(完整版)中职【电工基础】电容器练习和答案解析

第三章电容器3-1电容器与电容量一、填空题1、 两个相互绝缘又靠的很近的导体组成一个电容器。这两个导体称为电容器的两个极板，中间的绝缘材料称为电容器的介质。2、 使电容器带电的过程称为充电；充电后电容器失去电荷的过程称为放电。3、电容的单位是法拉（F），比它小的单位是微法（μF）和皮法（pF），它们之间的换算关系为：1F=106μf=1012pF。4、电容是电容器的固有属性，它只与电容器的极板正对面积、极板间距离以及极板间电介质的特性有关，而与外加电压大小、电容器带电多少等外部条件无关。、判断题、只有成品电容元件中才具有电容。（×）。、平行板电容器的电容与外加电压的大小成正比。（×）、平行板电容器相对极板面积增大，其电容也增大。（√）4、有两个电容器，且C1>C2，如果它们两端的电压相等，则 C1所带的电荷较多。（√）5、有两个电容器，且C1>C2，若它们所带的电量相等，则C1两端的电压较高。（×）这种说法对三、问答题这种说法对1、有人说：“电容器带电多电容就大，带电少电容就小，不带电则没有电容。吗？为什么？答：这种说法不对。因为电容器的电容是它的固有属性，它只与他的结构有关，电容器的结构不改变则电容就不会变。所以以上说法是不正确的。2、在下列情况下，空气平行板电容器的电容、两极板间电压、电容器的带电荷量各有什么变化？（1）充电后保持与电源相连，将极板面积增大一倍。（2）充电后保持与电源相连，将极板间距增大一倍。（3）充电后与电源断开，再将极板间距增大一倍。（4）充电后与电源断开，再将极板面积缩小一倍。（5）充电后与电源断开，再将两极板间插入相对介电常数 εr=4的电介质。εS Q答：由C= 和C=可得dU（1） 空气平行板电容器的电容C增大1倍、两极板间电压不变、电容器的带电荷量增大1倍。（2） 空气平行板电容器的电容C减小1倍、两极板间电压不变、电容器的带电荷量Q减小1倍（3） 空气平行板电容器的电容C减小1倍、两极板间电压增大1倍、电容器的带电荷量Q不变（4） 空气平行板电容器的电容C减小1倍、两极板间电压增大1倍、电容器的带电荷量Q不变（5） 空气平行板电容器的电容C增大4倍、两极板间电压减小4倍、电容器的带电荷量Q不变

3-2电容器的选用与连接、填空题1、电容器额定工作电压是指电容器在电路中1、电容器额定工作电压是指电容器在电路中耐压。在交流电路中，应保证所加交流电压的能长期可靠工作而不被击穿的直流电压，又称最大值不能超过电容器的额定工作电压。2、电容器串联之后，相当于增大了两极极板间的距离，所以总电容小于每个电容器的电容。3、电容器串联后，电容大的电容器分配的电压 小，电容小的电容器分配的电压大。当两只C2电容器C1、C2串联在电压为U的电路中时，它们所分配的电压U1=C1+C2U,C1U2= U。C1+C24、电容器并联后，相当于增大了两极板的面积，所以总电容大于每个电容器的电容。二、计算题1、如图3-1所示电路中，1、如图3-1所示电路中，C1=15μF，C2=10μF，C3=30μF，C4=60μF，求A、B两端的等效电容。C115μFC210μF图3-1解：C3C4串联则C34=C3+C4=30+60=20(μf)C34与C2并联C234=C34+C2=20+10=30(μF)C1C23415×30C234与C1串联C1234=C1+C234=15+30=10(μf)CAB=C1234=10μf答：A、B两端的等效电容为10μf。2、两只电容器C1和C2，其中C1=2μf，C2=6μF，将它串联到U=80V的电压两端，每只电容器两端所承受的电压是多少？若将它们并联接到U=80V的电压两端，每只电容器所储存的电量是多少？C2解：由串联电容器分压公式U1= ×U得C1+C2C1 2U1=2+6×80=60(V)U2=×U1=2+6×80=60(V)U2=×U=C1+C2 2+6×80=20(V)两个电容并联时：每个电容器的端电压相同，则有Q=CU得Q1=C1U=2×10-6×80=1.6×10-4（C）Q2=C2U=6×10-6×80=4.8×10-4（C）答：将它串联到U=80V的电压两端，每只电容器两端所承受的电压是 60V、20V。将它们并联接到U=80V的电压两端，每只电容器所储存的电量是 1.6×10-4C、4.8×10-4C。3、有若干个2μf、3μf的电容，怎样组成10μF的电容？（要求用两种方法，且使用电容数量最少）

