前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的定量探究平行板电容器电容实验设计，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：探究平行板电容器电容的常用方法是用静电计进行定性探究．定量探究平行板电容器的电容是比较难实现的，实验困难有二：其一是定量测量电容器所带的电荷量，因为目前还没有直接测电荷量的仪器；其二是实验所用的圆形铝板组成的平行板电容器电容较小，实验时电容器充电后储存的电荷量较少，且其电荷量又容易减少，对实验结果影响较大，且极板正对面积的改变难定量控制．虽然现在已有测量电容器电容的电容表，但是实验所用铝板做成的平行板电容器的电容较小，而且电容表的精确度也不够小，因此用电容表直接测的电容值误差较大，达不到预期的实验效果．
关键词：电容；电容器并联；电容器串联；倍增法
在教学实践中，笔者通过创新实验方案，有效地突破了上述实验的两大难点，现将实验方案整理如下．
1实验原理
本实验利用控制变量法，定量探究平行板电容器的电容与其极板正对面积和极板间距之间的关系，通过相同电容器的并联实现其极板正对面积的改变，通过相同电容器的串联实现其极板间距离的改变．
2实验器材
干电池，规格相同的铝电解电容器5个（50V，100μF），电压传感器（一套），电脑（一台），开关（5个），导线若干．
3实验步骤
（1）铝电解电容器A（电容设为C0，极板正对面积设为S0，极板间距离设为d0）充电后与电源断开，设其所带电荷量为Q，并依次与相同的且不带电的电容器B、C、D、E并联，并联后的电容器组可看作是仅改变了极板正对面积的等效电容器A′．实验通过倍增法来改变电容器A的极板正对面积S。实验具体步骤如下：①闭合开关S1，其他开关仍保持断开状态，学生电源给电容器A充电，通过电压传感器读出A充电后两极板间有电势差U1，极板正对面积设为S，其所带电荷量设为Q．②断开开关S1，闭合开关S2，其他开关仍保持断开状态，电容器组极板正对面积变为2S，通过电压传感器记录电容器A两极板间的电势差U2．③依次闭合开关S3、S4、S5，其他开关的状态仍保持不变，电容器组极板正对面积依次变为3S、4S、5S，通过电压传感器依次记录A两极板间的电势差U3、U4、U5。④将实验数据填入表1中．⑤以电容C为纵轴，极板正对面积S为横轴，做出其C－S图像，如图2所示．分析图像可得：在实验误差允许范围内，平行板电容器的电容C与其极板正对面积S成正比．该步操作的注意事项：电源用1节1．5V干电池（新），实验中电键的闭合、断开要快速，尽量减少电容器所带电量的损失（2）铝电解电容器A（电容设为C0）依次与相同的且不带电的电容器B、C、D、E串联，串联后的电容器组可看作是仅改变了极板间距离的等效电容器A′．实验通过倍增法来改变电容器A的极板间距离d，实验电路图如图3所示．实验具体步骤如下：①闭合开关S0、S2、S3、S4和S5，开关S1仍保持断开状态，电源给电容器A充电，通过电压传感器读出A充电后两极板间有电势差UA1，其所带电荷量记为Q1．②先断开开关S0，再闭合开关S1，其他开关的状态保持不变，让电容器A完全放电．③先断开开关S1、S2，A与B串联后等效电容器A′极板间距离为2d，再闭合开关S0，电源给等效电容器A′充电，通过电压传感器记录电容器A两极板间的电势差UA2．④先断开开关S0，再闭合开关S1、S2，让等效电容器A′完全放电．⑤先断开开关S1、S2、S3，A、B与C串联后等效电容器A′极板间距离为3d，再闭合开关S0，电源给等效电容器A′充电，通过电压传感器记录A两极板间的电势差UA3．继续重复以上过程，直到把所有电容器都串联进去．⑥将实验数据填入表2中。⑦以电容C为纵轴，极板间距离d为横轴，做出其C－d图像。分析图像可大致得：在实验误差允许的范围内，平行板电容器的电容C与其极板间距离d成反比．为了确定它们之间的准确关系。分析图像可得：在实验误差允许范围内，平行板电容器的电容C与其极板间距离d成反比．该步操作的注意事项：电源用3节1．5V干电池（新），实验中每次让电容器放电的时间稍长一点，保证电容器的电荷量放净．综上所述：在实验误差允许范围内，平行板电容器的电容C与其极板正对面积S成正比；与其极板间距离d成反比．
作者:陈岭 李凤英 单位:邹城市第一中学