Електрически дипол: суперпозиция на два противоположни заряда

1 · Предскажи

Положителен и равен отрицателен заряд седи на фиксирано разстояние. В средната точка между тях полетата им се отменят или се събират?

• 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.

2 · Постановка

1. Отвори настройката дипол и натисни Нулирай. Зарядите са ±3 nC.
2. Включи показанието за сила на полето в средната точка.
3. Задай половината разстояние между всеки заряд и средната точка за всеки опит и запиши силата на полето там.

3 · Събери данни

Чертай силата на полето E (ос y) спрямо 1/s² (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли E = 2kq/s² с k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Сравни с таблицата.
2. 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.

5 · Надгради

1. 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.
2. 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.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат