王 震 徐昊成

（遼寧師范大學(xué)物理與電子技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116029）

1 拆解紙質(zhì)電容器

高中物理“電容器”這節(jié)課的教學(xué)中，教師通常讓學(xué)生將一個(gè)紙質(zhì)的電容器拆開(kāi)（圖1），觀察紙質(zhì)電容器的主要構(gòu)造.學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)電容器有兩片錫箔（導(dǎo)體），中間是一層薄紙（絕緣體）隔開(kāi)，每片錫箔引出一個(gè)電極.通過(guò)拆解電容器，學(xué)生歸納得出電容器的概念和主要構(gòu)造，之后繼續(xù)學(xué)習(xí)電容器的充放電過(guò)程.

電容器的構(gòu)造簡(jiǎn)單、明了，教師讓學(xué)生拆解和觀察了它的構(gòu)造后，就可以讓學(xué)生親自動(dòng)手制作一個(gè)簡(jiǎn)易的電容器.

圖1

2 自制簡(jiǎn)易電容器

（1）提供的材料.

兩個(gè)帶有引線的條形鋁箔（引線也用鋁箔做成，粘到條形的鋁箔上），條形鋁箔長(zhǎng)90cm、寬12cm；一條絕緣的塑料薄膜（長(zhǎng)184cm、寬14cm）；絕緣紙筒（紙筒用的是卷塑料薄膜的紙芯）（圖2）

圖2

（2）制作方法.

① 把長(zhǎng)條的塑料薄膜對(duì)折，對(duì)折后長(zhǎng)度由原來(lái)的184cm變成長(zhǎng)度為92cm的雙層，寬度仍然為14cm.

②將90cm長(zhǎng)的一條鋁箔放入到對(duì)折的塑料薄膜中；將另一張鋁箔放在塑料薄膜上，這樣就構(gòu)成了四層結(jié)構(gòu)，兩層塑料薄膜和兩層鋁箔相互重疊.

③ 用紙質(zhì)的紙筒把對(duì)齊好的薄膜和鋁箔卷起來(lái)（為了使鋁箔不露出來(lái)，塑料薄膜的長(zhǎng)和寬要稍大一些）.卷好后用透明膠布把卷筒粘好，這樣就制成了一個(gè)簡(jiǎn)易的電容器，即兩個(gè)正對(duì)的鋁箔中間夾上一層絕緣塑料薄膜（圖3）.

制作的過(guò)程中需要注意：鋁箔的兩根引線不要卷進(jìn)去，要露在外面；卷筒的過(guò)程需要兩個(gè)同學(xué)互相合作，讓鋁箔和薄膜對(duì)齊地卷好.

圖3

學(xué)生親身感受到了電容器的制作過(guò)程，既加深了學(xué)生對(duì)電容器概念和構(gòu)造的理解，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生小組合作的意識(shí).

3 觀察自制電容器的充放電過(guò)程

學(xué)生對(duì)自制的電容器，或許只是認(rèn)為結(jié)構(gòu)上和真實(shí)的電容器相似而已，可當(dāng)教師告訴學(xué)生要利用剛剛制造的電容器來(lái)進(jìn)行電容器的充電和放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生充滿了強(qiáng)烈的好奇心.

（1）具體操作.

教師把學(xué)生卷好的電容器插到一個(gè)底座上，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量電容器兩端的電壓，即用多用電表的表筆觸鋁箔做的兩根引線，觀察到多用電表的示數(shù)為0（圖4）.

（2）將電源直接并聯(lián)到電容器兩端（圖5），過(guò)幾秒鐘后斷開(kāi)電源，用多用電表再測(cè)量電容器兩端的電壓，發(fā)現(xiàn)多用電表的示數(shù)迅速地達(dá)到某一個(gè)最大值，然后緩慢地回到0.（圖6）

圖4

圖5

圖6

（3）換另外學(xué)生制作的電容器，請(qǐng)?jiān)撋街v臺(tái)前重復(fù)上述操作.

教師演示的過(guò)程刺激著學(xué)生的感官，引起學(xué)生觀察的興趣.學(xué)生主動(dòng)分析和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納出電容器的工作過(guò)程，即兩條鋁箔分別帶上等量異號(hào)電荷的過(guò)程叫做充電過(guò)程（圖5）；用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極連通（圖6），兩條鋁箔上的電荷中和，電容器又不帶電了，這個(gè)過(guò)程叫做放電過(guò)程.教師利用學(xué)生自制的電容器進(jìn)行演示，學(xué)生更加直觀地理解了電容器儲(chǔ)能和釋放電荷的過(guò)程.

4 計(jì)算自制電容器的電容

電容器容納電荷的本領(lǐng)不同，電容是用來(lái)描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量.學(xué)生在學(xué)習(xí)了電容的概念和平行板電容器電容的計(jì)算公式后，就可以算出自制的電容器的電容.（學(xué)生自制的電容器可以看成是平行板電容器）

自制電容器的介質(zhì)厚度d為0.01cm（兩層鋁箔和一層絕緣塑料薄膜的厚度），相對(duì)介電常數(shù)εr為2.45，k為9×109.則電容為

學(xué)生利用熟悉、價(jià)廉的生活物品，自制實(shí)驗(yàn)儀器，使難于理解的物理現(xiàn)象新奇、有趣地呈現(xiàn)在面前，會(huì)增加學(xué)生對(duì)物理課的親切感和提高學(xué)習(xí)的效果.