电工基础电容元件基础知识模拟试题(有答案)

电工基础电容元件基础知识模拟试题(有答案)一、填空题（每空1分，共20分）1.电容元件是储存________能量的二端元件，其基本特性是当两端电压变化时，极板上储存的________随之变化。答案电场；电荷2.电容的国际单位是________，常用单位还有微法和皮法，其中1 μF答案法拉（F）；103.平板电容器的电容与极板正对面积成________比，与两极板间距离成________比。答案正；反4.电容元件的伏安关系为i=答案变化率5.当电容两端电压恒定时，流过电容的电流为________，此时电容相当于________路。答案0；开6.电容元件储存的电场能量表达式为WC=________答案127.两个电容C1、C2串联后，等效电容C=________答案C1C8.RC串联电路的时间常数τ=________，它反映电容充放电过程的答案RC9.在直流稳态电路中，电容元件相当于________路，其两端电压________发生突变。答案开；不能10.电容串联时，各电容上分配的电压与电容量成________比；电容并联时，各电容上分配的电荷与电容量成________比。答案反；正二、单项选择题（每题2分，共30分）1.电容元件的基本单位是（）A.欧姆B.亨利C.法拉D.韦伯答案C2.一个10 μFA.5B.2C.5D.2答案A解析由Q=3.电容并联使用时，等效电容将（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定答案A4.两个电容C1=3A.9B.2C.4.5D.18答案B解析C=5.电容元件在直流稳态电路中相当于（）A.短路B.开路C.电阻D.电源答案B6.若电容两端电压为u=10sinA.0.1B.0.141C.0.071D.1答案C解析电压最大值Um=10 V，角频率ω7.电容充电时，其两端电压的变化规律是（）A.立即达到电源电压B.按指数规律上升C.按指数规律下降D.线性上升答案B8.电容元件储能20 J，电压为A.10B.10C.2D.2答案A解析W=129.下列哪种情况会使平板电容器的电容增大？（）A.增大极板间距B.减小极板正对面积C.在极板间插入绝缘介质D.使两极板远离电源答案C解析插入绝缘介质可增大介电常数，从而增大电容；增大间距、减小面积均使电容减小。10.电容两端电压不能突变，其根本原因是（）A.电容有电阻B.电容中储存的电荷不能突变C.电容两端电压必须连续变化D.电源电压不能突变答案B解析电容电压与电荷有关，电荷的移动需要时间，不能瞬间完成，因此电压不能突变。11.两个电容C1=2 μA.3B.6C.1.2D.2.4答案A解析等效电容C=2+12.RC串联电路中，已知R=10 kΩA.0.1B.1C.10D.100答案B解析τ=13.用万用表电阻挡检测较大容量电容时，指针先向右偏转，随后逐渐回到左侧，说明该电容（）A.已击穿短路B.已开路C.充放电正常D.漏电严重答案C解析指针先偏转表示电容充电，后回到左侧表示充电结束、无漏电，属正常现象。14.电容串联后，总耐压值比单个电容的耐压值（）A.一定减小B.一定增大C.一定不变D.可能增大，但需注意各电容分压答案D解析电容串联可提高总耐压，但各电容分压与电容量成反比，若差别过大会造成分压不均，故需注意分压。15.一个电容接在正弦交流电路中，其瞬时功率为正值时表示电容（）A.从电源吸收能量B.向电源释放能量C.消耗有功功率D.既不吸收也不释放能量答案A解析瞬时功率为正时，电容从电源吸收电能并以电场能储存；为负时向电源释放电能。三、判断题（每题1分，共10分）1.电容元件的电容量越大，其储存电荷的能力越强。答案正确2.电容两端电压为零时，流过电容的电流一定为零。答案错误解析电容电流取决于电压变化率，电压为零但变化率不为零时，电流仍可存在。3.电容元件在交流电路中相当于短路。答案错误解析电容对交流有一定容抗，并非短路，仅在频率极高时可近似视为短路。4.电容串联后的等效电容大于其中任一电容的容量。答案错误解析电容串联后等效电容小于任一电容的容量。5.电容并联后的等效电容等于各电容之和。答案正确6.电容元件本身不消耗有功功率，只进行能量交换。答案正确7.电容两端电压可以发生突变。答案错误解析电容电压不能突变，这是电容元件的重要特性。8.RC电路的时间常数越大，充放电过程越快。答案错误解析时间常数越大，充放电过程越慢。9.电容器在充电过程中，电流由大逐渐减小，电压由零逐渐上升。答案正确10.电解电容在使用时可以不区分正负极。答案错误解析电解电容有极性，使用时必须区分正负极，否则可能击穿损坏。四、简答题（每题5分，共20分）1.简述电容元件的主要特性。答案电容元件的主要特性包括：(1)具有储存电场能量的能力；(2)电容电压不能突变；(3)通过电容的电流与电压的变化率成正比，即i=(4)在直流稳态时电容相当于开路；(5)电容本身不消耗有功功率，只进行能量交换。解析本题围绕电容的储能性、动态特性、伏安关系及直流稳态特性进行归纳，属于基础概念题。2.什么是电容的时间常数τ？它的大小对电容充放电过程有什么影响？答案在RC串联电路中，时间常数τ=解析时间常数是决定过渡过程快慢的关键参数。一般认为经过3τ3.为什么电容元件在直流稳态电路中可以看作开路？答案当电容两端电压达到稳定值后，电压不再变化，即dudt=0解析直流稳态意味着电压恒定，电容电流为零，因此具有隔直作用。4.两个耐压相同、容量不同的电容串联接在电压较高的电源上，可能出现什么危险？使用中应注意什么？答案可能出现的危险是：两个电容串联后，电压按电容量成反比分配，容量较小的电容分得的电压较高，可能超过其耐压值而击穿。使用中应注意：尽量选用容量相同或接近的电容串联，并在每个电容上并联均压电阻，以保证分压均匀，防止过压击穿。解析串联分压与电容量成反比是本题的关键，耐压不足时会造成击穿，工程上常采用均压保护措施。五、计算题（每题10分，共20分）1.一个20 μF(1)电容的容抗XC(2)通过电容的电流有效值I；(3)电容储存的最大电场能量WC答案(1)容抗$$X_C=\frac{1}{\omegaC}

