Électromagnétisme
Flux magnétique variable (ΔB)
Appuyez sur Lecture — B oscille, Φ(t) et FEM(t) se tracent sur le graphique.
Flux magnétique variable (ΔB) — simulation interactive de Électromagnétisme. Appuyez sur Lecture — B oscille, Φ(t) et FEM(t) se tracent sur le graphique. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Loi de Faraday
Appuyez sur Lecture : B oscille, et Φ(t) et FEM(t) sont tracés sur le graphique.
Appuyez sur Lecture : B oscille, et Φ(t) et FEM(t) sont tracés sur le graphique.
- 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 dont la force oscille dans le temps (la zone de la boucle reste fixe). Une FEM apparaît-elle dans la boucle même si la boucle elle-même ne bouge pas ?
Des pronostics à peser
- Non : EMF nécessite un mouvement physique de la boucle ou de la source de champ.
- Oui, la loi de Faraday dit qu'un flux changeant induit une CEM, même dans une boucle stationnaire, tant que le champ lui-même change.
- EMF n'apparaît que si la boucle se déplace à travers le champ.
Rôles variables
Ce que vous définissez :
- Temps t (s)
Ce que vous mesurez :
- CEM induit (mV)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage changeant-flux-b et appuyez sur Réinitialiser. La superficie de la boucle est fixée à 0.02 m² ; le champ oscille comme B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)).
- Activez la lecture de la FEM induite.
- Lisez l'EMF induit à chaque heure indiquée.
Équation gouvernante
Loi de Faraday (champ changeant) — Φ = B·A
Le flux magnétique à travers une boucle est Φ = BA. Lorsque B change dans le temps (A fixe), la loi de Faraday donne une FEM induite = −dΦ/dt = −A·dB/dt — proportionnelle à la surface de la boucle et au taux de changement du champ.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour un essai, calculez EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) en utilisant A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Comparez avec le tableau.
- Expliquez pourquoi la FEM induite est proportionnelle à la RAPIDITÉ avec laquelle le champ change (dB/dt), et non à la valeur instantanée du champ — la FEM peut être importante même lorsque B lui-même est proche de sa valeur moyenne, si B y change rapidement.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- C'est le principe de base d'un générateur AC : plutôt que de modifier directement B, un générateur fait tourner une boucle à travers un champ fixe, ce qui modifie le flux tout aussi efficacement. Expliquez pourquoi la conception du générateur fait généralement tourner la bobine au lieu de faire osciller l'aimant.
- Le signe négatif dans EMF = −dΦ/dt (loi de Lenz) signifie que le courant induit s'oppose au changement qui l'a provoqué. Expliquez ce que signifie physiquement « s'opposer au changement » pour une boucle dans un champ croissant par rapport à un champ décroissant.
- 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 flux magnétique variable B
- Sélectionnez la spires
- Appuyez sur Lecture
- FEM due au changement de B
- 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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