1）实验内容

压电效应的实验研究，其实验目的是为了测量在机械载荷和电载荷加载时，压电材料正、逆压电效应所产生的位移、力、电荷等微小的物理量，即将这些微小的力学量与电学量进行分离与解耦。因此，单从机电耦合的角度分析，施加外力、外电场的设备应具有高精度，测量由外力、外电场通过正、逆压电效应所产生的电荷、微位移、微力的检测设备同样应具有高精度。通过实验获得具有与实际相近效果的实验体验，以及对实验过程的深刻理解。主要内容包括实验原理的可视化体验，实验操作过程的训练，体验难以操作的实验技能，对实验结果进行处理。

压电陶瓷的极化及工作原理：压电陶瓷的基础是某些晶体在承受压力或张力等机械应力时产生电荷的能力，称为正压电效应。反之，在接触电场时这类晶体会产生受控变形，称之为逆压电效应。电荷的极性取决于晶体相对于压力方向的方向。

压电陶瓷通过极化的压电特性：烧结后， 陶瓷体宏观为等方性，对外不显示任何压电特性。这些压电特性必须通过极化产生，在此过程中，陶瓷体接触强直流电场，使得电偶极与电场方向对齐。即使不再施加直流电场，它们也将很大程度保持该方向（残留极化），从而产生压电特性。

2）实验功能及效果

学生在操作步骤和提示信息的指导下，可以体验到在机械载荷和电载荷加载时，压电材料正、逆压电效应内部变化原理，以及与所产生的位移、力、电荷等物理量变化的对应关系。针对压电材料正逆压电效应转化原理抽象，不容易理解掌握，该虚拟仿真实验，作为现实实验的相互补充，具有与现实操作等同效能，提高学生操作体验的真实感，揭示实验原理的微观形态，有效提升了实验教学效果。