[演示实验《研究影响平行板电容器电容大小的因素》之改进] 平行板电容器电容大小

　　高中物理选修3-1第一章第八节《电容器的电容》有这样一个演示实验——“研究影响平行板电容器电容大小的因素”，是本节教学内容的难点，做好演示实验是突破该难点的最好办法!针对课本原有实验，个人认为原有实验存在以下不足：
　　1.该实验是一个静电实验，对实验装置（平行板电容器和静电计的防漏电性能）、实验环境（周围空气的湿度）都有着极高的要求，一般课堂上很难看到静电计的偏角发生明显变化，从而使演示效果大打折扣，甚至使好多老师望而却步进而放弃该实验的演示。
　　2.课本通过观察静电计的偏角大小来间接反映平行板电容器的电容变化，使观察者的重点有所偏移；同时学生对静电计工作原理（静电计的偏角大小可以反映平行板电容器两极板间的电压）的理解也存在很大困难，这就大大增加了学生对该实验的理解难度，对学生的思维能力是一个很大的考验。
　　3.由于无法获取电容的具体数值，课本对影响电容大小因素的探究停留在定性阶段；并且其定性研究的前提是电容器两极板带电量Q值恒定，而这一点在实际操作中是很难保证的。基于以上考虑，我对该实验尝试了以下改进：
　　一、第一次实验改进
　　1.自制U型木架，在其内侧开四条槽道，槽间距分别为3mm、6mm、9mm，用以实现对板间距的控制变量。
　　2.自制面积相同铝板两块，并在其中一块铝板上标有明显分界线，将其面积三等分，用以实现对正对面积的控制变量。
　　3.自制不同材质的绝缘板两块（面积比铝板稍大，以方便操作），用以实现对介电常数的定性研究。
　　4.引入数字万用表(型号DT9205N) ，用以实现对电容值的直接测量而不需要通过观察静电计的偏角来间接反映电容值的大小。同时也就实现了对电容值的定量记录。
　　数字万用表的使用在实现了对电容直接测量的同时大大降低了对实验环境的要求，从而使实验演示变得简单直观，容易实现；也正是其对电容值较为准确的测量，便于帮助我们找到电容与各个物理量之间的定量关系。综上，本次实验改进完成了变间接为直接、变难做为易做、变定性为定量的转变，大大降低了演示难度，达到较好的演示效果。然而本次改进仍有不足：
　　1.所开槽道是固定的间距，使得铝板之间的板间距只是在3mm、6mm、9mm之间调节，不能实现连续可调，且每次变换槽道都需要将铝板移进移出，使演示变得繁琐；
　　2.数字万用表并非电容专用表，对应测量电容档位可调范围较小，所测电容值存在较大误差。鉴于以上考虑，我又对其进行了再次改进。
　　二、第二次改进
　　1.将实验室中常见的光具座加工，使其支架长度符合本次改进尺寸；将一块铝板固定于滑块上(先将铝板固定于游标卡尺上，使铝板平面与游标卡尺可调方向垂直，再与滑块固定，使铝板平面与滑杆平面平行，该铝板充当动片角色)，充分利用其侧面的标尺以实现正对面积的连续可调和控制变量目的。
　　2.因为所用铝板面积较小，根据可知要想测得较为明显电容值应使板间距不能太大(本次试验控制在1cm以内)。游标卡尺（双缝干涉演示仪的镜头）的使用实现了板间距的调节实现了连续微调和定量研究目的，是该实验较为巧妙之处。
　　3.专业数字电容表(VC6013)的使用使准确测量电容值得以实现，大大提高了测量精度，使演示实验数据更具有说服力!
　　以上为笔者对该演示实验的再次改进，它将第一次改进中存在的缺陷弥补，在实际教学中达到了更好的演示效果并得到了组内同仁的广泛认可。
　　然而由于笔者认知有限，再加上加工技术及备用材料所限，这两次改进必定存在考虑不周之处，请各位专家及同仁不吝赐教！