Електромагнетизъм
Електрически дипол
Завлачи пробния заряд — линиите на полето вървят от + към − и силата следва F = qE.
Електрически дипол — интерактивна симулация Електромагнетизъм. Завлачи пробния заряд — линиите на полето вървят от + към − и силата следва F = qE. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Електрически дипол
Завлачи пробния заряд — линиите на полето вървят от + към − и силата следва F = qE.
Два противоположни заряда (+ и −) създават поле на дипол: линиите напускат положителния заряд и завършват на отрицателния. Завлачи пробния заряд и гледай F = qE да сочи по локалната посока на полето. На оста полето спада по-бързо, отколкото за единичен заряд; извън оста, извива. Молекулната полярност и диаграмите на излъчване на антени са физика на дипола.
- E от + и −
- F = qE
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Положителен и равен отрицателен заряд седи на фиксирано разстояние. В средната точка между тях полетата им се отменят или се събират?
Предсказвания за преценка
- Полетата се отменят точно в средната точка.
- Полетата са перпендикулярни едно на друго и не се събират или отменят просто.
- Полетата се събират — и двата заряда бутат/дърпат пробен заряд в същата посока в средната точка.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Полуразстояние s (m)
Какво измерваш:
- Сила на полето в средната точка E (N/C)
Как протича изследването
- Отвори настройката дипол и натисни Нулирай. Зарядите са ±3 nC.
- Включи показанието за сила на полето в средната точка.
- Задай половината разстояние между всеки заряд и средната точка за всеки опит и запиши силата на полето там.
Управляващо уравнение
Суперпозиция в средната точка на дипол — E = k·q/r²
Нетното поле от два заряда е векторната сума на индивидуалните им полета (суперпозиция). В средната точка на дипол полето на положителния заряд сочи навън от него, а полето на отрицателния — към него, и двете в същата посока, така че се събират: E = 2kq/s².
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли E = 2kq/s² с k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Сравни с таблицата.
- Обясни защо се появява факторът 2: в средната точка навъншното поле на положителния заряд и навътрешното поле на отрицателния сочат в същата посока, така че техните големини се събират, а не се отменят.
Къде това се появява извън лабораторията
- Далеч от дипол (разстояние много по-голямо от разделянето), полето спада дори по-бързо от 1/r² — по-близо до 1/r³ — защото полетата на двата заряда почти се отменят. Обясни защо почти-перфектното отменяне на голямо разстояние би направило полето по-слабо от това на единичен точков заряд.
- Молекулите вода се държат като миниатюрни електрически диполи (едната страна леко положителна, другата леко отрицателна). Обясни защо тази диполна природа помага на водата да разтваря йонни съединения като солта.
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 8: Electric Charges, Fields, and Gauss's Law
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Добре дошъл при дипола
- Избери пробния заряд
- Натисни Пусни
- Поле на дипол
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →