电容特征“显效”演示仪

摘要：本文分析了笔者自制教具电容特征“显效”演示仪的特点和用途，画出了教具装置图，介绍了制作材料，叙述了制作过程，重点阐述了使用方法，最后指出它在一线教学实践中的重要意义。

关键词：电容特征；显效；演示仪

中学生对电容器的理解不能像对水容器的理解那么形象直观具体，对电容器的充、放电这个现象微弱且时间极短暂的过程的感性认识也非常有限，本人在教学实践中意识到这些问题，结合自己的教学经验和专业知识自制了电容特征“显效”演示仪，克服了上述问题，能很好的显示电容特征。具体情况如下：

一、教具名称电容特征“显效”演示仪

二、教具制作人单位赣州市第三中学；姓名：吴燕；邮编：341000

三、教具装置图

〖XC42.TIF〗

四、仪器特点与用途

1.特点：①电路简单，取材方便，易制作，现象特别明显直观。

②采用大容量电容（3000μF），使充、放电时间“延长”。

③采用电阻大的电压表使通电电流小，以“延长”充、放电时间。

④可用不同电压的电源给电容器充、放电，以利于学生

进行探究。

2.用途：①可充分“放大”、“延长”电容器充放电的整个过程中电流特征，以增强学生对电容器的感性认识。②可采用不同电压的电源对电容器充电，通过观察现象，进行分析比较，画出充电电流与时间的图象，得出电容器所带电荷量与电压成正比的关系，给学生提供一个便于探究的情境。

五、制作电路图与材料

1.电路图如图1所示

2.材料：单刀双掷开关一个，单刀开关一个，电容器（3000μF）一个，接线柱4个（A、B、C、D），演示电压表J0401一个（-5V～+5V），电池盒一个（含4节电池），导线若干，方木板一块，长方形木块一块。

3.制作：①将方木板固定于长方形木块上，使之能竖直放于桌面。

②按电路图将接线柱、电容、开关固定于方木板上。

③用导线在木板背面将各器件连接好。

④在木板正面将电路图用黑笔描出使之直观。

六、使用方法

1.探究电容器所带电荷量跟电压的关系

①先用4节干电池给电容器充电：每分钟读取一次电流，记录在i-t表格中，并在i-t坐标图上标出其位置。用曲线在i-t坐标图上描出图象（图2中的①）。

②再用2节干电池给电容器充电：每分钟记录一次电流在i-t表格中，在同一个i-t坐标上标出其位置，描出图象（图2中的②）。

i-t表格〖BG（！〗〖BHG1，K7，K3。2，K4。4ZQ〗it〖〗0min〖〗1min〖〗2min〖〗3min〖〗4min〖〗5min

〖BH〗4节干电池（6v）〖〗100μA〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗

〖BH〗2节干电池（3v）〖〗50μA〖〗〖〗〖〗〖〗〖〗〖BG）〗比较i-t表格中的数据，可知：通过相同的充电时间，用4节干电池充电的电路电流在误差允许范围内，总是用2节干电池充电的电路电流的两倍。即验证了对同一个电容器来说，电容器所带的电荷量与电压成正比。

〖XC43.TIF〗

或者比较i-t图像，也可让学生对电容器所带的电荷量与电压成正比的关系，即c=〖SX（〗Q〖〗V〖SX）〗有个感性的认识。更重要的是为学生提供了一个便于探究的有效情境，让学生参与、体验整个探究过程。

2.演示电容器充、放电情况

①将双掷开关与a端接通，电容器c开始充电，电压表示数由大（显示为+5V左右，相当于电流为100μA），慢慢减小到0（指针指向中间位置），此过程时间较长，大约5分钟左右。（如果同学们观察清楚了，可闭合开关K2，使电容器快速结束充电过程。）②在上述过程结束后，断开开关K2，将开关K1与b端接触，电容器开始放电，电压表指针反向偏转，示数由大（显示为-5V左右，相当于电流为-100μA），缓慢减小至0（指针指向中间位置）。此过程时间大约5分钟（如时间过长，可闭合开关K2，则电容器快速放电，电压表示指针立即指回中间位置）。

七、小结

此自制的演示仪，本人在教学实践中已多次使用，得到了学生和同行的广泛好评，大家普遍认为此教具操作简单，现象明显，激发了学生参与的积极性，增强了学生对电容器相关知识的感性认识，更重要的是，通过巧妙的设计“延长”了整个过程的时间和“放大”了整个过程的特征，让学生有了探究的机会和空间。

参考文献：

[1]《教学仪器与探讨》

[2]《物理实验》

[3]《中小学实验与装备》

[4]《实验技术与管理》

[5]《物理教学》

（作者单位：江西省赣州市第三中学341000）