Elektromagnetizmas
Vienas teigiamas šaltinio krūvis
Vienas teigiamas šaltinio krūvis kuria spindulines lauko linijas ir atvirkštinio kvadrato elektrinį lauką.
Vienas teigiamas šaltinio krūvis — interaktyvi Elektromagnetizmas simuliacija. Vienas teigiamas šaltinio krūvis kuria spindulines lauko linijas ir atvirkštinio kvadrato elektrinį lauką. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Kulono dėsnis
Žiūrėk, kaip spindulinės lauko linijos ir E-rodyklių tinklelis sklinda iš teigiamo krūvio.
Izoliuotas taškinis krūvis sukuria spindulinį elektrinį lauką E = kq/r², krintantį atvirkštiniu kvadratu. Lauko linijos eina išorėn iš + krūvių ir vidun link − krūvių. Spausk Leisti ir pamatysi E-rodyklių tinklelio pulsavimą; judink bandomąjį krūvį ir skaityk |E| ir V Savybių skydelyje. Kulono stūmimas ir atominė struktūra visos prasideda nuo šio rašto.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Vienas taškinis krūvis sėdi erdvėje vienas. Jei nutolpsi bandomąjį tašką dvigubai toliau, kiek nukrenta elektrinio lauko stipris?
Svarstytini spėjimai
- Laukas nukrenta iki 1/4 — jis krenta su atstumo kvadratu.
- Laukas nukrenta iki 1/2 — jis krenta tiesiškai su atstumu.
- Laukas lieka toks pat nepriklausomai nuo atstumo.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Atstumas r (m)
Ką tu matauji:
- Potencialas V (V)
- Lauko stipris E (N/C)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Kulono dėsnis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šaltinio krūvis fiksuotas q = 5 nC.
- Įjunk lauko stiprio rodmuo bandomajame taške.
- Nustatyk bandomojo taško atstumą nuo krūvio kiekvienam bandymui ir užsirašyk lauko stiprį.
Valdančioji lygtis
Kulono dėsnis — E = k·q/r²
Taškinis krūvis sukuria spindulinį elektrinį lauką, krintantį su atstumo kvadratu: E = kq/r², kur k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Jėga bandomajam krūviui yra F = qE.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok E = kq/r² naudodamas k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Palygink su lentele.
- Paaiškink, naudodamas atvirkštinio kvadrato dėsnį, kodėl atstumo padvigubinimas keturis kartus sumažina lauko stiprį, o ne perpus.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Tavo potencialo stulpelis (V = kq/r) krenta švelniau nei laukas (1/r vietoj 1/r²). Paaiškink, kodėl potencialas ir laukas turi skirtingą atstumo priklausomybę, nors abu kyla iš to paties šaltinio krūvio.
- Kulono dėsnis E = kq/r² turi tiksliai tą pačią matematinę formą kaip Niutono gravitacinis laukas g = GM/r². Kodėl dvi visiškai skirtingos jėgos (elektrinė ir gravitacinė) gali dalintis šia atvirkštinio kvadrato struktūra?
- 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
- Sveiki atvykę prie vieno krūvio
- Pasirink krūvį
- Spausk Leisti
- Jėga tarp krūvių
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →