Électromagnétisme
Dipôle électrique
Faites glisser la charge d'essai — les lignes vont de + à − et la force suit F = qE.
Dipôle électrique — simulation interactive de Électromagnétisme. Faites glisser la charge d'essai — les lignes vont de + à − et la force suit F = qE. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Dipôle électrique
Faites glisser la charge d'essai — les lignes de champ vont de + vers − et la force suit F = qE.
Deux charges opposées (+ et −) créent un champ dipolaire : les lignes partent de la charge positive et se terminent sur la négative. Faites glisser la charge d'essai et observez F = qE pointer le long de la direction locale du champ. Sur l'axe, le champ diminue plus vite que pour une charge unique ; hors axe, il se courbe. La polarité moléculaire et les diagrammes de rayonnement d'antenne relèvent de la physique du dipôle.
- Champ de charge positive et négative
- Force électrique F = qE
Résumé de l'investigation
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question directrice
Une charge positive et une charge négative égale sont situées à une distance fixe l’une de l’autre. À mi-chemin entre eux, leurs champs s’annulent-ils ou s’additionnent-ils ?
Prédictions à évaluer
- Les champs s'annulent exactement au milieu.
- Les champs sont perpendiculaires les uns aux autres et ne se contentent pas de s'ajouter ou de s'annuler.
- Les champs s'ajoutent : les deux charges poussent/tirent une charge de test dans la même direction au point médian.
Rôles des variables
Ce que vous définissez :
- Demi-séparation s (m)
Ce que vous mesurez :
- Intensité du champ au point médian E (N/C)
Comment se déroule l'enquête
- Les charges sont de ±3 nC.
- Activez la lecture de l’intensité du champ au point médian.
- Définissez la distance de demi-séparation entre chaque charge et le point médian de chaque essai et enregistrez-y l'intensité du champ.
Équation gouvernante
Superposition au milieu d'un dipôle — E = k·q/r²
Au milieu d'un dipôle, le champ de la charge positive pointe en s'éloignant d'elle et celui de la charge négative pointe vers elle — tous deux dans la même direction — ils s'ajoutent donc : E = 2kq/s².
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour un essai, calculez E = 2kq/s² en utilisant k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Comparez avec le tableau.
- Expliquez pourquoi le facteur 2 apparaît : au milieu, le champ extérieur de la charge positive et le champ intérieur de la charge négative pointent dans la même direction, donc leurs amplitudes s'ajoutent plutôt qu'elles ne s'annulent.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Loin d'un dipôle (distance bien supérieure à la séparation), le champ diminue encore plus vite que 1/r² — plus proche de 1/r³ — car les champs des deux charges s'annulent presque. Expliquez pourquoi une annulation presque parfaite à grande distance rendrait le champ plus faible que celui d'une charge ponctuelle.
- Les molécules d’eau se comportent comme de minuscules dipôles électriques (un côté légèrement positif, un côté légèrement négatif). Expliquez pourquoi cette nature dipolaire aide l’eau à dissoudre les composés ioniques comme le sel.
- 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 — Fields without contact
- Bienvenue dans le dipôle
- Selectionnez la charge d'essai
- Appuyez sur Lecture
- Champ d'un dipôle
- Ouvrez le panneau des Propriétés
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
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