Elektromagnetism
Elektrisk dipol
Dra provladdningen — fältlinjer går från + till − och kraften följer F = qE.
Elektrisk dipol — interaktiv Elektromagnetism-simulering. Dra provladdningen — fältlinjer går från + till − och kraften följer F = qE. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Elektrisk dipol
Dra testladdningen — fältlinjer går från + till − och kraften följer F = qE.
Två motsatta laddningar (+ och −) skapar ett dipolfält: linjer lämnar den positiva laddningen och slutar på den negativa. Dra testladdningen och se F = qE peka längs den lokala fältriktningen. På axeln avtar fältet snabbare än för en enskild laddning; utanför axeln kröker det. Molekylär polaritet och antennstrålningsdiagram är dipolfysik.
- E från + och −
- F = qE
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
En positiv och en lika stor negativ laddning ligger på fast avstånd från varandra. Vid mittpunkten mellan dem, tar deras fält ut varandra eller adderas de?
Förutsägelser att väga
- Fälten tar exakt ut varandra vid mittpunkten.
- Fälten är vinkelräta mot varandra och varken adderas enkelt eller tar ut varandra.
- Fälten adderas — båda laddningarna knuffar/drar en testladdning i samma riktning vid mittpunkten.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Halvavstånd s (m)
Det du mäter:
- Fältstyrka vid mittpunkten E (N/C)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Dipol och tryck på Återställ. Laddningarna är ±3 nC.
- Aktivera avläsningen av fältstyrkan vid mittpunkten.
- Ställ in halva separationsavståndet mellan varje laddning och mittpunkten för varje försök, och notera fältstyrkan där.
Styrande ekvation
Superposition vid en dipols mittpunkt — E = k·q/r²
Nettofältet från två laddningar är vektorsumman av deras enskilda fält (superposition). Vid en dipols mittpunkt pekar den positiva laddningens fält bort från den och den negativa laddningens fält mot den — båda samma riktning — så de adderas: E = 2kq/s².
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök E = 2kq/s² med k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Jämför med tabellen.
- Förklara varför faktorn 2 dyker upp: vid mittpunkten pekar den positiva laddningens utåtriktade fält och den negativa laddningens inåtriktade fält samma riktning, så deras belopp adderas i stället för att ta ut varandra.
Var det här syns utanför labbet
- Långt från en dipol (avstånd mycket större än separationen) avtar fältet ännu snabbare än 1/r² — närmare 1/r³ — eftersom de två laddningarnas fält nästan tar ut varandra. Förklara varför en nästan perfekt utsläckning på stort avstånd gör fältet svagare än en ensam punktladdnings.
- Vattenmolekyler uppför sig som små elektriska dipoler (en sida svagt positiv, en svagt negativ). Förklara varför denna dipolnatur hjälper vatten att lösa jonföreningar som salt.
- 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 — Fields without contact
- Välkommen till Dipol
- Välj testladdningen
- Tryck på Spela upp
- Fältet från en dipol
- Öppna panelen Egenskaper
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.