Electromagnetisme
Una càrrega font positiva
Una càrrega font positiva produeix línies de camp radials i un camp elèctric de quadrats inversos.
Una càrrega font positiva — simulació interactiva de Electromagnetisme. Una càrrega font positiva produeix línies de camp radials i un camp elèctric de quadrats inversos. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Llei de Coulomb
Mira les línies de camp radials i la graella de fletxes E divergir de la càrrega positiva.
Una càrrega puntual aïllada produeix un camp elèctric radial E = kq/r² que decau amb el quadrat invers de la distància. Les línies de camp radien cap enfora de les càrregues + i cap endins cap a les −. Prem Reprodueix per veure pulsar la graella de fletxes E; mou la càrrega de prova i llegeix |E| i V al panell de Propietats. La repulsió de Coulomb i l'estructura atòmica comencen totes en aquest patró.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Una sola càrrega puntual jeu tota sola a l'espai. Si mous un punt de prova al doble de distància, quant baixa la intensitat del camp elèctric?
Prediccions a valorar
- El camp baixa a 1/4: decau amb el quadrat de la distància.
- El camp baixa a 1/2: decau linealment amb la distància.
- El camp es queda igual independentment de la distància.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Distància r (m)
El que tu mesures:
- Potencial V (V)
- Intensitat del camp E (N/C)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Llei de Coulomb» i prem Restableix. La càrrega font és fixa a q = 5 nC.
- Activa la lectura d'intensitat de camp en un punt de prova.
- Defineix la distància del punt de prova a la càrrega per a cada prova i enregistra la intensitat de camp.
Equació governant
Llei de Coulomb — E = k·q/r²
Una càrrega puntual crea un camp elèctric radial que decau amb el quadrat de la distància: E = kq/r², on k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². La força sobre una càrrega de prova és F = qE.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula E = kq/r² amb k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Compara-ho amb la taula.
- Explica, amb la llei dels quadrats inversos, per què doblar la distància divideix per quatre la intensitat de camp en lloc de per dos.
On apareix això més enllà del laboratori
- La teva columna de potencial (V = kq/r) decau més suaument que el camp (1/r en lloc d'1/r²). Explica per què potencial i camp tenen dependència de distància diferent tot i venir tots dos de la mateixa càrrega font.
- La llei de Coulomb E = kq/r² té exactament la mateixa forma matemàtica que el camp gravitatòri de Newton g = GM/r². Per què dues forces completament diferents (elèctrica i gravitatòria) comparteixen aquesta estructura de quadrats inversos?
- 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
- Benvingut a Càrrega única
- Selecciona la càrrega
- Prem Reprodueix
- Força entre càrregues
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →