电工技术基础与技能(周绍敏)第4章电容课后习题及答案

电工技术基础与技能第四章电容练习题一、是非题(2X20)1、平行板电容器的电容量与外加电压的大小是无关的。（）2、电容器必须在电路中使用才会带有电荷，故此时才会有电容量。（）3、若干只不同容量的电容器并联，各电容器所带电荷量均相等。（）4、电容量不相等的电容器串联后接在电源上，每只电容器两端的电压与它本身的电容量成反比。（）5、电容器串联后，其耐压总是大于其中任一电容器的耐压。（）6、电容器串联后，其等效电容总是小于任一电容器的电容量。（）7、若干只电容器串联，电容量越小的电容器所带的电荷量也越少。（）8、两个10μF的电容器，耐压分别为10V和20V，则串联后总的耐压值为30V。（）9、电容器充电时电流与电压方向一致，电容器放电时电流和电压的方向相反。（）10、电容量大的电容器储存的电场能量一定多。（）二、选择题（2X20）1、平行板电容器在极板面积和介质一定时，如果缩小两极板之间的距离，则电容量将()。A.增大B.减小C.不变D.不能确定2、某电容器两端的电压为40V时，它所带的电荷量是0.2C，若它两端的电压降到10V时，则()。A.电荷量保持不变B.电容量保持不变C.电荷量减少一半D.电荷量减小3、一空气介质平行板电容器，充电后仍与电源保持相连，并在极板中间放入εr=2的电介质，则电容器所带电荷量将()。A.增加一倍B.减少一半C.保持不变D.不能确定4、电容器C1和一个电容为8μF的电容器C2并联，总电容为电容器C1的3倍，那么电容器C1的电容量是()μF。A.2B.4C.6D.85、两个电容器并联，若C1=2C2，则C1、C2所带电荷量Q1、Q2的关系是()。A.Q1=2Q2B.2Q1=Q2C.Q1=Q2D.不能确定6、若将上题两电容串联，则()。A.Q1=2Q2B.2Q1=Q2C.Q1=Q2D.不能确定7、1μF与2μF的电容器串联后接在30V的电源上，则1μF的电容器的端电压为()V。A.10B.15C.20D.308、两个相同的电容器并联之后的等效电容，跟让它们串联之后的等效电容之比为()。A.1:4B.4：1C.1:2D.2:19、两个电容器，C1=30μF，耐压12V；C2=50μF，耐压12V，将它们串联后接到24V电源上，则()。A.两个电容器都能正常工作B.C1、C2都将被击穿C.C1被击穿，C2正常工作D.C1正常工作，C2被击穿10、用万用表电阻档检测大容量电容器质量时，若指针偏转后回不到起始位置，而停在表度盘的某处，说明（）。A.电容器内部短路B.电容器内部开路C.电容器存在漏电现象D.电容器的电容量太小三、填充题1、某一电容器，外加电压U=20V，测得q=4X10-8C，则电容量C=__2X10-9F__，若外加电压升高为40V，这是所带电荷量为__8X10-8C__。2、以空气为介质的平行板电容器，若增大两极板的正对面积，电容量将__增大_；若增大两极板间的距离，电容量将__减小__；若插入某种介质，电容量将__增大__。3、两个空气介质平行板电容器C1和C2，若两极板正对面积之比为3:2，两极板间距离之比为3:1，则它们的电容量之比为__1:2__。若C1为6μF，则C2=__12__μF。4、两个电容器，C1=20μF，耐压100V；C2=30μF，耐压100V，串联后接在160V电源上，C1和C2两端电压分别为__96__V，___64__V，等效电容为__12__μF。5、图4-9所示电路中，C1=0.2μF，C2=0.3μF，C3=0.820μF，C4=0.2μF，当开关S断开时，A、B两点间的等效电容为__0.28__μF；当开关S闭合时，A、B两点间的等效电容为__31__μF。6、电容器在充电过程中，充电电流逐渐__减小__，两端电压逐渐__增大__；在放电过程中，放电电流逐渐__减小__，而两端电压逐渐__减小__。7、当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有__电流__流过；若电容器极板上所储存的电荷___不变___，则电路中就没有电流流过。8、用万用表判别较大容量电容器的质量时，应将万用表拨到_电阻_档，通常倍率使用_X100_或_X1K_。如果将表笔分别与电容器的两端接触，指针有一定偏转，并很快回到接近于起始位置的地方，说明电容器_无漏电_；若指针偏转到零欧姆位置之后不再回去，说明电容器_已击穿_。