电容器的电势差与电荷量的关系

实验目的

探究同一电容器所带电荷量与两极板电势差的关系，理解电容的概念。

实验原理

静电计指针偏角的大小反映它与外壳之间的电势差，把静电计与电容器两极板相连，偏角就表示两极板间的电势差 U。实验表明，同一电容器的电荷量 Q 与电势差 U 成正比，比值 Q/U 是定值，即电容 C = Q/U。

实验器材

• 平行板电容器
• 静电计
• 起电装置或带电体
• 导线
• 绝缘支架

实验步骤

1. 把电容器的两极板分别与静电计的金属球和外壳相连，外壳接地。
2. 使电容器带上少量电荷，记录静电计指针偏角。
3. 再给电容器充入更多电荷，记录偏角。
4. 多次增加电荷量，比较每次偏角的变化。
5. 整理数据，分析电荷量与电势差的关系。

实验现象与结论

电容器所带电荷量越多，静电计指针偏角越大，两极板间电势差越大；电荷量增加为原来几倍，电势差也增加为原来几倍。说明同一电容器的电势差与电荷量成正比，Q/U 保持不变。

注意事项

• 充电后不要用手同时触碰两极板。
• 实验应在干燥环境中进行，减少漏电。

常见问题

静电计为什么能测电势差？

静电计指针偏角随其与外壳间电势差增大而增大，与电容器并联后，偏角反映两极板间电势差。

电容的大小由 Q 和 U 决定吗？

不是。C = Q/U 是定义式，电容由电容器本身的结构决定，与 Q、U 的大小无关。