电容C1=3μF，C2=1μF，求： （1）R1两端的电压。 （2）电容C1、C2所带的电荷量。 （3）电容C1、C2上的电压。 【答案】（1）将电容当作断路有R1两端的电压： （2）对于电容C1和C2有 ，日4V 又C1，C2串联，有，代入数据可得1V，3V 电容C1、C2所带的电荷量均为Q=3x1 （3）由（2）得电容C1、C2上的电压1V，3V。 【解析】（1）电容器在直流稳态下相当于断路，电路中的电流由R1和R2串联决定。电流I=E/(R1+R2)=6/(4+1)A=1.2A，因此R1两端的电压为UR1=IR1=1.2×4V=4.8V。注意：若题意为电容支路并联在R1两端，则R1两端电压应为4.8V，而不是4V。 （2）C1和C2串联，串联电容器所带电荷量相等。串联等效电容为F，故电荷量Q=CeqU_R1=0.75×4.8μC=3.6μC。因此C1、C2所带电荷量均为3.6μC。 （3）C1两端电压为U1=Q/C1=3.6/3V=1.2V，C2两端电压为U2=Q/C2=3.6/1V=3.6V，且U1+U2=4.8V。 28. 如图所示电路中，已知U=20V，R1=40Ω，R2=60Ω，C=10uF，求电容器两端电压和极板上所带电量是多少？ 【答案】Uc=U2=R2*U/（R1+R2）=6*20/（4+6）=12V Q=CUc =10x11.2x1C 29. 把电容为0.25μF，耐压为300V和电容为0.5μF，耐压为250V的两个电容器并联起来以后的耐压是多少?总电容是多少？若把这两个电容器串联起来，它们的耐压是多少？总电容又是多少？ 【答案】 +C2=0.25+0.5=0.75μ F =0.75μ F c q1 【解析】并联时各电容电压相同，耐压取较小值：，。串联时电荷相等，最大电荷为，故，。 30. 有两个电容器，C1=3μF，C2=6μF，并联后接到12V的电源上，求： （1）并联后的总电容； （2）每个电容器储存的电荷量； （3）整个并联组合的电场能。 【答案】（1）并联后的总电容，总电容C总=C1+C2=3μF+6μF=9μF。 （2）每个电容器储存的电荷量:根据Q=CU，对于C1，Q1=C1U=3μFx12V=36μC；对于C2，Q2=C2U=6μFx12V=72μC。 （3）整个并联组合的电场能: 。 【解析】并联电容总电容为。两端电压均为，故，；总能量。 四、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 31. 某自动控制柜的直流滤波模块由两只规格均为 、耐压 的电解电容器并联组成。模块接入 直流电源，充电至稳定状态后与电源断开。（1）计算该滤波模块的等效电容、储存电荷量和电场能。（2）若将电源电压提高到 ，判断原电容器能否继续使用，并说明理由。（3）说明电源断开后检修人员对该模块进行放电时应采取的措施。 【答案】（1）等效电容： ；储存电荷量：；电场能：。（2）不能继续使用。接近额定耐压，且电源波动可能使电压超过耐压值，应选用耐压高于实际工作电压并留有裕量的电容器。（3）应先切断电源，使用合适的放电电阻跨接电容器两端进行限流放电，确认端电压降至安全值后再检修，禁止直接短接放电。 【解析】（1）并联电容器的等效电容为各电容之和，再利用 和 求得电荷量和电场能。（2）电容器工作电压不得超过额定耐压，实际选型应留有裕量。（3）放电电阻可限制放电电流，防止火花和设备损坏。 32. 一台直流变换设备的缓冲电路采用两只电容器串联接在 直流母线上。两只电容器的参数分别为 、耐压 和 、耐压 。忽略漏电流和连接导线损耗，电路达到稳定状态。（1）计算串联电容器的等效电容、串联电荷量以及两只电容器两端的电压。（2）判断两只电容器的耐压是否满足该工作条件。（3）若设备长期运行时漏电流差异较大，说明应采取的改进措施及其作用。 【答案】（1）等效电容：；串联电荷量：；电容器电压：；电容器电压：。（2）满足要求。两只电容器的实际电压分别为 和 ，均未超过对应的额定耐压。（3）可在各电容器两端并联均压电阻，使电压分配更加稳定；同时应选用阻值和功率合适的电阻，避免电阻电流过大和功耗过高。 【解析】（1）串联电容器电荷量相等，先求等效电容，再求总电荷量，最后由 求各电压。（2）将各电压与额定耐压比较即可。（3）均压电阻可减小漏电流差异对电压分配的影响，提高运行可靠性。 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 $