9、电容器和电阻器都是电路中的基本元件，但它们在电路中的作用是不同的。从能量上来看，电容器是一种__储能__元件，而电阻器则是__耗能__元件。10、图4-10所示电路中，U=10V，R1=40Ω，R2=60Ω，C=0.5μF，则电容器极板上所带电荷量为__3μC__，电容器储存的电场能量为__9X10-6J__。四、问答与计算题1、有两个电容器，一个电容较大，另一个电容较小，如果它们所带的电荷量一样，那么哪一个电容器上的电压高？如果它们两端的电压相等，那么哪一个电容器所带的电荷量大。解:（1）212121UUCCQQCQU（2）212121QQCCUUCUQ2、有人说“电容大的电容器所带的电荷量一定就多”，这种说法对吗？为什么？解:不对。因为Q=CU，C大不一定代表Q大。3、在下列各情况下，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，将两极板间距增大一倍；③充电后与电源断开，再将两极板间距增大一倍；④充电后与电源断开，再将极板面积缩小一半；⑤充电后与电源断开，再在两极板间插入相对介电常数εr=4的电介质。答：①U不变，S增大一倍→C’=2C，U’=U，Q’=2Q；②U不变，d增大一倍→C’=0.5C，U’=U，Q’=0.5Q；③Q不变，d增大一倍→C’=0.5C，U’=2U，Q’=Q；④Q不变，S减小一半→C’=0.5C，U’=2U，Q’=Q；⑤Q不变，εr=4ε0→C’=4C，U’=0.25U，Q’=Q。4、平行板电容器极板面积是15cm2，两极板相距0.2mm。试求：①当两极板间的介质是空气时的电容；②若其他条件不变而把电容器中的介质换成另一种电介质，测出其电容为132pF，这种电介质的相对介电常数。解:①FXXXXXdsC114312010645.6102105.11086.8②pFpFdsdsCCr6613200→r=25、一个平行板电容器，两极板间是空气，极板的面积是50cm2，两极板相距1mm。试求：①电容器的电容；②如果两极板间的电压是300V，电容器带的电荷量为多少？解:①FXXXXXdsC11331201043.41011051086.8②Q=CU=4.43X10-11X300=1.329X10-8C6、两个相同的电容器，标有“100pF、600V”，串联后接在900V的电路上，每个电容器带多少电荷量？加在每个电容器上的电压是多大？电容器是否会被击穿？解:由于是两个相同的电容并联，总电容是C总=0.5C=50pFQ=C总U=50X10-12X900=4.5X10-8CVXXCQU45010100105.412811∵U1U额∴电容不会被击穿7、把“100pF、600V”和“300pF、300V”的电容器串联后接到900V的电路上，电容器会被击穿吗？为什么？解:总电容是pFCC75CCC2121总Q=C总U=75X10-12X900=67500X10-12CVCQU675100X1067500X1012--12111VCQU225300X1067500X1012--12222∵U1=675600∴C1将先击穿，然后由于900V全部作用在C2上，而C2的耐压仅为300V，C2将也会被击穿。8、现有两个电容器，其中一个电容器为0.25μF，耐压为250V；另一个电容为0.5μF，耐压为300V，试求：①它们串联以后的耐压值；②它们并联以后的耐压值？解:①串联的时候，总电容是FXCC17.05.025.05.025.0CCC2121总Q1=C1U1=0.25X10-6X250=62.5X10-6CQ2=C2U2=0.5X10-6X300=150X10-6CVCQU3750.17X1062.5X106--61总②并联时∵U1=250，U2=300∴耐压小的值为并联耐压值。9、电容为3000pF的电容器带电荷量1.8X10-6C后，撤去电源，再把它跟电容为1500pF的电容器并联，求每个电容器所带的电荷量。解：两个电容电容是并联的，∵Q总=Q1+Q2，U=U1=U2，Q=CUC1:C2=2:1∴122121CCQQ。CX102.1326-1总QQCX106317-2总QQ10、一只10μF的电容器已被充电到100V，欲继续充电到200V，问电容器可增加多少电场能？解：Wc=0.5CUc2=0.5X10X10-6X1002=0.05JWc’=0.5C(Uc’)2=0.5X10X10-6X2002=0.2J∴ΔWc=Wc’-Wc=0.2-0.05=0.15J