Lưỡng cực điện: Xếp chồng hai điện tích trái dấu

1 · Dự đoán

Một điện tích dương và một điện tích âm bằng nhau đặt cách nhau một khoảng cố định. Tại điểm giữa của chúng, các trường của chúng triệt tiêu hay cộng lại?

• Các trường triệt tiêu chính xác tại điểm giữa.
• Các trường vuông góc với nhau và không chỉ đơn giản là thêm hoặc hủy.
• Các trường cộng lại - cả hai điện tích đều đẩy/kéo điện tích thử nghiệm theo cùng một hướng tại điểm giữa.

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước lưỡng cực và nhấn Reset. Điện tích là ±3 nC.
2. Kích hoạt tính năng đọc cường độ trường tại điểm giữa.
3. Đặt khoảng cách một nửa giữa mỗi điện tích và điểm giữa cho mỗi lần thử và ghi lại cường độ trường tại đó.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ biểu đồ cường độ trường E (trục y) theo 1/s² (trục x) cho ba lần thử của bạn.

4 · Phân tích

1. Đối với một lần thử, hãy tính E = 2 kq/s² bằng k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. So sánh với bảng.
2. Giải thích tại sao hệ số 2 xuất hiện: tại điểm giữa, trường ngoài của điện tích dương và trường trong của điện tích âm hướng cùng hướng, do đó độ lớn của chúng cộng lại chứ không triệt tiêu.

5 · Gia hạn

1. Ở xa một lưỡng cực (khoảng cách lớn hơn nhiều so với khoảng cách), trường rơi thậm chí còn nhanh hơn 1/r² - gần hơn 1/r³ - vì trường của hai điện tích gần như triệt tiêu nhau. Giải thích tại sao sự triệt tiêu gần như hoàn hảo ở khoảng cách lớn sẽ làm cho trường yếu hơn điện tích một điểm.
2. Các phân tử nước hoạt động giống như các lưỡng cực điện nhỏ (một bên hơi dương, một bên hơi âm). Giải thích tại sao bản chất lưỡng cực này giúp nước hòa tan các hợp chất ion như muối.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm