高中 · 电场与电势

看不见的力指向哪?

两个点源电荷,排除源附近0.25m。把探针放到两颗异号电荷正中间。

问题的来处18—19世纪 · 库仑与法拉第

电场探针:问题从哪里来?

库仑的定量研究让静电力可以计算;法拉第的场观念帮助人们思考空间中每一点。图中箭头表示方向,场线并非粒子必走的轨迹。

读一段背景,带着问题动手

库仑的定量研究让静电力可以计算;法拉第的场观念帮助人们思考空间中每一点。图中箭头表示方向,场线并非粒子必走的轨迹。

库仑的定量研究让静电力可以计算;法拉第的场观念帮助人们思考空间中每一点。图中箭头表示方向,场线并非粒子必走的轨迹。 两个点源电荷,排除源附近0.25m。 中间电势为0,电场也一定为0吗?

现在,换你来试保持两源不变,只移动x探针,比较电场与电势。

故事出处与延伸阅读

电场探针

P04 / 电磁与电路
今天的问题

电势为零的地方,电场箭头会消失吗?

独立探索要做什么?

保持两源不变,只移动x探针,比较电场与电势。

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从4到-4 m逐步改变探针横坐标;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
电荷单位nC · 排除半径0.25 m+−PP处电势 0 V
红色正电荷蓝色负电荷青点P:试探位置
看这里 · 电势(无穷远为零)0 V

P处电势 0 V,电场大小 6.431 N/C。电势抵消了,电场却没有抵消。

三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。

电场x分量
6.431 N/C
电场y分量
0 N/C
电势(无穷远为零)
0 V
场强大小
6.431 N/C

箭头仅表示局部方向,长度归一;电场/电势由库仑叠加计算。场方向不是粒子实际轨迹。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

中间电势为0,电场也一定为0吗?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

电势是标量叠加Σkq/r,电场是矢量叠加Σkq r⃗/r³。电势为0不保证电场为0。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

电势为零的地方,电场箭头会消失吗?

换个条件,再试一次

中间电势为0,电场也一定为0吗?

看哪里?

三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识电场与电势涉及的量与单位:左源电荷(nC)、右源电荷(nC)、探针横坐标(m)、探针纵坐标(m)。高中为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:把探针放到两颗异号电荷正中间。

再做定量:保持其他条件,比较探针横坐标与电势(无穷远为零)(V),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

电势是标量叠加Σkq/r,电场是矢量叠加Σkq r⃗/r³。电势为0不保证电场为0。

对照核验提示:异号中点:电势抵消,电场叠加;同号中点:电场抵消,电势叠加。按这些题设自己操作并比较电势(无穷远为零),不把参考情景当个人完成。

适用范围:箭头仅表示局部方向,长度归一;电场/电势由库仑叠加计算。场方向不是粒子实际轨迹。

Britannica · Coulomb’s law(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。