Електромагнетизъм
Един положителен източников заряд
Един положителен източников заряд създава радиални лении на полето и електрическо поле, обратно пропорционално на квадрата на разстоянието.
Един положителен източников заряд — интерактивна симулация Електромагнетизъм. Един положителен източников заряд създава радиални лении на полето и електрическо поле, обратно пропорционално на квадрата на разстоянието. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Закон на Кулон
Гледай радиалните линии на полето и мрежата от E-стрелки да се разходват от положителния заряд.
Изолиран точков заряд произвежда радиално електрическо поле E = kq/r², което отслабва с обратния квадрат на разстоянието. Линиите на полето лъчат навън от + заряди и навътре към − заряди. Натисни Пусни, за да видиш мрежата от E-стрелки да пулсира; движи пробния заряд и прочети |E| и V в панела Свойства. Кулоновото отблъскване и структурата на атома започват от тази картина.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
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
Единичен точков заряд седи сам в пространството. Ако преместиш пробна точка два пъти по-надалеч, с колко спада силата на електрическото поле?
Предсказвания за преценка
- Полето спада до 1/4 — пада с квадрата на разстоянието.
- Полето спада до 1/2 — пада линейно с разстоянието.
- Полето остава същото независимо от разстоянието.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Разстояние r (m)
Какво измерваш:
- Потенциал V (V)
- Напрегнатост на полето E (N/C)
Как протича изследването
- Отвори настройката единичен заряд и натисни Нулирай. Източниковият заряд е фиксиран на q = 5 nC.
- Включи показанието за сила на полето в пробна точка.
- Задай разстоянието на пробната точка от заряда за всеки опит и запиши силата на полето.
Управляващо уравнение
Закон на Кулон — E = k·q/r²
Точков заряд създава радиално електрическо поле, което спада с квадрата на разстоянието: E = kq/r², където k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Силата върху пробен заряд е F = qE.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли E = kq/r² с k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Сравни с таблицата.
- Обясни, със закона за обратния квадрат, защо удвояването на разстоянието четвертва силата на полето, вместо да я преполовява.
Къде това се появява извън лабораторията
- Колоната ти потенциал (V = kq/r) спада по-нежно от полето (1/r вместо 1/r²). Обясни защо потенциалът и полето имат различна зависимост от разстоянието, макар и двата да идват от същия източников заряд.
- Законът на Кулон E = kq/r² има точно същата математическа форма като гравитационното поле на Нютон g = GM/r². Защо две коренно различни сили (електрическа и гравитационна) биха споделяли тази структура с обратен квадрат?
- 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 — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Добре дошъл при единичния заряд
- Избери заряда
- Натисни Пусни
- Сила между заряди
- 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 →