Elektromagnetizmus
Jeden kladný zdrojový náboj
Jeden kladný zdrojový náboj vytvára radiálne siločiary a elektrické pole s prevrátenou druhou mocninou vzdialenosti.
Jeden kladný zdrojový náboj — interaktívna simulácia Elektromagnetizmus. Jeden kladný zdrojový náboj vytvára radiálne siločiary a elektrické pole s prevrátenou druhou mocninou vzdialenosti. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Coulombov zákon
Sleduj radiálne siločiary a mriežku šípok E, ako sa rozchádzajú od kladného náboja.
Izolovaný bodový náboj vytvára radiálne elektrické pole E = kq/r², ktoré klesá s inverznou druhou mocninou vzdialenosti. Siločiary vyžarujú von z + nábojov a dnu k − nábojom. Stlač Prehrať na videnie, ako mriežka šípok E pulzuje; presuň skúšobný náboj a prečítaj |E| a V v paneli Vlastnosti. Coulombova odpudivá sila aj štruktúra atómov začínajú pri tomto vzore.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Jediný bodový náboj sedí sám vo vesmíre. Ak presunieš skúšobný bod dvakrát ďalej, o koľko klesne intenzita elektrického poľa?
Predikcie na zváženie
- Pole klesne na 1/4 — klesá s druhou mocninou vzdialenosti.
- Pole klesne na 1/2 — klesá lineárne s vzdialenosťou.
- Pole zostáva rovnaké bez ohľadu na vzdialenosť.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Vzdialenosť r (m)
Čo meriaš:
- Potenciál V (V)
- Intenzita poľa E (N/C)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu jediný náboj a stlač Resetovať. Zdrojový náboj je pevne q = 5 nC.
- Zapni odčítanie intenzity poľa v skúšobnom bode.
- Nastav vzdialenosť skúšobného bodu od náboja pre každý pokus a zaznamenaj intenzitu poľa.
Riadiaca rovnica
Coulombov zákon — E = k·q/r²
Bodový náboj vytvára radiálne elektrické pole, ktoré klesá s druhou mocninou vzdialenosti: E = kq/r², kde k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Sila na skúšobný náboj je F = qE.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj E = kq/r² s k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli pomocou zákona inverzných štvorcov, prečo zdvojnásobenie vzdialenosti štvrtí intenzitu poľa namiesto prepolovenia.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Tvoj stĺpec potenciálu (V = kq/r) klesá jemnejšie než pole (1/r namiesto 1/r²). Vysvetli, prečo potenciál a pole majú odlišnú závislosť na vzdialenosti, hoci obe pochádzajú z toho istého zdrojového náboja.
- Coulombov zákon E = kq/r² má presne ten istý matematický tvar ako Newtonovo gravitačné pole g = GM/r². Prečo by dve úplne odlišné sily (elektrická a gravitačná) mohli zdieľať túto štruktúru inverzných štvorcov?
- 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
- Vitaj pri jedinom náboji
- Vyber náboj
- Stlač Prehrať
- Sila medzi nábojmi
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →