[实用新型]一种探究电容器电容的电路演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及教育教学方法技术领域，具体地说是一种简单、具体的探究电容器电容的电路演示仪。

背景技术

目前，在教学中为了探究充电后的电容器的电压与电荷量的关系的方法，一般都是类比法，例如人教版教材采用的方法就是类比的方法，类比水容器的盛水能力，然后定性的总结了电容器的电压与电荷量成正比，容器盛水问题是大家所熟知的，但是这样的类比方法抽象，很难联想到电容电量问题上，而且不容易被学生接受，同时，电容器两端的电压容易测量，电荷量不容易测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种方法新颖、简单具体的探究电容器电容的电路演示仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种探究电容器电容的电路演示仪，设有板体，其特征在于板体上设有容量相同的电容器A和电容器B，功率相同的灯泡M和灯泡N，电容器A和电容器B的左端经导线连接在电源负极，电容器A的右端经导线连接单刀双掷开关的动端，单刀双掷开关的一个不动端经导线连接单刀单掷开关的动端，单刀单掷开关不动端与电容器B右端相连接，单刀双掷开关的另一个不动端经导线连接电源正极，灯泡M和灯泡N一端分别与电容器A和电容器B的左端相连接，灯泡M和灯泡N的另一端经单刀单掷开关分别与电容器A和电容器B的右端相连接，电容器A两端并联一个电压表，测量电容器A两端的电压，通过调节单刀双掷开关可以使不同电容器构成不同回路，实现电容器的充电放电。

本实用新型所述的一种探究电容器电容的电路演示仪，其特征在于电压表为数字电压表。

本发明由于采用上述电路和方法，在教学中，使学生更加直观的认识电容器的构造、作用，可通过定量研究电容器电压与电荷量的关系，把抽象问题具体化，对电容印象深刻，学习效果好，具有直观、简单、具体、学生接受快等优点。

附图说明  

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如附图所示，一种探究电容器电容的电路演示仪，设有板体，其特征在于板体上设有容量相同的电容器A和电容器B，功率相同的灯泡M和灯泡N，电容器A和电容器B的左端经导线连接在电源E负极，电容器A的右端经导线连接单刀双掷开关K2的动端c，单刀双掷开关K2的一个不动端a经导线连接单刀单掷开关K4的动端，单刀单掷开关K4不动端与电容器B右端相连接，单刀双掷开关K2的另一个不动端b经导线连接电源E正极，灯泡M和灯泡N一端分别与电容器A和电容器B的左端相连接，灯泡M和灯泡N的另一端经单刀单掷开关K1、单刀单掷开关K4分别与电容器A和电容器B的右端相连接，电容器A两端并联一个数字电压表V，测量电容器A两端的电压，通过调节单刀双掷开关K2可以使不同电容器构成不同回路，实现电容器的充电放电。

在教学演示时，首先，将单刀双掷开关K2由动端c闭合到b端，电容器A充电，然后将单刀双掷开关K2由动端c闭合到a端, 将单刀单掷开关K3闭合，电容器A对电容器B充电，充电完成后，断开开关K2和K3，同时闭合开关K1 和K4，灯泡M和灯泡N同时亮，过一段时间同时熄灭，说明电容器A和电容器B的所有参数全部相同，进而得知电量相同，断开开关K1 和K4之后，将电容器A再次充电，再将K2由动端c闭合到a端，单刀单掷开关K3闭合，再次实现电容器A对电容器B充电，充电完成后，断开开关K2和K3，闭合K1，灯泡M亮之后熄灭，电容器B放电，断开K1，再将K2由动端c闭合到a端，单刀单掷开关K3闭合，电容器A对电容器B再次充电，充电完成后，断开开关K2和K3，同时闭合开关K1 和K4，灯泡M和灯泡N同时亮，过一段时间同时熄灭，说明电容器A和电容器B的所有参数全部相同，电量再次相同，进而得知每次电容器A对电容器B充电，都是电量的平分。

然后用电量平分法研究电容器电容，将单刀双掷开关K2由动端c闭合到b端，实现对电容器A的充电，电容器A的电量为Q，然后用电压表V测出电容器A两端的电压U1为1.68V；然后将单刀双掷开关K2由动端c闭合到a端，单刀单掷开关K3闭合，电容器A对电容器B充电，电容器A的电量为Q/2，测出电容器A两端的电压U2为0.84V；断开单刀双掷开关K2和单刀单掷开关K3，闭合单刀单掷开关K1，电容器B放电，断开K1，重新连接K3和单刀双掷开关c闭合a端，电容器A对电容器B充电，电容器A的电量为Q/4，然后测出电容器A两端的电压U3为0.42V，实验数据表格如下：