Elektromagnetismo
Line charge field
Ang line charge ay lumilikha ng cylindrical na simetrikong field; subukan ang mga arrow ng E sa itaas at sa ibaba ng linya.
Line charge field — interactive na Elektromagnetismo simulation. Ang line charge ay lumilikha ng cylindrical na simetrikong field; subukan ang mga arrow ng E sa itaas at sa ibaba ng linya. Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.
Line charge field
Ang line charge ay lumilikha ng cylindrically symmetric na field; subukan ang mga E arrow sa itaas at ibaba ng linya.
Ang uniform na line charge λ ay lumilikha ng cylindrically symmetric na electric field na E ∝ λ/r na perpendicular sa linya. Walang kuryente ang static na line charge, kaya B = 0 — ang electric force na F_E = qE lang ang kumikilos sa test charge (dilaw na F_E arrow). Ihambing ang |E| sa itaas at ibaba ng linya sa Properties panel; pinap doble ng paghahati sa dalawang bahagi ng distansya ang field.
- E ∝ λ/r (cylindrical)
- F = qE
Investigation brief
Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab
Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.
Pangunahing tanong
Ang finite na tuwid na rod ay may charge na kumakalat nang pantay sa haba nito. Sa perpendicular bisector, sumusunod ba sa parehong 1/r² law ang field ng linya ng charge gaya ng point charge?
Mga hulang timbangin
- Oo — mula sa sapat na kalayuan, mukha pa ring point charge ito.
- Hindi nakadepende sa distansya mula sa extended na charge distribution ang field.
- Hindi — may sarili at mas komplikadong distance dependence ang finite na linya ng charge, hindi simpleng 1/r².
Mga papel ng variable
Ang itinatakda mo:
- Perpendicular na distansya d (m)
Ang sinusukat mo:
- Field strength E_y (N/C)
Paano tumatakbo ang investigation
- Buksan ang line-charge preset at pindutin ang I-reset. Ang rod ay may linear charge density na 2 nC/m sa habang 4.8 m.
- I-enable ang field-strength readout sa perpendicular bisector.
- Itakda ang perpendicular na distansya mula sa midpoint ng rod sa bawat trial at itala ang field strength.
Governing equation
Field ng Finite na Charged Line (sa Bisector) — E = k·q/r²
Ang pag-integrate ng batas ni Coulomb sa pantay na charged rod ay nagbibigay ng field sa perpendicular bisector na umaangat sa pagitan ng 1/d na bagsak ng infinite line (malapit) at 1/d² na bagsak ng point charge (malayo).
Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet
- Para sa isang trial, kalkulahin ang E_y = −2kλL_half/(d·√(L_half² + d²)) gamit ang k = 8.99×10⁹ N·m²/C², λ = 2 nC/m, L_half = 2.4 m. Ihambing sa table.
- Ipaliwanag kung bakit hindi nababawas sa malinis na power law na gaya ng 1/r² ang field ng finite na linya ng charge — nakadepende ito sa distansya d at sa half-length ng rod sa pamamagitan ng kombinasyong √(L_half² + d²).
Saan ito lumilitaw lampas sa lab
- Kapag napakaliit na ng distansya d kumpara sa haba ng rod, lumalapit ang formula sa E ≈ −2kλ/d (ang klasikong 'infinite line of charge' na resulta, na bumabagsak bilang 1/d hindi 1/d²). Ipaliwanag, gamit ang formula mo, kung bakit kumikilos ang finite na rod bilang infinite kapag malapit ka.
- Kapag napakalaki na ng d kumpara sa haba ng rod, dapat lumalapit ang formula sa point-charge resultang E ≈ kQ_total/d² (kung saan Q_total = λ·2L_half). Ipaliwanag nang pisikal kung bakit mukhang point charge ang extended na charge distribution mula sa sapat na kalayuan.
- 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
- Mabuhay sa Line Charge
- Piliin ang test charge
- Pindutin ang I-play
- Field ng line charge
- Buksan ang Properties panel
- Nagawa mo ito!
Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.