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[자연과학] 일반 물리학 실험 - 전기장 실험

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작성일18-04-17 07:22

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a. 양의 점전하: 벡터의 방향이 양의 점전하로 벗어나려고 함.
b. 음의 점전하: 벡터의 방향이 음의 점전하로 향하고 있음
c: 쌍극자 : 서로 대칭적인 모양을 보임
d: 사중극자: 서로 대칭적인 모양을 보임
e: 평판형 축전기: 서로 대칭적인 모양을 보임
f: 구대칭 전하: 양전하를 중심으로 일정한 간격으로 전기력선과 등전위면이 분포하고 있음
4. 질문과 답

1. 어떤 전하 근처에 있는 다른 전하의 크기가 2 배가 되고 전하 사이의 거리가 2배로 멀어졌다면 두 전하 사이에 작용하는 전기력의 크기는 몇 배로 변할까
公式(공식)에 의하…(생략) 여 전기력은 전하의 크기에 비례하고 전하의 거리의 제곱에 반비례 하므로 이므로 전기력의 크기는 배가 된다된다. 전기 쌍극자의 전기력선과 등전위면을 구하고 설명(explanation)하라.
d. 두 개의 쌍극자로 구성되어 있는 사중극자의 전기력선과 등전위면을 구하고 설명(explanation)하라.
e. 나란히 분포된 양전하와 음전하(평판형 축전기)의 전기력선과 등전위면을 구하고 설명(explanation)하라.
f. 중심과 원형 표면에 분포된 양전하와 음전하(구 대칭 전하분표)의 전기력선과 등전위면을 구하고 설명(explanation)하라.

3. 실험 결과
-그림은 아래쪽에 있습니다. 전기 쌍극자의 전기력선과 등전위면을 구하고 설명(explanation)하라.
d. ...


일반 물리학 실험 - 전기장 실험
1 실험 목적

실험을 통하여 전기력과 자기장을 이해하고 전극을 배치하여 공간상에서 여러 전하가 만드는 전기력선의 모양과 방향을 이해하고 이를 통하여 전기장의 모양과 방향을 추론할 수 있다.
a. 양의 점전하의 전기장 벡터를 구하고 위치에 따른 전기장의 방향과 크기를 구한다.

2 실험 방법 및 순서

컴퓨터를 키고 바탕하면에 있는 EMField 시뮬레이션 프로그램을 실행한다.
6. 어떤 폐곡 면을 통과하여 나오는 알짜 전기력선의 총 수가 비례하는 양은 무엇인가가우스 법칙에 따르면 임의의 폐곡면을 지나는 전기장의 총 선속은 그 폐곡면으로 둘러싸인 공간 안의 알짜 전하량에 비례한다. 전기장의 세기가 세지는 이유는 간격이 촘촘할수록 거리가 줄어들기 때문에 전기장公式(공식)에서 전기장의 세기는 거리의 제곱에 반비례하므로 거리가 줄어들면 세진다. 이번 실험은 컴퓨터 프로그램을 이용하여 실험을 하였기 때문에 오차의 발생이 없었습니다. 가우스 법칙을 이해하고 이를 응용할 수 있다.
2. 구형의 도체 표면에 전하가 분포한 경우 도체 외부의 전기장을 나타내는 식을 도체 중심으로부터의 거리 r과 도체의 전체 전하 q의 식으로 쓰라.

3. 전기력선의 다발 분포로부터 전기장의 크기와 방향을 추정할 수 있다.
메뉴 막대에서 Source를 찾은 후 클릭한 후 3D Point Charge를 선택한다.
Field and Potential에 나타나는 항목들을 이용하여 아래의 수행project를 실행한다.

2 실험 방법 및 순서

컴퓨터를 키고 바탕하면에 있는 EMField 시뮬레이션 프로그램을 실행한다. 갈라지거나 도중에 교차하지 않는다. 전기력선의 한 점에서의 접선방향은 그 점에서의 전기장의 방향이다.
메뉴 막대에서 Source를 찾은 후 클릭한 후 3D Point Charge를 선택한다.
b. 음의 점전하의 전기장 벡터를 구하고 위치에 따른 전기장의 방향과 크기를 구하라.
c. 같은 크기의 양전하와 음전하가 가까이 있는 것을 전기 쌍극자라고 한다. 이 식에따르면 전기자의 세기는 전기력선의 수에 비례하고 전기력선이 통과한 면적에는 반비례하므로 이 식에 의하여 정량적으로 추정할 수 있다.
Field and Potential에 나타나는 항목들을 이용하여 아래의 수행project를 실행한다.

a.양의 점전하결과
b.음의 점전하결과
c.전

[자연과학]%20일반%20물리학%20실험%20-%20전기장%20실험_hwp_01_.gif [자연과학]%20일반%20물리학%20실험%20-%20전기장%20실험_hwp_02_.gif [자연과학]%20일반%20물리학%20실험%20-%20전기장%20실험_hwp_03_.gif


다. 가우스 법칙을 이해하고 이를 응용할 수 있다.

설명

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순서



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실험결과/물리


일반 물리학 실험 - 전기장 실험
1 실험 목적

실험을 통하여 전기력과 자기장을 이해하고 전극을 배치하여 공간상에서 여러 전하가 만드는 전기력선의 모양과 방향을 이해하고 이를 통하여 전기장의 모양과 방향을 추론할 수 있다.
b. 음의 점전하의 전기장 벡터를 구하고 위치에 따른 전기장의 방향과 크기를 구하라.
c. 같은 크기의 양전하와 음전하가 가까이 있는 것을 전기 쌍극자라고 한다.
a. 양의 점전하의 전기장 벡터를 구하고 위치에 따른 전기장의 방향과 크기를 구한다.
5. 같은 전위차에 따라 그려진 등전위면 간격이 촘촘할수록 전기력선의 다발의 밀도와 전기장의 세기는 어떻게 변하는가
등전위면 간격은 일정하므로 촘촘할수록 전기력선의 다발의 밀도가 커지며 전기장의 세기는 세진다. 전기장의 크기는 어떻게 정량적으로 추정할 수 있을까
전기력선의 수= 전기장의 세기 x 전기력선이 통과한 면적이므로
전가장의 세기=전기력선의 수/전기력선이 통과한 면적 이라는 식이 만들어진다.
4. 전기력선이 생긴 모양의 property(특성)을 3가지 쓰시오.
전기력선은 양전하에서 나와 음전하로 들어간다.

5. 고찰
이번 실험은 전하가 만드는 전기력선의 모양을 이해하는 것이었는데 실험목적대로 실험을 통하여 전하의 배치에 따라 전기력선의 모양 변화에 대하여 새로이 배웠습니다.

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