C=10μ2Cμ1C=10μ2Cμ1F2Cμ2F3Cμ3F3Cμ4F题3-2-2-3（方法1）2Cμ9FC=10μ2CμC=10μ2Cμ5F3Cμ6F3Cμ7F3Cμ8F题3-2-2-3（方法2）三、实验题做实验时，第一次需要耐压50V、电容是10μF的电容器；第二次需要耐压10V、电容是200μF的电容器；第三次需要耐压20V、电容是50μF的电容器。如果当时手中只有耐压10V、电容是50μF的电容器若干个，那么怎样连接才能满足实验需求？试画出设计电路图。

C1 C250μC1 C250μF 50μFC3 C450μF 50μFC550μF等效电容C=10μf耐压U=50VC6C7C850μF50μF50μFC950μ5C01μF0C115C01μF0C1150μFC1250μFC1350μF等效电容C=50μf耐压U=20V3-3电容器的充电和放电、填空题1、图3-2所示电路中，电源电动势为E，内阻不计，C是一个电容量很大的未充电的电容器。当S合向1时，电源向电容器充电，这时，看到白炽灯HL开始较亮，然后逐渐变暗，从电流表A上可观察到充电电流在减小，而从电压表可以观察到电容器两端电压 增大。经过一段时间后，HL不亮，电流表读数为0，电压表读数为E。图3-2图3-22．在电容器充电电路中，已知电容C=lμF，在时间间隔0.01s内，电容器上的电压从2V升高到12V，在这段时间内电容器的充电电流为0.001A；如果在时间间隔0.1s内，电容器上电压升高10V，则充电电流为0.0001A2．在电容器充电电路中，已知电容3．将50μF的电容器充电到100V，这时电容器储存的电场能是0.25J；若将该电容器若将该电容器继续充电到200V，电容器内又增加了0.75J电场能。4．电容器是储能元件，它所储存的电场能量与电容和电压的平方成正比，电容器两端的电压不能突变。R和C的乘积称为RC电路的时间常数，用τ表示，单位是s。二、问答题1．当用万用表R×lk挡位检测较大容量的电容器时，出现下列现象，试判断故障原因。测量时表针根本不动。故障原因：电容器内部断路或容量很小，充电电流很小，不足以使指针偏转。测量时表针始终指在0的位置，不回摆。故障原因：电容器内部短路。表针有回摆，但最终回摆不到起始位置，即“∞”位置。故障原因：电容器漏电量很大。此时读数为漏电电阻值。2．时间常数和哪些因素有关？时间常数的物理意义是什么？答：时间常数与R和C的大小有关。时间常数的物理意义是：电容器的充、放电的快慢由时间常数τ决定。τ越大，过渡过程越长；τ越小，过渡过程越短。一般认为， t=(3~5)τ时，过渡过程基本结束，进入稳定状态。三、计算题1．一个电容为100μF电容器，接到电压为100V的电源上，充电结束后，电容器极板上所带电量是多少？电容器储存的电场能是多少？解：Q=CU=100×10-6×100=0.01(C)11Wc=CUc2=×100×10-6×1002=0.5(J)22答：电容器极板上所带电量是0.01C，电容器储存的电场能是0.5