[实用新型]电容的电量与电压的关系教学演示仪

说明书

本实用新型电容的电量与电压的关系教学演示仪属于高中物理学中的电容的电量与电压的关系教学演示仪。包括完全相同的两个电容，和电压表V，其中一个电容连接有电压表V的为待测电容C1，另一个与待测电容C1并联，用于卸载待测电容C1电量的电容为平分电量的电容C2；还包括相互连接的三个电路回路：额定电压的充电回路、完全放电回路、平分电量回路。平分电量回路：C1和C2并联，C2与C1和发光二极管D2的连接用双刀双掷开关S2，C2选择与C1并联，或者C2选择与D2并联。优点：用两个相同电容充放的电压V变化教学演示方式，使学生可观察待测电容电压V减半的变化表示电量Q减半的变化，可观察两个相同电容的充放一次平分电量Q的现象。

技术领域

本实用新型属于高中物理教学演示仪，特别是高中物理学中的电容的电量与电压的关系教学演示仪。

背景技术

电容器是一种常见的电路元件，《电容》是高中物理教学中一节重要的内容，但是教材中关于电容器的电量Q与电压U之间的关系，仅用“实验表明”这四个文字，就得到结论是什么，没有实际的“实验”方法或文字述叙的“实验”步骤，这样抽象的物理结论不利于培养的学生探究精神，激发学生的学习兴趣。

发明内容

本实用新型提供一种高中物理学中的电容的电量与电压的关系教学演示仪，即物理学中的电学公式Q＝C*V的电容C不变时，电量Q与电压V的变化教学演示仪。

本实用新型的结构：

1、电容的电量与电压的关系教学演示仪，包括完全相同的两个电容，和电压表V，其特征在于：其中一个电容连接有电压表V的为待测电容C1，另一个与待测电容C1并联，用于卸载待测电容C1电量的电容为平分电量的电容C2；还包括相互连接的三个电路回路如下：

额定电压的充电回路：包括串联的待测电容C1、滑动变阻器R、发光二极管D1和充电开关S1，滑动变阻器R还接电源，发光二极管D1还并联有保护发光二极管D1的快恢复整流二极管D3。

滑动变阻器R用于调节待测电容C1的电压值，最好把待测电容C1的电压值调节成2伏、4伏、8伏、16伏、32伏等整数，而且是2的整数倍，以便于演示观察测电容C1的电压成整数倍减少，以说明测电容C1的电量成整数倍减少。

D1是发光二极管，显示电容器C1的充电过程；

快恢复整流二极管D3能够保护发光二极管D1是因为：教学用的发光二极管其额定电压一般1.8-2.2伏，但本演示仪为方便演示待测电容C1的电压成整数倍下降，所以演示仪电源一般选用16伏或32伏。当演示仪电源用16伏或32伏时，发光二极管很易被损坏。而快恢复整流二极管的两端电压特点是可以稳定为一个低于电源电压的低电压值，如演示仪电源用16伏或32伏时，可以选用快恢复整流二极管两端电压稳定为1.5-2.0伏的快恢复整流二极管。由于快恢复整流二极管与发光二极管是并联连接，当演示仪电源用16伏或32伏时，则发光二极管的两端电压也稳定为1.5-2.0伏，使发光二极管两端电压保持在额定电压范围内，所以，快恢复整流二极管能够保护发光二极管。

完全放电回路：平分电量的电容C2和发光二极管D2用双刀双掷开关S2并联，平分电量的电容C2并联有放电开关S3，发光二极管D2还并联有保护发光二极管D2的快恢复整流二极管D4。

D2是发光二极管，显示电容器C2的放电过程；

放电开关S3在闭合状态可把平分电量的电容C2中的电被完全释放干净。

快恢复整流二极管D4能够保护发光二极管D2的原因同于上述的“快恢复整流二极管D3能够保护发光二极管D1是因为：……”。

平分电量回路：待测电容C1和平分电量的电容C2用双刀双掷开关S2并联；