Електромагнетизъм
Жица с ток
Стрелките на B обикалят около жицата; повиши тока I и прочети B в mT.
Жица с ток — интерактивна симулация Електромагнетизъм. Стрелките на B обикалят около жицата; повиши тока I и прочети B в mT. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Магнитно поле на жица
Стрелките на B обикалят около жицата; повиши тока I и прочети B в mT.
Дълга права жица с ток I произвежда кръгови линии на B полето около жицата (закон на Ампер: B ∝ I/r). Правилото на дясната ръка дава посоката: палеца по I, пръстите се извиват с B. Символите ⊗/⊙ отбелязват полето навътре/навън от страницата. Повиши I и прочети B в mT на фиксирано разстояние — удвояването на I удвоява B.
- B ∝ I/r
- Правило на дясната ръка
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
Права жица носи постоянен ток. Докато местиш пробна точка по-надалеч от жицата, спада ли силата на магнитното поле по същия начин, както полето на електрически заряд?
Предсказвания за преценка
- Да — прост спад 1/r², същ като точков заряд.
- Полето не зависи от разстоянието от жицата.
- Не — полето на жица с ток спада различно от това на точков заряд, понеже токът е разпределен (линеен) източник, не точков.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Перпендикулярно разстояние d (m)
Какво измерваш:
- Напрегнатост |B_z| (µT)
Как протича изследването
- Отвори настройката поле на жица и натисни Нулирай. Жицата носи фиксиран ток 8 A по участък 4.8 m.
- Включи показанието за сила на полето.
- Задай перпендикулярното разстояние от средата на жицата за всеки опит и запиши силата на полето.
Управляващо уравнение
Поле на крайна жица с ток — B = μ₀I/(2πr)
Законът на Био–Савар, интегриран по крайна права жица, дава магнитно поле, което обикаля жицата и зависи и от перпендикулярното разстояние, и от дължината на жицата чрез същата интерполираща форма като крайна линия заряд.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) с μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Сравни с таблицата.
- Сравни формата на тази формула с формулата за електрическото поле от експеримента линеен заряд. Обясни защо и краен зареден прът, и крайна жица с ток произвеждат полета със същия тип зависимост от разстоянието — близо до 1/d близо до проводника, по-близо до 1/d² далеч.
Къде това се появява извън лабораторията
- За идеализирана безкрайна жица полето се опростява до класическото B = μ₀I/(2πd) — чист спад 1/d. На какво разстояние спрямо дължината 4.8 m на тази жица би очаквал формулата за крайна жица от този експеримент да съответства отблизо на приближението за безкрайна жица?
- Компасна стрелка, поставена близо до жица с ток, се отклонява, за да се подравни с магнитното поле на жицата. Обясни, с правилото на дясната ръка, защо полето обикаля около жицата, вместо да сочи радиално навън, както би направило електрическото поле.
- 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 жицата
- Избери жицата
- Натисни Пусни
- Поле B около жица
- 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 →