从一个传统实验的创新谈电感电容表的应用
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1传统实验案例――研究影响平行板电容器电容大小的因素演示实验
1.1常规实验演示
（1）器材：实验室用圆形平行板电容器，静电计（验电器），直流电源，导线若干
（2）演示示意图：见图1（3）现象与结论
金属球与一个导体连接，金属外壳与另一个导体连接（或者金属外壳与另一个导体同时接地），从指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小.这段话讲的含糊不清，一没有说明静电计的测量原理，很容易让人怀疑测电势差电压表也能测，为什么一定要用静电计；二没有说明静电计指针偏转角度与电势差的关系是正关系还是反关系，这样就使学生对本实验中各物理量与电势差的关系混淆不清.
（2）实验条件苛刻、现象不明显
按教材图示，本实验好像很好做，实际上十个人，九个人不成功.不成功的原因多种多样：电压不够，环境潮湿，器材漏电等.在教学演示录像中，电源用到了高压发生器，估计实验环境也十分干燥理想.而在教室里演示，用起电机发电，基本上还没开始操作，静电计的指针已经眼看着垂下来了.若用高压发生器，一则比较危险、二则操作比较繁琐，不便于课堂演示.
（3）实验结论推演复杂
本实验的前提是平行板电容器加电后电量Q不能变，静电计指针偏角大小指示两板间电势差大小，再根据C=Q/U推出电容C的变化，而指针偏角大小与两板间电势差并非线性关系，因此，实验结论只能是一般性的文字描述而无法直接推出平行板电容器电容与相关物理量的量化关系.
（1）仪器介绍
电感电容表是测量电感电容的一种数字式电学测量仪表，其种类有只能测量电感或电容的单一功能的仪表，也有在拥有欧姆档、电压档、电流档等传统档位的数字式万用表基础上，再增加电容档、电感档的新型数字式电感电容表.测量电感、电容的原理大多是利用LC电路、RC电路等计算得出，若有一定电子电路基础的话也可以自制，或购买现成的仪表产品.本文中使用的电感电容表为优利德电子（上海）有限公司生产的UT603型.其电容档最低量程为2.000 nF（分辨力0.001 nF、准确度±1%+5）、最高量程为600 μF（分辨力0.001 mF、准确度仅供参考），电感档最低量程为2.000 mH（分辨力0.001 mH、准确度±1%+8）、最高量程为200 H（分辨力0.1 H、准确度仅供参考）.
该表价格在两百元左右，十分适宜广大学校引进.
（2）实验设计
电容表自带电源，灵敏度很高，而且是数字显示，这就给改进本实验提供了方便.平行板电容器舍弃了一般学校实验室配备的圆形带底座的型号，因为其不便于精确测量和调节变量参数.本例选用了两块长15 cm、宽10 cm的长方形单面电路板，并在一角焊上导线作为平行板电容器.介质选用一般复印纸（厚约0.092 mm）、塑料薄膜（厚约0.090 mm）、几条复写纸裁成的细长纸带（1～2 mm宽）.
应用平行板电容器公式C=εrS/4πkd，对该电容器两板重叠、间距取0.1 mm、介质为空气的情况计算可得，电容大约为1 nF左右，刚好在本电感电容表的最低量程之内.
（3）实验步骤及数据
演示1
步骤甲：一块电路板铜箔面向上平放于桌上，在四边垫上细长纸带，另一块电路板铜箔面向下重叠放置，最后用一平整重物压紧，用电感电容表2nF档测得中间介质为空气时电容值约为1.29nF左右.
步骤乙：中间介质换为一张塑料薄膜，用电感电容表20nF档测得电容值约为2.12nF左右.
步骤丙：中间介质换为一张复印纸，用电感电容表20nF档测得电容值约为4.98nF左右.
演示2
步骤丁：中间介质换为两张复印纸，用电感电容表20nF档测得电容值约为2.48nF左右.
步骤戊：中间介质换为三张复印纸，用电感电容表20nF档测得电容值约为1.70nF左右.
演示3
步骤己：中间介质仍为一张复写纸，两板重叠面积为约3/4全面积，用电感电容表20nF档测得电容值约为3.81nF左右.
步骤庚：中间介质仍为一张复写纸，两板重叠面积为约1/2全面积，用电感电容表20nF档测得电容值约为2.51nF左右.
步骤辛：中间介质仍为一张复写纸，两板重叠面积为约1/4全面积，用电感电容表20nF档测得电容值约为1.36nF左右.
（4）实验数据说明及结论
步骤说明结论甲、乙、丙两板间介质不同，电容不同电容与两板间介质有关丙、丁、戊两板间距线性增加，电容在误差范围内反比例减小电容与两板间距成反比丙、己、
庚、辛两板正对面积成比例减小，电容在误差范围内成比例减小电容与两板正对
面积成正比由以上步骤得出的数据基本可推导出平行板电容器的公式.
（5）本实验优点
①操作简便，不受环境制约
②器材简单，购置及应用成本低
③数据直观，便于推演量化公式
④可以开展学生分组探究实验
（6）实验注意问题
在做本实验前，最好先简要介绍一下电容表的功能，并用电容表量一量几个已知电容器的电容，让学生了解电容表是和电压表、电流表一样可以信赖并用于测量的仪表.在实验后，也必须再分析一下原书本实验的原理与现象，毕竟考试考察的是原书本实验.不过，可以反过来让学生利用本实验得出的实验结论，去自主分析原实验的实验现象，学以致用，一举两得.
2电感电容表的应用拓展
2.1可变电容器相关因素的自主探究
可变电容器也是教材中提到的一种电容器，书本中主要介绍的是转动改变极板面积的可变电容器.在后面传感器部分的教学中，书本中列举了用电容器构成位移、角度、深度电容器，教师可以把可变电容器设计成探究性实验课题，让学生思考如何将位移、角度、深度与电容器的参数产生关联，探究电容式位移传感器、角度传感器、深度传感器的结构、原理和应用，既培养了学生的实验探究能力，也促进了学生知识的融会贯通.
2.2电感表的教学应用与自主探究
电感器作为一个重要的电学元件，教师在讲解其电感与电感器的长度、横截面积、匝数、有无铁芯都有关系时，因无相关实验辅助教学，只能叙述结论、就事论事，总感到底气不足.应用电感表，就可以实际演示实验甚至与学生一起探究了.可以这样设计实验：先简单介绍一下电感表的功能用法，量一量一个已知电感器的电感值，使学生对电感表建立起信任感；然后应用控制变量法，分别比较用漆包线实际绕制的各种线圈，研究电感器不同长度、横截面积、匝数以及有无铁芯对电感值的影响；最后统计数据，得出结论.以实验得结论，符合物理研究的探索规律，证据确凿，教师讲起来才底气十足.通过实验，了解到电感器各参数的实际影响，对后面传感器部分的电感器型传感器的工作原理也就成竹在胸了.同样，对学习电磁感应部分的互感、自感也是有帮助的.
电感电容表作为一种新型的电学测量器件，很多奋战在第一线的物理教师可能没有接触过，也许真正地接触后，会有一种“相见恨晚”的感觉.科技发展日新月异，教学改革风起云涌.要让这些年轻的学子走在时代的前端，我们教师更要推陈出新、放眼未来，只有自身的发展进步，才能教出更优秀的学生，来推动社会的发展进步.