전기 쌍극자: 두 개의 반대 전하 중첩

1 · 예측

양전하와 동일한 음전하는 고정된 거리만큼 떨어져 있습니다. 이들 사이의 중간 지점에서 해당 필드가 취소됩니까, 아니면 합산됩니까?

• 필드는 정확히 중간점에서 취소됩니다.
• 필드는 서로 수직이며 단순히 추가하거나 취소하지 않습니다.
• 필드 추가 - 두 요금 모두 중간 지점에서 동일한 방향으로 테스트 요금을 밀거나 당깁니다.

2 · 설정

1. 쌍극자 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 전하는 ±3 nC입니다.
2. 중점에서의 전기장 세기 표시를 활성화하세요.
3. 각 시행마다 각 전하와 중점 사이의 절반 간격을 설정하고, 그 지점에서의 전기장 세기를 기록하세요.

3 · 데이터 수집

세 번의 시행에 대해 전기장 세기 E(y축)를 1/s²(x축)에 대해 그래프로 그리세요.

4 · 분석

1. 한 번의 시행에 대해 k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC를 사용하여 E = 2kq/s²를 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
2. 2의 인자가 나타나는 이유를 설명하십시오. 중간점에서 양전하의 바깥쪽으로 향하는 자기장과 음전하의 안쪽으로 향하는 자기장이 같은 방향을 가리키므로 그 크기가 상쇄되기보다는 더해집니다.

5 · 확장

1. 쌍극자에서 멀리 떨어질수록(간격보다 훨씬 큰 거리) 장은 1/r²보다도 더 빠르게, 1/r³에 가깝게 감소합니다 — 두 전하의 장이 거의 상쇄되기 때문입니다. 먼 거리에서의 거의 완전한 상쇄가 왜 단일 점전하보다 장을 더 약하게 만드는지 설명하세요.
2. 물 분자는 작은 전기 쌍극자처럼 행동합니다(한쪽은 약간 양극, 한쪽은 약간 음극). 이러한 쌍극자 특성이 물이 소금과 같은 이온 화합물을 용해시키는 데 도움이 되는 이유를 설명하십시오.

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