電磁學
平行板電容器
板間勻強電場 E = V/d；讀取 C = ε₀A/d 與儲能 U = ½CV²。
平行板電容器——互動式電磁學模擬。板間勻強電場 E = V/d；讀取 C = ε₀A/d 與儲能 U = ½CV²。 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。
平行板電容器
板間勻強電場 E = V/d；讀取 C = ε₀A/d 與儲能 U = ½CV²。
板間勻強電場 E = V/d；讀取 C = ε₀A/d 與儲能 U = ½CV²。
- 平行板電容器電場 E = V/d
- 平行板電容器容量 C = ε₀A/d
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
parallel-plate 電容器具有固定的幾何形狀（面積和間隙）。如果增加其兩端的電壓，儲存的能量是否成正比增長，或者更快？
預測權重
- 儲存能量的成長速度快於電壓——它取決於電壓的平方。
- 儲存的能量與電壓成正比。
- 儲存的能量不依賴電壓。
可變角色
您設定的內容：
- 電壓V (V)
您測量的內容：
- 電容C (pF)
- 儲存電荷Q (nC)
- 儲能U (nJ)
調查如何進行
- 開啟 parallel-plates 預設並按下 Reset。板面積 = 0.05 m²，間距 = 2 mm。
- 啟用電荷量與儲存能量讀數。
- 設定每次試驗的板電壓並記錄儲存的電荷和能量。
控制方程
平行板電容 — C = ε₀A/d
由間隙隔開的兩個平行導電板儲存的電荷與其面積成正比，並與其間隔成反比：C = ε₀A/d。儲存的能量為 U = ½CV² = ½QV。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一次試驗，使用 A = 0.05 m²、d = 0.002 m（每次試驗相同）計算 C = ε₀A/d，然後 Q = CV 和 U = ½CV²。將所有三個與表格進行比較。
- 使用 U = ½CV² 解釋為什麼電壓加倍會使儲存的能量增加四倍而不是加倍——儘管儲存的電荷只會增加一倍。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 電容 C = ε₀A/d 僅取決於板的幾何形狀，而不取決於您施加的電壓。解釋為什麼物理上較大的電容器（較大的 A 或更小的 d）可以在相同的電壓下儲存更多的電荷。
- 醫用除顫器將電容器充電至高電壓，然後在不到一秒的時間內透過患者放電。使用 U = ½CV²，解釋為什麼醫生使用高電壓而不是高電容來快速提供所需的能量。
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 10: Conductors and Capacitors
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 9: Electric Potential
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Energy in particle motion and fields
- 歡迎來到平行板電容器
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- 板間勻強電場
- 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。