电场看不见，但它的方向是可以画出来的。这个模拟在空间里布满小箭头，代表“把一个正电荷放在这里，它会被推向哪边”。拖动电荷、切换正负，整幅图案会跟着重新排列。
实验目的
做完这个模拟，学生应该能够：
- 说出同种电荷互相排斥、异种电荷互相吸引；
- 知道带电体周围存在电场，电荷间的作用力通过电场传递；
- 会根据箭头判断电场中某一点的电场方向；
- 理解距离越近作用越强、越远越弱。
异号电荷之间相互吸引；箭头表示电场在该点的方向。
如何操作
- 页面上有一个正电荷和一个负电荷，背景的小箭头表示各点的电场方向。
- 用手指或鼠标拖动任一电荷，观察箭头图案实时改变。
- 点击某个电荷可以切换它的正负号，看“异号”变“同号”时图案怎样翻转。
- 把两个电荷拉得很近，再分得很开，注意箭头的长短和密集程度。
- 在同号的情况下找一找中间那个箭头几乎消失的位置，想一想为什么。
- 点“复位”回到初始状态。
实验现象
下面是这个模拟里应当出现的现象：
- 一正一负：箭头从正电荷出发、指向负电荷，两者之间的区域箭头最密。
- 两个同号（都为正）：箭头从两个电荷向外发散，中间出现一块箭头几乎消失的区域。
- 电荷靠得越近，附近的箭头越长越密，说明电场越强。
- 远离电荷的地方箭头变短变稀，电场迅速减弱。
实验原理
自然界只有两种电荷：正电荷（与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电）和负电荷（与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电）。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
摩擦起电并不“创造”电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体：得到电子的带负电，失去电子的带正电，总电荷量守恒。
带电体周围存在电场，一种看不见但真实存在的物质，电荷之间的作用力就是通过它传递的。规定电场中某点的方向为“放在该点的正电荷所受电场力的方向”，因此电场线总是从正电荷出发、终止于负电荷。
距离越近作用力越强：库仑定律 F = kq₁q₂/r² 表明作用力与距离的平方成反比。初中阶段只要求定性理解“越近越强”。
同号电荷之间会出现电场为零的点，那是两个电荷产生的电场大小相等、方向相反而互相抵消的结果。
常见误区
- “电场线是真实存在的线” —— 它是人为画出来描述电场的辅助线，空间里并没有这些线，也不会互相交叉。
- “不带电的物体不会被带电体吸引” —— 会。带电体能吸引碎纸屑等轻小物体，因为它让物体发生了感应起电或极化。
- “带电就一定能看到火花” —— 静电放电只在电压足够高时发生，多数带电现象是安静的。
应用与延伸
- 静电除尘、静电喷涂、复印机和激光打印机吸附墨粉，都靠电场力。
- 干燥天气脱毛衣的噼啪声、梳子吸头发、下车时被门把手电到，都是摩擦起电加静电放电。先用手摸一下车身金属再握门把手可以避免电击。
- 油罐车拖一条接地铁链、加油站禁止玩手机，都是为了防止静电积累引发火花。
三个家庭现象的对照
课本里的气球、水流、头发三个演示，和模拟里的箭头图是同一套道理。把它们对着看：
| 现象 | 看到什么 | 电荷在哪里 | 怎样解释 |
|---|---|---|---|
| 气球在头发上蹭过后靠近碎纸屑 | 纸屑跳起来贴住气球 | 气球带负电，纸屑本身不带电 | 纸屑被带电体感应、极化，靠近气球的一侧带上异种电荷，受到吸引 |
| 带电的尺子靠近细水流 | 水流向尺子弯 | 尺子带电，水不带电 | 水分子是极性的，被电场“转向”后整体受吸引；距离稍远偏转就小得多 |
| 脱毛衣时头发根根竖起 | 头发互相分开、飘起来 | 每根头发带上同种电荷 | 同种电荷相斥，每根头发都想离其他头发远一点 |
模拟里把两个电荷设成同号时，中间出现箭头几乎消失的一块；把一支笔当成中间那根头发，两侧的头发各推它一把，它就会停在中间，这和箭头消失的位置对应。
电场线的四条规则
考试画电场线或判断图对不对，只需四条：电场线从正电荷出发、到负电荷终止；线上每一点的切线方向就是该点电场方向；线越密的地方电场越强；任意两条电场线不相交。模拟里的箭头图就是按这四条画出来的，可以拿来逐条核对。
课堂上怎么用这个模拟
开场让学生只看箭头不看电荷，猜哪个是正、哪个是负，再点击切换验证。然后让一名学生拖动电荷，全班观察箭头最密的地方跟着走，说出“近处强、远处弱”。把两个电荷改成同号后，请学生找到中间箭头消失的位置，并解释为什么。课后让学生用气球和碎纸屑把“吸引”那一条做一遍。