电容器　电容的实验教学设计.doc

电容器电容的实验教学设计山东省济南一中傅以东摘要：介绍电容器的放电实验及利用直观实验讲解电容的有效方法。关键词：教学物理实验电容电容器的电容，是高中物理一个比较重要、抽象的概念。仅凭语言讲述，学生难以理解电容的概念。现在通过演示电容的火花放电实验，取得了良好的教学效果，现将实验方法和实验器材介绍如下。1实验方法用直流高压电源（J1205）给电容器充电，然后用放电针进行火花放电实验。用改装的演示电表测量电容器两极的电势差，引导学生观察放电火花的强弱。通过改变电容两极的电势差和更换不同规格的电容器进行对比性实验，定性地验证电量Q与电势差U成正比，且比值是一个恒量CQ/U。（1）实验一：电量与电势差的关系按图1所示连接电路（选用22F耐压400V的电容器）。依次用100V、200V、300V的直流高压对电容器进行充电和电火花放电，并让学生通过电压表记录每次充电的两极电压，引导学生观察电容器每次放电时产生放电火花的强弱。对于一个已知的电容器，充电电压越高（电容两极电势差高），电容器所带的电量越多，放电时，放电火花越强。通过以上实验可以定性地验证电量与电势差成正比。（2）实验二：不同容量电容的对比性实验按图1所示连接电路，选用300V直流高压先后给10F、22F和33F耐压400V的电容器充电。让学生记录下每次使用电容器的电容数值，引导学生观察每次放电火花的强弱。在电容器两极电势差一定的情况下，电容C越大，放电火花越强，说明其所带的电量Q越多。从而验证对于不同的电容器，两极达到相同的电势差所需要的电量也是不同的，带电量Q和它两极间的电势差所需要的电量是不同的，带电量Q和它的电势差U的比值也是不同的。通过以上两组实验，学生就能够对电容器的电容概念，由感性认识达到理性认识。2实验器材及说明（1）可调直流高压的产生。将J1205直流高压电源的输入端，接调压变压器输出端，通过调节调压变压器就可得到100V至300V的直流高压。见图2所示。（2）扩大电压表量程。将J0401演示电表，选择直流电压挡，然后接一只550千欧分压电阻，可将电压表量程扩大到300V。（3）线路的安装。将电容器、单刀双掷开关、放电叉，按图1所示安装在一个50cm40cm的演示板上。将电容器两极焊接上香蕉插头，便于更换。放电叉用两根直径2至3毫米的尖端导体制成，其中一根固定在演示板上，另一根要带有绝缘柄可水平移动。便于产生放电火花。（4）放电火花的产生。电路接连后将开关S先接“1”充电再接“2”，通过移动放电指针使其尖端靠近，可观察到放电火花。“电容器的电容”演示实验的设计制作作者：樊兰君 文章来源：中学物理教学参考 点击数： 806 更新时间：2006-7-19 11:22:00 一、设计思想高中物理第二册(必修加选修)中“电容器的电容”一节的教学，难点是对电容概念的理解。教学过程中没有现成的教学仪器用来完成实验教学，为了帮助学生理解抽象的“电容”概念，突破教学难点，笔者将演示“电磁振荡”的实验装置加以改进，通过演示实验，化抽象为形象，提高了学生的学习兴趣，增强了教与学的互动性，教学效果显著。二、实验制作1.将电容不同的几块电路板合成一块，电感线圈用导线短接，避免自感现象对实验结果的影响，使仪器简洁化。2.改原来的电容固定式为插拔式，以便多种数据加以比较，形成对比。3.将原来的单刀双掷开关改为纽子三掷开关，以便充、放电两个过程不连续，更能清晰地观察充电后、放电前电流计偏转情况。4.因放电过程瞬间电流较大，不同电压下，对应电流计偏转格数无法区别。特意在电流计两端并联一个100旋臂式电位器，调试到恰当的阻值，以达到电流图1计指针偏转格数因所加充电电压不同而都不超过满刻度。5.将电流计通过实物投影后以增加可视性，且通过数据分析定性地反映电容的本身特征，即常量。改进后的实验装置电路如图1所示。三、作用与效果通过改进可实现以下功能：1.演示电容器的充、放电现象。2.借助电流计偏转格数定性反映电容器所带电量，演示同一个电容器的带电量与两极间所加电压的正比关系。3.通过对电容不同的几个电容器对比演示，突出体现电容是电容器的本身属性。它与电容器的带电量和两极所加电压无关。同一电容器带电量与所加电压成正比，不同电容器比值不一样。下表是一次实验记录的数据：这样对原有教具改进后，可发挥其不同方位的演示功能，实验效果明显，操作简便。将演示实验完全改作学生实验，便于学生实验探究;采用低压学