Định luật Coulomb: Trường xung quanh điện tích điểm

1 · Dự đoán

Một điện tích điểm nằm một mình trong không gian. Nếu bạn di chuyển điểm kiểm tra ra xa gấp đôi thì cường độ điện trường giảm bao nhiêu?

2 · Thiết lập

  1. Mở cài đặt sẵn điện tích điểm (single-charge) và nhấn Đặt lại.
  2. Kích hoạt tính năng đọc cường độ trường tại điểm kiểm tra.
  3. Đặt khoảng cách từ điểm kiểm tra đến điện tích cho mỗi lần thử và ghi lại cường độ trường.

3 · Thu thập dữ liệu

Khoảng cách r (m)Điện thế V (V)Cường độ trường E (N/C)
1.00
2.00
3.00

Vẽ biểu đồ cường độ trường E (trục y) theo 1/r² (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường thẳng có đi qua gốc tọa độ không?

4 · Phân tích

  1. Đối với một lần thử, hãy tính E = kq/r² bằng k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 5 nC. So sánh với bảng.
  2. Giải thích, bằng cách sử dụng định luật nghịch đảo bình phương, tại sao khoảng cách tăng gấp đôi một phần tư cường độ trường thay vì giảm một nửa.

5 · Gia hạn

  1. Cột điện thế của bạn (V = kq/r) giảm nhẹ nhàng hơn trường (1/r thay vì 1/r²)...
  2. Định luật Coulomb E = kq/r² có dạng toán học giống hệt như trường hấp dẫn của Newton g = GM/r². Tại sao hai lực hoàn toàn khác nhau (điện và hấp dẫn) lại có thể có chung cấu trúc nghịch đảo bình phương này?

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

Định luật Coulomb

Một điện tích điểm tạo ra một điện trường hướng tâm giảm theo bình phương khoảng cách: E = kq/r², trong đó k = 1 /(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C². Lực tác dụng lên một điện tích thử nghiệm là F = qE.

← Quay lại thử nghiệm

Điện từ học

138 Phiếu Bài Tập Thí Nghiệm Vật Lý Miễn Phí Có Thể In