Elektromagnetisme
Ladning i B-felt
Skub prøveladningens hastighed — magnetkraften F = qv×B vises i aflæsningerne.
Ladning i B-felt — interaktiv Elektromagnetisme-simulation. Skub prøveladningens hastighed — magnetkraften F = qv×B vises i aflæsningerne. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Magnetisk kraft
Skub prøveladningens hastighed — magnetisk kraft F = qv×B vises i aflæsningerne.
En prøveladning q, der bevæger sig med hastigheden v i et ensartet B, føler magnetisk kraft F_B = q(v×B), vinkelret på både v og B. Forudstillingen bruger et ensartet B-område (ikke en strømførende leder), så kun Lorentz-kraften gælder. Gule F_E- og lilla F_B-pile deler den elektriske og magnetiske del; samlet F = F_E + F_B. Tryk på Afspil for at se bevægelse langs v.
- F = qv×B
- F ⊥ v and B
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En ladet partikel bevæger sig gennem et område med uniformt magnetfelt. Afhænger den magnetiske kraft på den af partiklens fart, eller kun af feltstyrken?
Forudsigelser at afveje
- Kraften afhænger kun af feltstyrken, ikke af farten.
- Den magnetiske kraft afhænger ikke simpelt af nogen af størrelserne.
- Kraften afhænger af både feltstyrken og partiklens fart — hurtigere partikler føler en stærkere magnetisk kraft.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Hastigheds x-komponent v_x (m/s)
- Hastigheds y-komponent v_y (m/s)
Det, du måler:
- Kraftstorhed F (µN)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen qv-cross-b, og tryk på Nulstil. Feltområdet har et fast Bz = 0.12 T; testladningen er q = 3×10⁻¹⁰ C.
- Slå aflæsningen af kraftstørrelsen til på testladningen.
- Indstil testladningens hastighedskomponenter for hvert forsøg, og notér kraftstørrelsen.
Styrende ligning
Lorentzkraft (magnetisk) — F_B = q·v×B
En ladning q, der bevæger sig med hastigheden v gennem et magnetfelt B, påvirkes af kraften F = qv×B, vinkelret på både dens hastighed og feltet. Størrelsen er |F| = |q||v||B|, når v står vinkelret på B.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for ét forsøg |F| = |q|·|B|·|v| med q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Sammenlign med tabellen.
- Forklar, hvorfor den magnetiske kraftstørrelse afhænger af partiklens samlede fart |v|, ikke af hastighedens retning — selvom kraftens retning netop afhænger af, hvilken vej den bevæger sig.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Den magnetiske kraft står altid vinkelret på hastigheden (F = qv×B), så den kan ændre en partikls retning men aldrig dens fart. Forklar, hvorfor et magnetfelt alene aldrig kan accelerere eller bremse en ladet partikel, kun styre den.
- En ladet partikel, der bevæger sig vinkelret på et uniformt magnetfelt, bevæger sig i en cirkel, fordi den magnetiske kraft altid peger mod cirklens centrum. Forklar ud fra F = qvB, hvorfor en hurtigere partikel i samme felt beskriver en større cirkel.
- 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
- Velkommen til qv×B
- Vælg prøveladningen
- Tryk på Afspil
- Kraft på en bevægende ladning
- Åbn egenskabspanelet
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →