Elektromagnetism
En positiv källaddning
En positiv källaddning ger radiella fältlinjer och ett elektriskt fält som avtar med inversa kvadraten.
En positiv källaddning — interaktiv Elektromagnetism-simulering. En positiv källaddning ger radiella fältlinjer och ett elektriskt fält som avtar med inversa kvadraten. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Coulombs lag
Se radiella fältlinjer och E-pilarnas rutnät divergera från den positiva laddningen.
En isolerad punktladdning ger ett radiellt elektriskt fält E = kq/r² som avtar med inversen av kvadraten på avståndet. Fältlinjer strålar utåt från + laddningar och inåt mot − laddningar. Tryck på Spela upp för att se E-pilarnas rutnät pulsera; flytta testladdningen och läs av |E| och V i panelen Egenskaper. Coulombrepulsion och atomstruktur börjar alla med det här mönstret.
- F = kq₁q₂/r²
- E = kq/r²
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 enda punktladdning ligger ensam i rymden. Om du flyttar en testpunkt dubbelt så långt bort, hur mycket minskar då den elektriska fältstyrkan?
Förutsägelser att väga
- Fältet sjunker till 1/4 — det avtar med avståndet i kvadrat.
- Fältet sjunker till 1/2 — det avtar linjärt med avståndet.
- Fältet är detsamma oavsett avstånd.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Avstånd r (m)
Det du mäter:
- Potential V (V)
- Fältstyrka E (N/C)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Enskild laddning och tryck på Återställ. Källladdningen är fast på q = 5 nC.
- Aktivera avläsningen av fältstyrkan vid en testpunkt.
- Ställ in testpunktens avstånd från laddningen för varje försök och notera fältstyrkan.
Styrande ekvation
Coulombs lag — E = k·q/r²
En punktladdning skapar ett radiellt elektriskt fält som avtar med avståndet i kvadrat: E = kq/r², där k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Kraften på en testladdning är F = qE.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök E = kq/r² med k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. Jämför med tabellen.
- Förklara, med inversa kvadratlagen, varför en fördubbling av avståndet ger en fjärdedel av fältstyrkan i stället för hälften.
Var det här syns utanför labbet
- Din potentialkolumn (V = kq/r) avtar långsammare än fältet (1/r i stället för 1/r²). Förklara varför potential och fält har olika avståndsberoende även om båda kommer från samma källladdning.
- Coulombs lag E = kq/r² har exakt samma matematiska form som Newtons gravitationsfält g = GM/r². Varför skulle två helt olika krafter (elektrisk och gravitationell) dela denna inversa kvadratstruktur?
- 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
- Välkommen till Enskild laddning
- Välj laddningen
- Tryck på Spela upp
- Kraft mellan laddningar
- 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.