4、平行板电容器)

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1、4、平行板电容器实验仪器：平行板电容器(J2309)、指针验电器(J2305)、静电感应起电机(J2310)AV教师操作：平行板电容器所带的电量Q与两板间电势差U的关系；平行板电容器的电容C与两极板间的距离d的关系；平行板电容器的电容C与两板间的相对面积S的关系；平行板电容器的电容C与两板间电介质有关5、常用电容器实验仪器：常用电容器示教板(J2319)6、电容器的电容实验仪器：学生电源(J1202型或J1202－1型)、直流电压表(J0408型或J0408－1型)、检流计(J0409型或J0409－1型)、滑动H变阻器(J2354－1型)、简式电阻箱(J2

2、362－1型)、电解电容器(25伏，470－1000微法)、单刀开关2个(J2352型)、停表、导线若干实验目的：深入理解电容概念，掌握利用电容器通过高电阻放电测电容的方法，学会计算曲线下面积的方法。实验原理：电容器充电后，所带电量Q与两极板间电压U和电容C之间满足Q＝CU的关系。U可由直流电压表测出，Q可由电容器放电测量。使电容器通过高电阻放电，放电电流随电容器两极板间的电压下降而减少，通过测出不同时刻的放电电流值，直至I＝0，作出放电电流I随时间变化的曲线，曲线下的面积即等于电容器所带电量。由C＝可求出电容器的电容值。教师操作：(1)连接好电路，滑动变阻

3、器R′先调在输出电压最小的位置，电阻箱R调至最大阻值，并串接一个定值电阻，使放电电阻的总阻值大约在10－12千欧左右。电源电压选择6伏稳压输出。接通电源后，调节滑动变阻器R′，使电压表示数为某一确定值(如2.5伏)，然后闭合开关S，给电容器充电。当电容器两端电压U0到达某一稳定电压U时，充电完毕。记下此时的电压表和检流计的示数。(2)断开开关S′和S同时开始计时，这时电容器通过电阻R放电，放电电流iC随时间t的增加而减小，每间隔5秒读取并记录一次检流计的电流值，直到电流消失为止。将测量结果记入下表。充电电压U1＝(V)时间(s)051015202530354

4、045放电电流ic(μA)充电电压U2＝(V)时间(s)051015202530354045放电电流ic(μA)充电电压U3＝(V)时间(s)051015202530354045放电电流ic(μA)(3)以放电电流为纵坐标，放电时间为横坐标，在坐标纸上作充电电压为U1＝2.5伏时的实验曲线。(4)计算实验曲线与坐标轴所围图形的面积，即可求出电容器在充电结束时所带的电量。具体计算方法是：首先，以坐标纸上0.5×0.5厘米2的一个小方格作为面积计量单位，数出实验曲线下有多少完整的小方格。对于曲线通过其中的小方格，凡曲线下的部分超过该格一半面积的记为一个小方格，不

5、足一半的则舍去不计，这样可得到曲线下包含的小方格数。其次确定每个小方格所对应的电量值，如纵轴的每一小格为10微安，横轴的每一小格为5秒，则每个小方格所表示的电量值为q＝10微安×5秒＝50×10－6库仑。最后由曲线下的方格数与q的乘积即可得到电容器所带电量Q。(5)由电容器的电容计算公式，可计算出电容值C＝(6)改变电容器的充电电压(如U＝3伏，3.5伏)重复上述实验步骤，求出电容器的电容值(这些值应大体相近，请思考这是为什么？)，再取平均值，即能准确测出电容。注意事项：(1)应采用学生电源的稳压输出供电，不能用“直流输出”供电，因为后者存在较大的交流成分，

6、交流成分的存在将使开关断开的瞬间，检流计表针向右方偏转一下后再向左偏转，造成记录误差。如电源无稳压输出挡，则可在电源输出接线柱上并一个大电容滤去交流成分。(2)放电电阻过小，放电时间短，放电电流变化快，会给记录数据带来困难；放电电阻过大，放电时间长，放电电流变化慢，很难达到I＝0。一般取放电电阻为10千欧～15千欧为宜。由于简式电阻箱最大阻值为9999欧，故应串接一个定值电阻。(3)同时记录放电时间和放电电流，是本实验操作上的一个难点，一般是一个同学掌握停表，每隔5秒读一次时间，另一同学记录相应的放电电流值。下面介绍两种简便易行的方法：①节拍器计时法：将节拍

7、器的响铃周期调至2秒(或3秒)，使它每2秒(或3秒)铃响一次，这样可根据铃响来记录放电电流的大小。用此法一个同学即能完成实验。②不论用停表还是节拍器计时，在检流计指针偏转过程中读取放电电流值都比较困难。为解决这一问题，可在检流计表盘上贴一张透明胶纸，实验时，手持泡沫笔并使笔尖随表针移动，在相应的时刻于表针位置上划一墨点(墨点在胶纸上)。待放电完毕，再由墨点位置记下相应的电流值。重新实验时可将墨点擦去，重新划点。这种方法记录的数据较为准确。4带电粒子在匀强电场中的运动1、加速运动与偏转实验仪器：电子感应圈、学生电源、阴极射线管、大屏幕示波器2、练习使用示波器(

8、学生实验)实验仪器：学生示波器(J2459型)、学生