Elektromagnetism
Üks positiivne allikalaeng
Üks positiivne allikalaeng tekitab radiaalsed väljajooned ja pöördruudulise elektrivälja.
Üks positiivne allikalaeng — interaktiivne Elektromagnetism simulatsioon. Üks positiivne allikalaeng tekitab radiaalsed väljajooned ja pöördruudulise elektrivälja. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Coulomb'i seadus
Vaata, kuidas radiaalsed väljajooned ja E-noolte võrk positiivsest laengust lahku hargnevad.
Isoleeritud punktlaeng tekitab radiaalse elektrivälja E = kq/r², mis kahaneb kauguse pöördruuduga. Väljajooned kiirgavad + laengutest välja ja − laengutesse sisse. Vajuta Esita, et näha E-noolte võrku pulseerumas; liiguta testlaengut ja loe |E| ja V Omaduste paneelilt. Coulomb'i tõukumine ja aatomistruktuur algavad kõik sellest mustrist.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Üksik punktilaeng istub üksinda ruumis. Kui sa liigutad testpunkti kaks korda kaugemale, kui palju elektrivälja tugevus kahaneb?
Kaalutavad ennustused
- Väli kahaneb 1/4-ni — ta kahaneb kauguse ruudu võrra.
- Väli kahaneb 1/2-ni — ta kahaneb kaugusega lineaarselt.
- Väli jääb samaks sõltumata kaugusest.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Kaugus r (m)
Mida sa mõõdad:
- Potentsiaal V (V)
- Väljatugevus E (N/C)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava üksikulaengu eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Lähtelaeng on fikseeritud q = 5 nC.
- Lülita sisse väljatugevuse näit testpunktis.
- Sea iga katse jaoks testpunkti kaugus laengust ja kirjuta üles väljatugevus.
Juhtiv võrrand
Coulombi seadus — E = k·q/r²
Punktilaeng tekitab radiaalse elektrivälja, mis kahaneb kauguse ruuduga: E = kq/r², kus k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Jõud testlaengule on F = qE.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses E = kq/r², kasutades k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Võrdle tabeliga.
- Selgita pöördruudu seadust kasutades, miks kauguse kahekordistamine neljandikustab väljatugevuse pigem kui poolendab.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Sinu potentsiaali veerg (V = kq/r) kahaneb leebemalt kui väli (1/r pigem kui 1/r²). Selgita, miks potentsiaalil ja väljal on erinev kaugussõltuvus, kuigi mõlemad tulevad samast lähtelaengust.
- Coulombi seadusel E = kq/r² on täpselt sama matemaatiline kuju kui Newtoni gravitatsiooniväljal g = GM/r². Miks võivad kaks täiesti erinevat jõudu (elektriline ja gravitatsiooniline) jagada seda pöördruudu struktuuri?
- 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
- Tere tulemast üksiklaengu juurde
- Vali laeng
- Vajuta Esita
- Jõud laengute vahel
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.