電磁學
電偶極子
拖動試探電荷——場線從 + 指向 −，力滿足 F = qE。
電偶極子——互動式電磁學模擬。拖動試探電荷——場線從 + 指向 −，力滿足 F = qE。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
電偶極子
拖動試探電荷——場線從 + 指向 −，力滿足 F = qE。
拖動試探電荷——場線從 + 指向 −，力滿足 F = qE。
- 來自正負電荷的電場
- 電場力 F = qE
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
正電荷和相等的負電荷相距固定距離。在它們之間的中點，它們的場是抵消還是相加？
預測權重
- 這些場恰好在中點處抵消。
- 這些場彼此垂直，並不是簡單地相加或相消。
- 字段相加 — 兩個電荷在中點沿相同方向推/拉測試電荷。
可變角色
您設定的內容：
- 半分離 (m)
您測量的內容：
- 中點 E 處的場強 (N/C)
調查如何進行
- 開啟偶極子預設並按重設。電荷為 ±3 nC。
- 啟用中點處的電場強度讀數。
- 為每次試驗設定每個電荷與中點之間的半間距，並記錄該處的電場強度。
控制方程
偶極子中點的疊加 — E = k·q/r²
兩個電荷的淨場是每個電荷各自場的向量和（疊加）。在偶極子的中點，正電荷的場指向遠離它的方向，負電荷的場指向它－方向相同－所以它們相加：E = 2kq/s²。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一項試驗，使用 k = 8.99×10⁹ N·m²/C²、q = 3 nC 計算 E = 2kq/s²。與表比較。
- 解釋為什麼會出現2：在中點，正電荷的向外場和負電荷的向內場指向相同的方向，因此它們的大小是相加而不是抵消。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 在遠離偶極子的位置（距離遠大於電荷間距），電場衰減得比1/r²更快，接近1/r³——這是因為兩個電荷的場幾乎相互抵消。請解釋為什麼在遠距離處近乎完全的抵消，會使該電場比單一點電荷的電場更弱。
- 水分子的行為就像微小的電偶極子（一邊略帶正電，一邊略帶負電）。解釋為什麼這種偶極性質有助於水溶解鹽等離子化合物。
- 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
- 歡迎來到電偶極子
- 選擇試探電荷
- 按播放
- 偶極子的電場
- 打開學習側欄面板
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。