江立坤　刘世耀

摘 要：详细介绍了多功能电容器演示仪的制作背景、仪器的设计原理、功能以及具体的使用方法。并把该仪器运用于教学中，得到了广大师生的喜爱，取得了良好的教学效果。

关键词：多功能；电容器；演示仪；设计原理

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）10（S）-0064-2

1 多功能电容器性质演示仪的制作背景

高中物理教材中关于电容概念的构建是从“实验表明，一个电容器所带的电量与电容器两极板间电势差成正比”开始的。虽然这样也可以为电容的定义奠定理论基础。但是，没有形象直观的演示实验，没有直接的实验证据，不利于电容概念的形成。笔者查阅了其它资料，也没有发现相关的演示实验仪器。为了弥补不足，笔者经过认真分析和反复的实验验证，设计了一套多功能电容器演示仪（实物如图1所示）。

图1 电容器演示仪

2 仪器的设计原理以及功能介绍

多功能电容器性质演示仪有两个功能模块，分别为电容器模块和计时器模块。

电容器模块的设计原理：相同电容器并联时，电容器所带的电荷量相等。因此，可通过用相同电容器并联平分电量的方法把难以测定的电量依次等分。具体为四个相同电容器C1，C2，C3，C4并联，并用开关K1，K2，K3，K4控制。使用学生电源对电容器C1充电，充满后断开电源，电容器所带电量Q保持不变。通过电压传感器与计算机相连，记录电容器C1两端电压U的大小。依次闭合开关K2，K3，K4，则每个电容器中的电量依次为Q/2，Q/3，Q/4。再从计算机中观察到电容器两端电压U，得出电容器多组Q/U值，通过比较Q/U值，可以直观反映出电容器储存电荷的性质，为电容定义奠定基础。……