Електромагнетизъм
Заряд в поле B
Плъзгай скоростта на пробния заряд — магнитната сила F = qv×B се появява в показанията.
Заряд в поле B — интерактивна симулация Електромагнетизъм. Плъзгай скоростта на пробния заряд — магнитната сила F = qv×B се появява в показанията. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Магнитна сила
Плъзгай скоростта на пробния заряд — магнитната сила F = qv×B се появява в показанията.
Пробен заряд q, движещ се със скорост v в равномерно B, усеща магнитна сила F_B = q(v×B), перпендикулярна и на v, и на B. Настройката ползва равномерна B област (не жица с ток), така че важи само силата на Лоренц. Жълтите F_E и лилавите F_B стрелки разделят електрическата и магнитната част; комбинираната F = F_E + F_B. Натисни Пусни, за да видиш движение по v.
- F = qv×B
- F ⊥ v and B
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Заредена частица се движи през област с равномерно магнитно поле. Зависи ли магнитната сила върху нея от скоростта на частицата, или само от силата на полето?
Предсказвания за преценка
- Силата зависи само от силата на полето, не от скоростта.
- Магнитната сила не зависи от никоя от двете величини по прост начин.
- Силата зависи и от силата на полето, и от скоростта на частицата — по-бързите частици усещат по-силна магнитна сила.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Компонента на скоростта по x v_x (m/s)
- Компонента на скоростта по y v_y (m/s)
Какво измерваш:
- Големина на силата F (µN)
Как протича изследването
- Отвори настройката qv×B и натисни Нулирай. Областта на полето има фиксирано Bz = 0.12 T; пробният заряд е q = 3×10⁻¹⁰ C.
- Включи показанието за големина на силата на пробния заряд.
- Задай компонентите на скоростта на пробния заряд за всеки опит и запиши големината на силата.
Управляващо уравнение
Сила на Лоренц (магнитна) — F_B = q·v×B
Заряд q, движещ се със скорост v през магнитно поле B, изпитва сила F = qv×B, перпендикулярна и на скоростта, и на полето. Големината ѝ е |F| = |q||v||B|, когато v е перпендикулярно на B.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли |F| = |q|·|B|·|v| с q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Сравни с таблицата.
- Обясни защо големината на магнитната сила зависи от пълната скорост |v| на частицата, не от посоката на скоростта ѝ — макар посоката на силата да зависи от това накъде се движи.
Къде това се появява извън лабораторията
- Магнитната сила е винаги перпендикулярна на скоростта (F = qv×B), така че може да промени посоката на частицата, но никога скоростта ѝ. Обясни защо магнитно поле само по себе си никога не може да ускорява или забавя заредена частица, а само да я завива.
- Заредена частица, движеща се перпендикулярно на равномерно магнитно поле, пътува по окръжност, защото магнитната сила винаги сочи към центъра на окръжността. Обясни, с F = qvB, защо по-бърза частица в същото поле очертава по-голяма окръжност.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.3 Motion in electromagnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Добре дошъл при qv×B
- Избери пробния заряд
- Натисни Пусни
- Сила върху движещ се заряд
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →