电容器动态分析可视化教学系统

平行板电容器 · 接通电源 U 不变 · 断开电源 Q 不变 · 高中物理动态判断
物理教书匠

参数控制 / Config

电路状态接通电源
电源电压 U₀6.0 V
板间距离 d5.0 cm
正对面积 S60 cm²
相对介电常数 εᵣ1.0
动画速度1.0x
操作提示:先切换为“断开电源”,系统会锁定此刻极板上的带电量 Q;之后再改变 d、S 或 εᵣ,就能观察 U、E 的动态变化。

典型题型 / Preset

电容 C
1.06 pF
电场强度 E
120 V/m
当前:接通电源,U 不变
核心判断:先看约束量——接通电源时 U 不变;断开电源后 Q 不变。

实时物理量 / HUD

电容 C
1.06 pF
相对初始 1.00×
带电量 Q
6.37 pC
接电源时随 C 变
两板电压 U
6.00 V
电源约束
场强 E
120 V/m
E = U / d
储能 W
0.019 pJ
\(W=\frac12 CU^2\)
面电荷密度 σ
1.06 nC/m²
\(\sigma=Q/S\)

相对变化 / Compare

C
1.00×
Q
1.00×
U
1.00×
E
1.00×

趋势图 / Graph

公式与判断链

C = εᵣε₀Sd
Q = CU
E = Ud