Electric fields: force and a positive test charge
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| test charge/test tʃɑːdʒ/ | טעון בדיקה |
| electric field strength/ɪˈlektrɪk fiːld streŋθ/ | חוזק שדה חשמלי |
מה יכול להסביר תצפית זו?
- חלקיק טעון מטען שלילי נע בניגון לכיוון השדה החשמלי. כיוון השדה מוגדר באמצעות טעינת מבחן חיובית.
- התחל בחזית. ציין את הכמותות או התכונות שת срав, ואז החלט איזה עדות יכולה להבדיל בין שתי הסברות.
בניית המודל
- עוצמת שדה חשמלי היא כוח ליחידת מטען מבחן חיובי. מטענים זהים דוחים ומטענים שונים נמשכים. קווי שדה מכוונים הרחק ממטענים חיוביים וכיוון למטענים שליליים. קווים צפופים מייצגים שדה חזק יותר בתוך דיאגרמה שצוירה בצורה מסודרת.
- שדה חשמלי: כוח חשמלי ליחידת מטען בדיקה חיובי; מטען בדיקה: מטען קטן המשמש לחקירת שדה חשמלי.
What happens to force direction if the test charge changes sign?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Force on a charge in a field is F = qE, so reversing the sign of q reverses the force while the field itself - defined by the source charges - is unchanged. Field direction is defined by the force on a positive test charge.
Match each technical term to its precise meaning.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
בחר עדים שיכולים לבדוק אותו
- בשדה אחיד בין פלטות מקבילות אידיאליות, E = V/d מחוץ להשפעות קצה. הכוח הוא F = qE, ולכן כיוונו מתהפך עבור מטען שלילי. כוח קולומב בין מטענים נקודתיים אידיאליים פוחת עם ריבוע ההפרדה.
- שרטט סימני פוטנציאל לפלטות, חצים לשדה והמטען לפני החישוב. המר את ההפרדה למטר. בבית הספר, השתמש בסימולציות או בדגמי אלקטרוסטטיקה בעלי מתח נמוך מאושרים במקום בציוד בעל מתח גבוה חשוף.
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
עבודה על בסיס גודלים ידועים
- ציין את הערכים הידועים ואת יחידות המידה שלהם. בחר בקשר מכיוון שההנחות שלו מתאימות למקרה זה, ולאחר מכן סדר מחדש לפני ההצבה.
- נתון: הפרש הפוטנציאל בין הפלטות הוא 120 V וההפרדה היא 0.020 m. E = V/d = 6,000 V/m. מטען +2.0 מיקרו-קולון חווה כוח F = qE = 0.012 N לאורך השדה; מטען −2.0 מיקרו-קולון חווה אותו גודל בכיוון הפוך.
השתמש ב-E = V/d. מצא את E עבור 100 V על פני 0.025 m. השתמש באותו סדר פעולות: גדלים ידועים → מודל → קשר → הצבה → יחידות ופרשנות.
Use E = V/d. Find E for 100 V across 0.025 m.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The result is 4000 V/m. Known: V = 100 V; d = 0.025 m, uniform field between plates. Use E = V/d. E = 100/0.025 = 4,000 V per m. The same field acts on a charge anywhere between the plates in this uniform-field model.
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
- עוצמת שדה היא וקטור. הפרש פוטנציאל הוא אנרגיה ליחידת מטען ואינו אותה כמות. ציור קווי שדה הוא מודל, ולא סדרת חוטים פיזיים.
- חזור לתצפית המקורית. הסבר מה התוצאה תומכת, אילו תנאים היא מניחה, ודרך אחת לבדוק הסבר מתחרה.
כל חלקיק טעון חווה כוח לאורך כיוון השדה החשמלי. טענה זו שגויה: כיוון השדה מוגדר על ידי הכוח על מטען חיובי. חלקיק שלילי מרגיש כוח הפוך לכיוון השדה, כך שכיוון השדה אינו כיוון הכוח של כל חלקיק.
שדות חשמליים: כוח וטעינת מבחן חיובית: בשדה אחיד בין פלטות מקבילות אידיאליות, E = V/d מחוץ להשפעות קצה. הכוח הוא F = qE, ולכן כיוונו מתהפך עבור מטען שלילי. כוח קולומב בין מטענים נקודתיים אידיאליים פוחת עם ריבוע ההפרדה.
Every charged particle experiences a force along the electric field direction.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Field direction is defined by the force on a POSITIVE charge. A negative particle feels a force opposite to the field, so the field direction is not every particle's force direction.
Electric force per unit positive test charge: write the technical term.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
electric field strength means Electric force per unit positive test charge.