平行板電容器的電容演示

肖祝生

平行板電容器的電容是高中物理重點內容，由于場強、電勢差等7個物理量的彼此約束，加上靜電演示實驗有一定難度，所以又是教學中的難點。平行板電容器的電容演示將微觀變化具體、形象地展現在學生面前，為教學帶來了極大的方便。

演示效果如圖1所示。

下載地址

http://teacher.100point.com/users/teacher/xiaozzs/Course/PH/02/CPH020000000121.swf

課件功能

課件動態地顯示了電容器充電的微觀過程，直觀地揭示了影響電容器電容的諸多因素之間的關系。課件的交互性強，使用者可隨意進行仿真實驗，也可用來測試學生對上述問題的判斷。

使用方法

1.點擊開關，電容器充電，可看到A板的電子流向B板，充電完畢，兩板分別帶上等量異種電荷。

2.斷開開關，使電量不變，進行“實驗一”中的3個實驗：分別點擊左側“實驗一”中的“改變正對面積”等3個按鈕，按照提示，研究3個因素對電容的影響。改變面積和改變兩板間距離分別是拖動B板實現的；“電介質”條可拖動插入兩板間，以改變電介質。靜電計和兩板間的電場線的變化表明了電勢和場強的變化。

3.閉合開關，使電壓不變，進行“實驗二”中的3個實驗。方法同上。

設計思路

開關的制作

開關要將閘刀與座分開，做成斷開與閉合兩個狀態。在開關上寫上控制開關兩種狀態和充電電流播放的代碼。

充電電流用引導線單獨做成mc，在第1幀寫上stop。

靜電計的制作

指針要單獨繪制。為了區別充電斷開與未充電斷開兩種狀態，我們疊放了兩個同樣的靜電計，通過轉換指令實現了兩種狀態的替代。

平行板的制作

A板固定，B板可控制向上、向右移動，以改變正對面積和兩板距離。由紅、綠色表示的正負電荷，每一個都是mc，并分別命名為q1、q2，均勻排列在兩板上。與電荷對應的電場線也做成mc并命名。與B板相連的導線，做成mc，由指令控制它跟隨B板轉動和平動。

場景的分布

由于本課件涉及充電和6個小實驗，所以由7個場景組成。我們在“平行板電容器”的場景中，安排了7個幀，每個幀對應1個狀態。如第1幀為充電，第2～4幀為電量不變的3個狀態；第5～7幀為電壓不變的3個狀態。

時間軸如圖2所示。

在主場景中，由6個按鈕控制場景的跳轉。

主要的腳本寫在“平行板電容器”場景的第1幀上。

這里所用的指令是對象的位置屬性、碰撞檢測指令hittest和if語句。關鍵是要細致地寫好每個電荷及電場線的位置坐標。