Elektromagnetismus
Jeden kladný zdrojový náboj
Jeden kladný zdrojový náboj vytváří paprskové indukční čáry a elektrické pole klesající s druhou mocninou vzdálenosti.
Jeden kladný zdrojový náboj — interaktivní simulace Elektromagnetismus. Jeden kladný zdrojový náboj vytváří paprskové indukční čáry a elektrické pole klesající s druhou mocninou vzdálenosti. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Coulombův zákon
Sleduj paprskové indukční čáry a mřížku šipek E, jak se rozbíhají od kladného náboje.
Izolovaný bodový náboj vytváří paprskové elektrické pole E = kq/r², které klesá s druhou mocninou vzdálenosti. Indukční čáry vyzařují ven z nábojů + a dovnitř k nábojům −. Stiskni Spustit a uvidíš pulzování mřížky šipek E; přesuň zkušební náboj a přečti |E| a V v panelu Vlastnosti. Coulombovo odpuzování i struktura atomu začínají u tohoto obrazce.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Jediný bodový náboj sedí ve vesmíru sám. Když přesuneš zkušební bod dvakrát dál, o kolik klesne intenzita elektrického pole?
Predikce k zvážení
- Pole klesne na 1/4 — klesá s druhou mocninou vzdálenosti.
- Pole klesne na 1/2 — klesá lineárně s vzdáleností.
- Pole zůstává stejné bez ohledu na vzdálenost.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Vzdálenost r (m)
Co měříš:
- Potenciál V (V)
- Intenzita pole E (N/C)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu single-charge a stiskni Resetovat. Zdrojový náboj je pevně q = 5 nC.
- Zapni odečet intenzity pole v zkušebním bodě.
- Nastav vzdálenost zkušebního bodu od náboje pro každý pokus a zapiš intenzitu pole.
Řídící rovnice
Coulombův zákon — E = k·q/r²
Bodový náboj vytváří paprskové elektrické pole klesající s druhou mocninou vzdálenosti: E = kq/r², kde k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Síla na zkušební náboj je F = qE.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti E = kq/r² s k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Porovnej s tabulkou.
- Vysvětli pomocí zákona převrácené druhé mocniny, proč zdvojnásobení vzdálenosti čtvrtinuje intenzitu pole místo půlení.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Tvůj sloupec potenciálu (V = kq/r) klesá mírněji než pole (1/r místo 1/r²). Vysvětli, proč potenciál a pole mají různou závislost na vzdálenosti, i když oba pocházejí ze stejného zdrojového náboje.
- Coulombův zákon E = kq/r² má přesně stejnou matematickou formu jako Newtonovo gravitační pole g = GM/r². Proč by se dvě úplně různé síly (elektrická a gravitační) mohly sdílet tuto strukturu převrácené druhé mocniny?
- 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
- Vítej v Jednom náboji
- Vyber náboj
- Stiskni Spustit
- Síla mezi náboji
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →