電磁學
一個正源電荷
一個正源電荷產生徑向電場線和平方反比電場。
一個正源電荷——互動式電磁學模擬。一個正源電荷產生徑向電場線和平方反比電場。 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。
庫侖定律
觀察徑向場線與 E 箭頭網格從正電荷向外發散。
觀察徑向場線與 E 箭頭網格從正電荷向外發散。
- 庫侖定律 F = kq₁q₂/r²
- 電場強度 E = kq/r²
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
單點電荷單獨存在於太空中。如果將測試點移動兩倍遠，電場強度會下降多少？
預測權重
- 視場下降到 1/4——它隨著距離的平方而下降。
- 場下降到 1/2——它隨著距離線性下降。
- 無論距離如何，場都保持不變。
可變角色
您設定的內容：
- 距離r (m)
您測量的內容：
- 電位V (V)
- 場強E (N/C)
調查如何進行
- 開啟 single-charge 預設並按下 Reset。源電荷固定為 q = 5 nC。
- 啟用測試點處的電場強度讀數。
- 設定每次試驗的測試點與電荷的距離並記錄場強。
控制方程
庫侖定律 — E = k·q/r²
點電荷產生一個徑向電場，電場隨距離的平方而減弱：E = kq/r²，其中 k = 1/(4πε₀) ≈ 8.99×10⁹ N·m²/C²。測試電荷上的力為 F = qE。
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 = 5 nC 計算 E = kq/r²。與表比較。
- 請利用平方反比定律解釋，為什麼距離加倍會使場強變為原來的四分之一，而不是二分之一。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 您的電位柱 (V = kq/r) 比場（1/r 而不是 1/r²）掉落得更溫和。解釋為什麼電位和場具有不同的距離依賴性，即使兩者都來自相同的源電荷。
- 庫侖定律E = kq/r²與牛頓重力場g = GM/r²具有完全相同的數學形式。為什麼兩種完全不同的力（電力與重力）會共享這種平方反比結構？
- 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
- 歡迎來到單個電荷
- 選擇電荷
- 按播放
- 電荷間的作用力
- 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。