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作品简介
平行板电容示教仪是针对高中物理教学实际需要开发的,可以定量研究平行板电容器的决定式C=εS/4πkd,不需要给电容器带电荷,使实验不受环境条件影响。
研究价值
高中物理选修3-1第一章第八节《电容器的电容》,有一个演示实验“研究影响平行板电容器电容大小的因素”,是本节教学内容的难点,做好演示实验是突破难点的最好办法。然而,教材中的实验存在诸多问题。
(1)静电实验对实验装置、实验环境都有着极高的要求,一般课堂上很难看到静电计的偏角发生明显变化,演示效果大打折扣。
(2)实验无法对极板间距、正对面积等进行定量测量,只能通过观察静电计偏角大小来间接反映电容器电容的变化,因此,实验只能是定性描述。定性研究的前提是电容器两极板带电量Q值恒定,而这一点在实际操作中也是很难保证的。
(3)学生对静电计工作原理(静电计的偏角大小可以反映平行板电容器两极板间的电压)的理解也存在很大困难,这就大大增加了学生对该实验的理解难度。
基于以上考虑,在老师的指导下我发明了这样一套教学仪器。
工作原理
我发明的这款仪器可以定量研究平行板电容器的决定式C=εS/4πkd。用两块鋁板充当平行板电容器的极板,一块固定在螺旋测位计上,另一块固定在滑块上。
通过调节螺旋测位计改变两极板之间的距离,研究电容与极板间距的关系;通过移动滑块改变两极板正对面积,研究电容与极板正对面积的关系;在两极板间插入不同介质板,研究电容与介质介电常数的关系。电容值用数字电容表测量,就可以进行具体的定量分析。
创新点
(1)通过螺旋测微结构,解决了两极板间距变化的精密测量。
(2)通过滑块解决了两极板正对面积的定量变化。
(3)极板间可以插入不同介质材料,研究介电常数的影响。
(4)用电容表直接测量平行板电容器的电容值,不需要给电容器带电荷,实验不受环境条件影响。
平行板电容示教仪是针对高中物理教学实际需要开发的,可以定量研究平行板电容器的决定式C=εS/4πkd,不需要给电容器带电荷,使实验不受环境条件影响。
研究价值
高中物理选修3-1第一章第八节《电容器的电容》,有一个演示实验“研究影响平行板电容器电容大小的因素”,是本节教学内容的难点,做好演示实验是突破难点的最好办法。然而,教材中的实验存在诸多问题。
(1)静电实验对实验装置、实验环境都有着极高的要求,一般课堂上很难看到静电计的偏角发生明显变化,演示效果大打折扣。
(2)实验无法对极板间距、正对面积等进行定量测量,只能通过观察静电计偏角大小来间接反映电容器电容的变化,因此,实验只能是定性描述。定性研究的前提是电容器两极板带电量Q值恒定,而这一点在实际操作中也是很难保证的。
(3)学生对静电计工作原理(静电计的偏角大小可以反映平行板电容器两极板间的电压)的理解也存在很大困难,这就大大增加了学生对该实验的理解难度。
基于以上考虑,在老师的指导下我发明了这样一套教学仪器。
工作原理
我发明的这款仪器可以定量研究平行板电容器的决定式C=εS/4πkd。用两块鋁板充当平行板电容器的极板,一块固定在螺旋测位计上,另一块固定在滑块上。
通过调节螺旋测位计改变两极板之间的距离,研究电容与极板间距的关系;通过移动滑块改变两极板正对面积,研究电容与极板正对面积的关系;在两极板间插入不同介质板,研究电容与介质介电常数的关系。电容值用数字电容表测量,就可以进行具体的定量分析。
创新点
(1)通过螺旋测微结构,解决了两极板间距变化的精密测量。
(2)通过滑块解决了两极板正对面积的定量变化。
(3)极板间可以插入不同介质材料,研究介电常数的影响。
(4)用电容表直接测量平行板电容器的电容值,不需要给电容器带电荷,实验不受环境条件影响。