전기장: 힘과 양의 시험 전하
도입됨| English | 의미 |
|---|---|
| test charge/test tʃɑːdʒ/ | 시험 전하 |
| electric field strength/ɪˈlektrɪk fiːld streŋθ/ | 전기장 강도 |
이 현상을 설명할 수 있는 이유는 무엇인가?
- 음전하 입자가 전기장 방향과 반대 방향으로 움직입니다. 전장 방향은 양의 시험전하(test charge) 를 사용하여 정의됩니다.
- 예측을 먼저 제시하십시오. 비교하고자 하는 양이나 특성을 명시한 뒤, 두 설명을 구별할 수 있는 증거가 무엇인지 결정하십시오.
모델 만들기
- 전기장 세기는 단위 양의 시험전하당 가해지는 힘입니다. 같은 부호의 전하끼리는 서로 밀고, 다른 부호의 전하끼리는 서로 끌습니다. 전기 장선은 양전하에서는 멀어지고 음전하에서는 향합니다. 일관되게 그린 도식에서 선들이 밀집되어 있을수록 해당 영역의 전장이 강함을 나타냅니다.
- 전계 강도 electric field strength: 단위 양의 검정전하(test charge)당 전기력; 검정전하 test charge: 전계를 탐하기 위해 사용되는 작은 전하량.
시험 전하의 부호가 바뀌면 힘의 방향은 어떻게 되는가?
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전하가 전 field에서 받는 힘은 F = qE이므로, q의 부호를 반대로 하면 힘의 방향도 반대가 되지만, 소전하에 의해 정의되는 전 field 자체는 변하지 않습니다. 전 field 방향은 양의 시험 전하에 작용하는 힘으로 정의됩니다.
각 전문 용어에 대한 정확한 의미를 매칭하시오.
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정의를 사용하여 유사한 양과 과정을 구분하시오.
검증 가능한 증거 선택하기
- 이상 평행판 사이의 균일한 전장에서, 가장자리 효과 외에서는 E = V/d입니다. 힘은 F = qE이므로 음전하인 경우 방향이 반대가 됩니다. 이상 점전하 간의 쿨롱 힘은 거리의 제곱에 반비례하여 감소합니다.
- 계산 전에 극판의 극성, 장선 화살표, 그리고 전하를 표시한 도식을 그리십시오. 간극 거리를 미터(m) 단위로 변환하십시오. 학교 실험실에서는 노출된 고전압 장치 대신 시뮬레이션이나 승인된 저전압 정전기 모델을 사용하십시오.
이 경우 조사 또는 모델이 더 타당하게 만들 수 있는 두 가지 습관은 무엇인가?
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조건과 가정을 명시하면 다른 사람이 정확히 작업을 재현할 수 있으며, 근거 증거를 기록하면 결론을 검증할 수 있습니다. 반대되는 결과를 숨기는 것은 잘못된 결론을 반박할 수 있는 증거를 제거하는 것이며, 한 번의 측정으로는 더 넓은 주장을 입증할 수 없습니다.
알려진 값으로부터 시작하기
- 알려진 값과 그 단위를 명시하십시오. 이 사례에 가정이 부합하는 식을 선택한 후 대입하기前面으로 변형하십시오.
- 주어진 값: 극판 간 전위차는 120 V, 간극 거리는 0.020 m입니다. E = V/d = 6,000 V/m입니다. +2.0 마이크로쿨롱(microcoulomb) 전하는 전기장 방향으로 F = qE = 0.012 N의 힘을 받으며, -2.0 마이크로쿨롱 전하는 크기는 같으나 방향이 반대인 힘을 받습니다.
E = V/d를 사용하여, 100 V의 전위차가 걸린 0.025 m 거리에서의 E를 구하십시오. 동일한 순서대로 진행하십시오: 주어진 값 → 모델 → 관계식 → 대입 → 단위 및 해석.
E = V/d를 사용하여, 100 V의 전압이 0.025 m의 거리에 걸렸을 때 E를 구하시오.
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결과는 4000 V/m입니다. 주어진 값: 전압 V = 100 V; 판 사이 거리 d = 0.025 m, 균일 전 field. E = V/d 공식을 사용합니다. E = 100/0.025 = 4,000 V/m. 이 균일 전 field 모델에서 동일한 전 field는 판 사이 어디에 있는 전하에도 작용합니다.
결론及其 한계 확인하기
- 전장 세기는 벡터량입니다. 전위차는 단위 전하당 에너지이며, 전장 세기와는 다른 물리량입니다. 전기 장선 도식은 실제 실의 묶음이 아닌 모델일 뿐입니다.
- 원래 관찰로 돌아가십시오. 결과가 어떤 것을 지지하며, 어떤 조건을 전제로 하며, 경쟁 설명을 검증하는 방법 하나를 제시하십시오.
모든 하전 입자는 전기장 방향으로 힘을 받는다. 이 주장은 틀렸습니다: 장의 방향은 양하전 입자에 작용하는 힘으로 정의됩니다. 음하전 입자는 장과 반대 방향으로 힘을 받으므로, 장의 방향이 모든 입자의 힘 방향이 아닙니다.
전기장: 힘과 양의 시험전하: 이상 평행판 사이의 균일한 전장에서(가장자리 효과 제외), E = V/d입니다. 힘은 F = qE이므로 음전하인 경우 방향이 반대가 됩니다. 이상 점전하 간의 쿨롱 힘은 거리의 제곱에 반비례하여 감소합니다.
모든 전하를 띤 입자는 전기장 방향의 힘을 받습니다.
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전 field 방향은 양전하에 작용하는 힘으로 정의됩니다. 음전하 입자는 전 field와 반대 방향으로 힘을 받으므로, 전 field 방향이 모든 입자의 힘 방향과 일치하지 않습니다.
단위 양전하 시험 전하당 전기력에 대한 전문 용어를 쓰시오.
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전기장 세기는 단위 양(+ ) 시험 전하당 전기력을 의미합니다.