平行板电容器的电容演示

肖祝生

平行板电容器的电容是高中物理重点内容，由于场强、电势差等7个物理量的彼此约束，加上静电演示实验有一定难度，所以又是教学中的难点。平行板电容器的电容演示将微观变化具体、形象地展现在学生面前，为教学带来了极大的方便。

演示效果如图1所示。

下载地址

http://teacher.100point.com/users/teacher/xiaozzs/Course/PH/02/CPH020000000121.swf

课件功能

课件动态地显示了电容器充电的微观过程，直观地揭示了影响电容器电容的诸多因素之间的关系。课件的交互性强，使用者可随意进行仿真实验，也可用来测试学生对上述问题的判断。

使用方法

1.点击开关，电容器充电，可看到A板的电子流向B板，充电完毕，两板分别带上等量异种电荷。

2.断开开关，使电量不变，进行“实验一”中的3个实验：分别点击左侧“实验一”中的“改变正对面积”等3个按钮，按照提示，研究3个因素对电容的影响。改变面积和改变两板间距离分别是拖动B板实现的；“电介质”条可拖动插入两板间，以改变电介质。静电计和两板间的电场线的变化表明了电势和场强的变化。

3.闭合开关，使电压不变，进行“实验二”中的3个实验。方法同上。

设计思路

开关的制作

开关要将闸刀与座分开，做成断开与闭合两个状态。在开关上写上控制开关两种状态和充电电流播放的代码。

充电电流用引导线单独做成mc，在第1帧写上stop。

静电计的制作

指针要单独绘制。为了区别充电断开与未充电断开两种状态，我们叠放了两个同样的静电计，通过转换指令实现了两种状态的替代。

平行板的制作

A板固定，B板可控制向上、向右移动，以改变正对面积和两板距离。由红、绿色表示的正负电荷，每一个都是mc，并分别命名为q1、q2，均匀排列在两板上。与电荷对应的电场线也做成mc并命名。与B板相连的导线，做成mc，由指令控制它跟随B板转动和平动。

场景的分布

由于本课件涉及充电和6个小实验，所以由7个场景组成。我们在“平行板电容器”的场景中，安排了7个帧，每个帧对应1个状态。如第1帧为充电，第2～4帧为电量不变的3个状态；第5～7帧为电压不变的3个状态。

时间轴如图2所示。

在主场景中，由6个按钮控制场景的跳转。

主要的脚本写在“平行板电容器”场景的第1帧上。

这里所用的指令是对象的位置属性、碰撞检测指令hittest和if语句。关键是要细致地写好每个电荷及电场线的位置坐标。