周澤平

研制作品

作品展示

高中物理選修課本中有一節(jié)《電容器的電容》，其演示實(shí)驗(yàn)為“研究影響平行板電容器電容大小的因素”，這一內(nèi)容是教學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)，做好精準(zhǔn)而形象的演示實(shí)驗(yàn)是突破這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)的最好辦法。

我設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)顯示平行板電容器電容物理參量演示儀，主要由電腦上位機(jī)的實(shí)時(shí)顯示界面、單片機(jī)控制系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)、行程開關(guān)和XY軸定向移動(dòng)設(shè)施等組成。它可以定量研究平行板電容器的電容值與兩極板間距、極板正對(duì)面積、介質(zhì)介電常數(shù)的關(guān)系。系統(tǒng)通過機(jī)械式與電氣控制方式的巧妙結(jié)合，使得上下極板可通過步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確控制，并可以在上位機(jī)顯示界面中顯示出電容隨兩極板間距、極板正對(duì)面積和介質(zhì)變量的實(shí)時(shí)數(shù)值。上位機(jī)系統(tǒng)還可以選擇分別模擬海綿、空氣、玻璃、塑料、紙張作為不同介電常數(shù)，相對(duì)于真空時(shí)電容值的變化。

作者獲獎(jiǎng)

極板間距變化

極板正對(duì)面積變化

電容介質(zhì)變化

與純機(jī)械式的電容儀器相比較，本系統(tǒng)更加自動(dòng)化，控制精度也更高。通過互動(dòng)的方式，學(xué)生能更直觀地觀察到極板間距、正對(duì)面積、介電常數(shù)對(duì)電容的影響，提高課堂學(xué)習(xí)的積極性，也加深了對(duì)電容知識(shí)的理解。