=\frac{1}{314\times20\times10^{-6}}

\approx159.2\\Omega$$(2)电压有效值U电流有效值$$I=\frac{U}{X_C}

=\frac{70.7}{159.2}

\approx0.444\A$$(3)最大电场能量$$W_{Cmax}=\frac{1}{2}CU_m^2

=\frac{1}{2}\times20\times10^{-6}\times100^2

=0.1\J$$解析：本题综合考查正弦交流电路中电容的容抗、有效值计算及储能公式，计算时注意角频率ω=2.已知C1=2 μF、C2=3 μ(1)电路的总等效电容C；(2)各电容两端的电压U1、U2、(3)各电容储存的电荷量Q1、Q2、答案(1)C2与CC再与C1$$C=\frac{C_1C_{23}}{C_1+C_{23}}

=\frac{2\times9}{2+9}

=\frac{18}{11}

\approx1.636\\muF$$(2)串联部分电荷相等，即Q1先求总电荷$$Q=CU=\frac{18}{11}\times10^{-6}\times100

\approx1.636\times10^{-4}\C$$因此$$U_1=\frac{Q}{C_1}

=\frac{1.636\times10^{-4}}{2\times10^{-6}}

\approx81.8\V$$并联部分C2、C$$U_2=U_3=U-U_1

=100-81.8

=18.2\V$$(3)各电容电荷量$$Q_1=C_1U_1

=2\times10^{-6}\times81.8

\approx1.64\times10^{-4}\C$$$$Q_2=C_2U_2

=