Symulacja interaktywna
Potencjał pola pochodzącego od czterech ładunków umieszczonych w wierzchołkach kwadratu
Posługując się poniższą symulacją zbadaj, jak zmienia się potencjał pola pochodzącego od czterech ładunków.
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DUrbbnZUA
Opis alternatywny symulacji
Na ekranie widać cztery ładunki o identycznych wartościach bezwzględnych umieszczone w rogach kwadratu. Boki kwadratu narysowano czarną linią przerywaną a ich długość oznaczono małą literą a. Na ekranie znajduje się też zielony punkt P, który możemy przesuwać dowolnie po ekranie. Odległości od kolejnych ładunków zmieniają się i są podawane na bieżąco. Na bieżąco podawana jest także wartość potencjału w punkcie P. Za pomocą trzech boksów można wybrać czy ładunki wytwarzające to pole elektryczne mają być wszystkie dodatnie, wszystkie ujemne czy też dwa dodatnie dwa ujemne. W przypadku czterech ładunków dodatnich lub ujemnych natężenie pola w środku kwadratu jest równe zeru ale potencjał ma wartość cztery razy większą niż ta pochodząca od jednego ładunku i nie będzie równy zeru. W przypadku dwóch ładunków ujemnych i dwóch dodatnich potencjał elektryczny w środku kwadratu będzie równy zeru.
Jaka jest wartość natężenia pola elektrycznego w środku kwadratu z czterech jednakowych ładunków?
Ćwiczenie alternatywne. Jeśli rozmieścimy ładunki elektryczne o tej samej wartości bezwzględnej w rogach kwadratu to wartość potencjału elektrycznego wyniesie w jego środku zero gdy:
- gdy wszystkie ładunki będą dodatnie
- gdy wszystkie ładunki będą ujemne
- gdy dwa ładunki będą dodatnie, a dwa ujemne
Czy układ , w którym w trzech wierzchołkach kwadratu będą umieszczone jednoimienne ładunki też będzie miał cechy „pułapki”?
Ćwiczenie alternatywne. Jeśli rozmieścimy cztery identyczne ładunki elektryczne dodatnie w rogach kwadratu to wartość, której wielkości fizycznej będzie równa zero w jego środku:
- natężenia pola elektrycznego
- potencjału elektrycznego
- kwadratu potencjału elektrycznego