Електромагнетизъм
Поле на соленоид
Два пробни заряда: вътре в навивката F_B ≠ 0; извън нея F_B = 0. Избери всеки, за да сравниш.
Поле на соленоид — интерактивна симулация Електромагнетизъм. Два пробни заряда: вътре в навивката F_B ≠ 0; извън нея F_B = 0. Избери всеки, за да сравниш. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Поле на соленоид
Вътре в соленоида B ≈ μ₀(N/L)I — равномерни стрелки по оста.
Соленоид с N навивки на дължина L и ток I произвежда приблизително равномерно B ≈ μ₀(N/L)I по оста си вътре в навивката. Линиите на полето минават през вътрешността и се затварят отвън — като прътов магнит. Увеличи I или плътността на навивките и гледай вътрешните B стрелки да растат в показанието.
- B ≈ μ₀NI/L
- Равномерно вътре
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
Соленоид (плътно навита навивка) носи ток през многото си навивки. Ако увеличиш тока, мащабира ли се силата на вътрешното поле в права пропорция?
Предсказвания за преценка
- Полето расте по-бързо от тока, понеже приносът на всяка навивка се натрупва.
- Да — вътрешното поле е право пропорционално на тока.
- Вътрешното поле не зависи от тока.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Ток в навивката I (A)
Какво измерваш:
- Вътрешно поле B (mT)
Как протича изследването
- Отвори настройката поле на соленоид и натисни Нулирай. Соленоидът има 400 навивки по дължина 0.45 m.
- Включи показанието за сила на вътрешното поле.
- Задай тока на навивката за всеки опит и запиши силата на вътрешното поле.
Управляващо уравнение
Вътрешно поле на соленоид — B = μ₀(N/L)I
Дълъг, плътно навит соленоид произвежда почти равномерно вътрешно магнитно поле, зададено от плътността на навивките и тока: B = μ₀NI/L, където N е пълният брой навивки, а L — дължината на соленоида.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли B = μ₀NI/L с μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Сравни с таблицата.
- Обясни защо вътрешното поле зависи от броя навивки на единица дължина (N/L), а не от навивките и дължината поотделно — по-дълъг соленоид с пропорционално повече навивки дава същото поле.
Къде това се появява извън лабораторията
- Електромагнитът (като в кран за скрап) по същество е соленоид, навит около желязно сърце, което може да умножи полето с фактор стотици или хиляди (високата пропускливост на сърцето). Обясни защо обикновен соленоид с въздушно сърце като този произвежда много по-слабо поле при същия ток и навивки.
- Извън идеален соленоид магнитното поле е близо до нула, за разлика от полето на единична жица, което се разпростира навън от нея. Обясни, с полетата на многото отделни навивки, защо полетата от противоположните страни на навивката до голяма степен се отменят извън, но се усилват вътре.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Добре дошъл при полето на соленоида
- Избери соленоида
- Натисни Пусни
- Поле вътре в соленоид
- 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 →