Elektromagnētisms
Viens pozitīvs avota lādiņš
Viens pozitīvs avota lādiņš rada radiālas lauka līnijas un apgriezti kvadrātisku elektrisko lauku.
Viens pozitīvs avota lādiņš — interaktīva Elektromagnētisms simulācija. Viens pozitīvs avota lādiņš rada radiālas lauka līnijas un apgriezti kvadrātisku elektrisko lauku. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Kulona likums
Vēro radiālas lauka līnijas un E-bultu režģi, kas izplatās no pozitīvā lādiņa.
Izolēts punkta lādiņš rada radiālu elektrisko lauku E = kq/r², kas dilst ar attāluma kvadrātu apgriezti. Lauka līnijas staro uz āru no + lādiņiem un uz iekšu pret − lādiņiem. Nospied „Atskaņot”, lai redzētu E-bultu režģi pulsējam; pārvieto testa lādiņu un nolasi |E| un V Īpašību panelī. Kulona atgrūšana un atomu uzbūve visas sākas no šī raksta.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Viens punkta lādiņš sēž viens pats telpā. Ja tu pārvieto testa punktu divas reizes tālāk, cik daudz elektriskā lauka stiprums krīt?
Prognozes, ko svērt
- Lauks krītas uz 1/4 — tas dilst ar attāluma kvadrātu.
- Lauks krītas uz 1/2 — tas dilst lineāri ar attālumu.
- Lauks paliek tas pats neatkarīgi no attāluma.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Attālums r (m)
Ko tu mēri:
- Potenciāls V (V)
- Lauka stiprums E (N/C)
Kā izpēte norit
- Atver punkta lādiņa eksperimentu un nospied Atiestatīt. Avota lādiņš ir fiksēts pie q = 5 nC.
- Ieslēdz lauka stipruma rādījumu testa punktā.
- Iestati testa punkta attālumu no lādiņa katram mēģinājumam un ieraksti lauka stiprumu.
Noteicošais vienādojums
Kulona likums — E = k·q/r²
Punkta lādiņš rada radiālu elektrisko lauku, kas dilst ar attāluma kvadrātu: E = kq/r², kur k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Spēks uz testa lādiņu ir F = qE.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini E = kq/r² ar k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Salīdzini ar tabulu.
- Izskaidro, izmantojot apgriezti kvadrātisko likumu, kāpēc attāluma dubultošana sadala lauka stiprumu četrās daļās, nevis halvē to.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Tava potenciāla kolonna (V = kq/r) dilst maigāk nekā lauks (1/r nevis 1/r²). Izskaidro, kāpēc potenciālam un laukam ir atšķirīga attāluma atkarība, kaut abi nāk no tā paša avota lādiņa.
- Kulona likumam E = kq/r² ir tieši tā pati matemātiskā forma kā Ņūtona gravitācijas laukam g = GM/r². Kāpēc divi pilnīgi atšķirīgi spēki (elektriskais un gravitācijas) dalās ar šo apgriezti kvadrātisko struktūru?
- 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
- Sveicināts punkta lādiņa eksperimentā
- Atlasīts lādiņu
- Nospied „Atskaņot”
- Spēks starp lādiņiem
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →