Électromagnétisme
Aire de boucle variable (ΔA)
Appuyez sur Lecture — l'aire de la boucle varie ; la FEM suit −dΦ/dt.
Aire de boucle variable (ΔA) — simulation interactive de Électromagnétisme. Appuyez sur Lecture — l'aire de la boucle varie ; la FEM suit −dΦ/dt. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Flux dû au changement d'aire
Appuyez sur Lecture : l'aire de la spire varie ; la FEM suit −dΦ/dt.
Appuyez sur Lecture : l'aire de la spire varie ; la FEM suit −dΦ/dt.
- Loi de Faraday EMF = −dΦ/dt
- Flux magnétique Φ = BA
Mémoire d'enquête
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question de conduite
Une boucle de fil se trouve dans un champ magnétique fixe, mais la propre zone de la boucle oscille (imaginez-la s'étirer et se rétrécir). Cela induit-il également une CEM, de la même manière qu'une intensité de champ changeante ?
Des pronostics à peser
- Oui, la loi de Faraday ne se soucie que de la variation du flux total Φ = BA, que ce soit B ou A qui varie.
- Non, seule une intensité de champ changeante induit une CEM, pas une zone changeante.
- Une zone changeante induit des CEM, mais par un mécanisme complètement différent de celui d'un champ changeant.
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Temps t (s)
Ce que vous mesurez :
- CEM induit (mV)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage de la zone de changement de flux et appuyez sur Réinitialiser. Le champ est fixé à 0.5 T ; l'aire de la boucle oscille comme A(t) = 0.025 m² × (1 + 0.35 cos(2π × 0.35Hz × t)).
- Activez la lecture de la FEM induite.
- Lisez l'EMF induit à chaque heure indiquée.
Équation gouvernante
Loi de Faraday (zone changeante) — Φ = B·A
Le flux magnétique à travers une boucle est Φ = BA. Lorsque A change dans le temps (B fixe), la loi de Faraday s'applique toujours : EMF = −dΦ/dt = −B·dA/dt — la même loi, juste avec les rôles de B et A inversés.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour un essai, calculez EMF = −B·dA/dt = B₀·A₀·0.35·ω·sin(ωt) en utilisant B₀ = 0.5 T, A₀ = 0.025 m², ω = 2π×0.35 rad/s. Comparez avec le tableau.
- Comparez la structure de cette formule à celle de l'expérience de changement de flux-b. Expliquez pourquoi les deux donnent une FEM proportionnelle au produit de la quantité FIXE (B ici, A là) et le taux de changement de la quantité VARYING.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Un générateur classique à « tige coulissante » modifie la zone fermée d'un circuit en déplaçant physiquement un côté, induisant EMF = BLv (champ × longueur de tige × vitesse de glissement) — une version mécanique exacte de cet effet de changement de zone. Expliquez pourquoi un glissement plus rapide de la tige augmente la force électromagnétique induite.
- Certains microphones fonctionnent en faisant vibrer un aimant à proximité d'un champ fixe (ou en modifiant la surface effective d'une bobine par rapport à) un champ fixe, convertissant les vibrations sonores en un flux changeant et donc en un signal de tension. Pourquoi un son plus fort (plus grande amplitude de vibration) produit-il un signal EMF plus important ?
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 13: Electromagnetic Induction
- IB Physics — D.4 Induction
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Bienvenue dans le flux dû au changement d'aire
- Sélectionnez la spires
- Appuyez sur Lecture
- FEM due au changement d'aire
- Ouvrez l'Inspecteur
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
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