电场 | 交互式 3D 模拟

关于这个模拟实验

这个 3D 模拟以按强度着色的箭头网格展示两个点电荷的电场，小亮点如正试探电荷般沿电场漂移。滑块可将每个电荷设为 −5 至 +5 微库仑，并调节二者的间距。读数给出库仑力、两者是吸引还是排斥、间距以及中点处的电场。教师可以用它引入电场方向，比较同号与异号电荷，并与学生一起检验平方反比定律。

学生可以探索什么

将电荷 1 设为 +3，电荷 2 设为 -3，然后描述两者之间的电场箭头指向哪里。
将两个电荷都设为正，读取相互作用的读数，看看同号电荷相互排斥。
将间距加倍，注意库仑力读数如何变化。
将一个电荷设为零，观察电场变成单个点电荷的电场。
关闭电荷 2 绕转以使画面静止，然后比较不同电荷组合时中点处的电场。

学习目标

1描述正电荷和负电荷周围电场的方向。
2根据电荷的正负号，预测两个电荷是相互吸引还是排斥。
3解释库仑力如何随电荷大小和间距而变化。
4将箭头的长短和颜色与电场强度联系起来。

教师常问的问题

免费吗？

是的。该模拟免费使用，可在任何现代浏览器中运行，包括交互式白板和平板电脑，无需注册或下载。

电场方向意味着什么？

按照约定，电场方向即小正试探电荷受力的方向。电场背离正电荷、指向负电荷，这也是漂移的亮点从一个电荷流出、流入另一个电荷的原因。

作用力如何随距离变化？

库仑力遵循平方反比定律，F = k q1 q2 / r²。间距加倍，作用力变为原来的四分之一，你可以用间距滑块和作用力读数来验证。

如何在课堂上使用？

拖动电荷 1、电荷 2 和间距的滑块，并读取面板中的数值。转动镜头从不同角度观察。让学生在每次改变前预测结果。

嵌入这个模拟实验

免费嵌入你的学习平台、博客或班级网站。

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从模型到记录

学生探索之后，用工作表记录他们的预测、观察和解释。