Elektromagnetisme
Satu cas sumber positif
Satu cas sumber positif menghasilkan garis medan radian dan medan elektrik kuasa dua songsang.
Satu cas sumber positif — simulasi Elektromagnetisme interaktif. Satu cas sumber positif menghasilkan garis medan radian dan medan elektrik kuasa dua songsang. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Hukum Coulomb
Tonton garis medan radial dan grid anak-panah-E mencapah daripada cas positif itu.
Satu cas titik terasing menghasilkan medan elektrik radial E = kq/r² yang menurun dengan kuasa dua songsang jarak. Garis medan memancar keluar daripada cas + dan ke dalam ke arah cas −. Tekan Main untuk melihat grid anak-panah-E berdenyut; alihkan cas uji dan baca |E| dan V dalam panel Sifat. Tolakan Coulomb dan struktur atom semuanya bermula daripada corak ini.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Satu cas titik tunggal duduk bersendirian di ruang. Jika anda mengalihkan satu titik uji dua kali lebih jauh, berapa banyak kekuatan medan elektrik menurun?
Ramalan untuk ditimbang
- Medan turun kepada 1/4 -- ia susut dengan kuasa dua jarak.
- Medan turun kepada 1/2 -- ia susut secara linear dengan jarak.
- Medan kekal sama tanpa mengira jarak.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Jarak r (m)
Apa yang anda ukur:
- Keupayaan V (V)
- Kekuatan medan E (N/C)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset satu-cas dan tekan Set semula. Cas sumber ditetapkan pada q = 5 nC.
- Aktifkan bacaan kekuatan-medan pada satu titik uji.
- Tetapkan jarak titik uji daripada cas bagi setiap percubaan dan rekod kekuatan medan.
Persamaan pengawal
Hukum Coulomb — E = k·q/r²
Satu cas titik mencipta medan elektrik radial yang susut dengan kuasa dua jarak: E = kq/r², dengan k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Daya pada satu cas uji ialah F = qE.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira E = kq/r² menggunakan k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan, menggunakan hukum kuasa-dua-songsang, mengapa penggandaan jarak menyukukan kekuatan medan dan bukannya menyekurangkannya.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Kolum keupayaan anda (V = kq/r) susut lebih lembut daripada medan (1/r berbanding 1/r²). Terangkan mengapa keupayaan dan medan mempunyai kebergantungan jarak berbeza walaupun kedua-duanya datang daripada cas sumber yang sama.
- Hukum Coulomb E = kq/r² mempunyai bentuk matematik yang tepat sama seperti medan graviti Newton g = GM/r². Mengapa dua daya yang sama sekali berbeza (elektrik dan graviti) berkongsi struktur kuasa-dua-songsang ini?
- 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
- Selamat datang ke Satu Cas
- Pilih cas itu
- Tekan Main
- Daya antara cas
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.