Elektromagnetizmas

Krūvis B lauke

Slankink bandomojo krūvio greitį — magnetinė jėga F = qv×B atsiranda rodmenyse.

Krūvis B lauke — interaktyvi Elektromagnetizmas simuliacija. Slankink bandomojo krūvio greitį — magnetinė jėga F = qv×B atsiranda rodmenyse. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Magnetinė jėga

Slankink bandomojo krūvio greitį — magnetinė jėga F = qv×B atsiranda rodmenyse.

Bandomasis krūvis q, judantis greičiu v vienodame B, jaučia magnetinę jėgą F_B = q(v×B), statmeną ir v, ir B. Eksperimentas naudoja vienodą B regioną (ne srovės laidą), tad taikoma tik Lorento jėga. Geltonos F_E ir violetinės F_B rodyklės skiria elektrinę ir magnetinę dalis; kartu F = F_E + F_B. Spausk Leisti ir pamatysi judesį išilgai v.

• F = qv×B
• F ⊥ v and B

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Įelektrinta dalelė keliauja per vienodo magnetinio lauko regioną. Ar magnetinė jėga jai priklauso nuo dalelės greičio, ar tik nuo lauko stiprio?

Svarstytini spėjimai

• Jėga priklauso tik nuo lauko stiprio, ne nuo greičio.
• Magnetinė jėga paprastai nepriklauso nė nuo vieno dydžio.
• Jėga priklauso ir nuo lauko stiprio, ir nuo dalelės greičio — greitesnės dalelės jaučia stipresnę magnetinę jėgą.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Greičio x-sandė v_x (m/s)
• Greičio y-sandė v_y (m/s)

Ką tu matauji:

• Jėgos dydis F (µN)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „Lorento jėga“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Lauko regionas turi fiksuotą Bz = 0.12 T; bandomasis krūvis q = 3×10⁻¹⁰ C.
2. Įjunk jėgos dydžio rodmuo ant bandomojo krūvio.
3. Nustatyk bandomojo krūvio greičio komponentes kiekvienam bandymui ir užsirašyk jėgos dydį.

Valdančioji lygtis

Lorento jėga (magnetinė) — F_B = q·v×B

Krūvis q, judantis greičiu v per magnetinį lauką B, patiria jėgą F = qv×B, statmeną ir jo greičiui, ir laukui. Jos dydis yra |F| = |q||v||B|, kai v statmena B.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok |F| = |q|·|B|·|v| naudodamas q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Palygink su lentele.
• Paaiškink, kodėl magnetinės jėgos dydis priklauso nuo dalelės bendrojo greičio |v|, o ne nuo jos greičio krypties — nors jėgos kryptis tikrai priklauso nuo to, kuria kryptimi ji juda.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Magnetinė jėga visada statmena greičiui (F = qv×B), tad ji gali keisti dalelės kryptį, bet niekada — greitį. Paaiškink, kodėl vien magnetinis laukas niekada negali pagreitinti ar sulėtinti įelektrintos dalelės — tik nukreipti ją.
• Įelektrinta dalelė, judanti statmenai vienodam magnetiniam laukui, keliauja apskritimu, nes magnetinė jėga visada rodo į apskritimo centrą. Paaiškink, naudodamas F = qvB, kodėl greitesnė dalelė tame pačiame lauke brėžia didesnį apskritimą.

• 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

1. Sveiki atvykę prie qv × B
2. Pasirink bandomąjį krūvį
3. Spausk Leisti
4. Jėga judančiam krūviui
5. Atidaryk Savybių skydą
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Lorento jėga