Elektromagnetisme
Eén positieve bronlading
Eén positieve bronlading geeft radiale veldlijnen en een elektrisch veld volgens de omgeerde kwadratenwet.
Eén positieve bronlading — interactieve Elektromagnetisme-simulatie. Eén positieve bronlading geeft radiale veldlijnen en een elektrisch veld volgens de omgeerde kwadratenwet. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
De wet van Coulomb
Kijk hoe radiale veldlijnen en het raster van E-pijlen uitwaaieren vanaf de positieve lading.
Een geïsoleerde puntlading produceert een radiaal elektrisch veld E = kq/r² dat afneemt met het omgekeerd kwadraat van de afstand. Veldlijnen stralen naar buiten vanaf + ladingen en naar binnen naar − ladingen. Druk op Start om het raster van E-pijlen te zien pulseren; beweeg de proeflading en lees |E| en V af in het eigenschappenpaneel. Coulombafstoting en atoomstructuur beginnen allemaal bij dit patroon.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Eén puntlading staat alleen in de ruimte. Als je een proefpunt twee keer zo ver weg plaatst, hoeveel zakt de elektrische veldsterkte?
Voorspellingen om te wegen
- Het veld zakt naar 1/4 — het valt af met het kwadraat van de afstand.
- Het veld zakt naar 1/2 — het valt lineair af met de afstand.
- Het veld blijft hetzelfde, ongeacht de afstand.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Afstand r (m)
Wat je meet:
- Potentiaal V (V)
- Veldsterkte E (N/C)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling single-charge en druk op Herstel. De bronlading staat vast op q = 5 nC.
- Zet de veldsterkte-aflezing bij een proefpunt aan.
- Stel voor elke meting de afstand van het proefpunt tot de lading in en noteer de veldsterkte.
Leidende vergelijking
Wet van Coulomb — E = k·q/r²
Een puntlading creëert een radiaal elektrisch veld dat afvalt met het kwadraat van de afstand: E = kq/r², waarbij k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². De kracht op een proeflading is F = qE.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting E = kq/r² uit met k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Vergelijk met de tabel.
- Leg met de omgekeerde-kwadratenwet uit waarom het verdubbelen van de afstand de veldsterkte naar een kwart brengt in plaats van naar de helft.
Waar dit buiten het lab opduikt
- Je potentiaalkolom (V = kq/r) valt zachter af dan het veld (1/r in plaats van 1/r²). Leg uit waarom potentiaal en veld een verschillende afhankelijkheid van de afstand hebben, ook al komen ze allebei van dezelfde bronlading.
- De wet van Coulomb E = kq/r² heeft exact dezelfde wiskundige vorm als het zwaartekrachtsveld van Newton g = GM/r². Waarom zouden twee volledig verschillende krachten (elektrisch en zwaartekracht) deze omgekeerde-kwadratenstructuur delen?
- 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
- Welkom bij Enkele lading
- Selecteer de lading
- Druk op Start
- Kracht tussen ladingen
- Open het eigenschappenpaneel
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.