[发明专利]定量探究平行板电容容量的方法

权利要求书

1.定量探究平行板电容容量的方法，其特征在于：定量探究设备包含U型绝缘支架(1)、栅格条(2)、电容板(3)、导电夹子(4)、数字万用表(5)；所述的U型绝缘支架(1)的左右内部上固定有数个栅格条(2)，相邻栅格条(2)之间的间距为10mm,且最下端栅格条(2)与U型绝缘支架(1)底部的间距为20mm；所述的栅格条(2)之间插接有一对电容板(3)，所述的电容板(3)的边缘通过带有连接线的导电夹子(4)与数字万用表(5)连接。

2.定量探究平行板电容容量的方法，其特征在于：它的探究方法为：将带夹子的导线插入数字万用表Cx插槽，量程选用2nF，1nF＝1×10^-9F；实验时，平行板电容器插入绝缘支架的两层，用夹子分别夹住平行板电容器的两个边缘，打开数字万用表，直接读取电容数值，变定性探究为定量探究；

01、探究电容C与极板间插入的电介质有关时，把最大的一对平行金属板插入支架最下面两层，板间距离为2cm，保持正对面积不变，分别测量空气介质、玻璃介质、石膏介质、陶瓷介质的电容并记录数据，对照几种常用的介电常数，学生可以清晰的了解平行板电容器电容大小与极板间插入的电介质有关，电介质的介电常数越大，电容越大；

02、探究电容C与板间距离d的关系，取一对平行金属板插入绝缘支架下面两层，构造平行板电容器，板间距离2cm，保持空气介质与正对面积不变，依次增大板间距离为3cm、4cm、5cm……并测量、记录对应的电容数据，数据显示，随着板间距离的增大，电容减小；另外，可以利用数据作C-1/d图像并拟合直线，发现C与1/d的线性关系；绘成直线没有通过坐标原点，是由于导线间电容的影响，如果减掉这部分电容值，拟合直线后的图像能在误差允许的范围内很好的反映出C与1/d的正比关系，也就是电容与板间距离d成反比；

03、探究电容C与正对面积S之间的关系，四对金属板面积成倍数关系，取面积最小的两块金属板，面积设为S，插入相邻的两个栅格中，板间距离1cm，介质为空气，测量并记录电容数值，更换并依次测量2S、3S、4S情况下的电容，数据反映出面积加倍，电容加倍；作C-S图像，拟合直线，消除误差，图像就能反映出C-S的正比关系；

以上实验数据显示，在误差允许的范围内，平行板电容器的电容与板间距离成反比，与正对面积成正比，与极板间插入的电介质有关，且与介电常数是正相关关系。