Elektromagnetizmas
Solenoido laukas
Du bandomieji krūviai: ritės viduje F_B ≠ 0; išorėje F_B = 0. Pasirink kiekvieną ir palygink.
Solenoido laukas — interaktyvi Elektromagnetizmas simuliacija. Du bandomieji krūviai: ritės viduje F_B ≠ 0; išorėje F_B = 0. Pasirink kiekvieną ir palygink. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Solenoido laukas
Solenoido viduje B ≈ μ₀(N/L)I — vienodos rodyklės išilgai ašies.
Solenoidas su N vijų ilgyje L ir srove I sukuria apytiksliai vienodą B ≈ μ₀(N/L)I savo ašyje ritės viduje. Lauko linijos eina per vidų ir grįžta aplink išorę — kaip juostinis magnetas. Didink I arba vijų tankį ir žiūrėk, kaip vidiniai B rodmenys auga.
- B ≈ μ₀NI/L
- Vienodas viduje
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
Solenoidas (tankiai apvyniota ritė) neša srovę per savo daugybę vijų. Jei padidinsi srovę, ar vidinio lauko stipris skaluojasi tiesiogiai proporcingai?
Svarstytini spėjimai
- Laukas auga greičiau nei srovė, nes kiekvienos vijos indėlis dauginasi.
- Taip — vidinis laukas tiesiogiai proporcingas srovei.
- Vidinis laukas nepriklauso nuo srovės.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Srovė ritėje I (A)
Ką tu matauji:
- Vidinis laukas B (mT)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Magnetinis laukas solenoido viduje“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Solenoidas turi 400 vijų per 0.45 m ilgį.
- Įjunk vidinio lauko stiprio rodmuo.
- Nustatyk ritės srovę kiekvienam bandymui ir užsirašyk vidinio lauko stiprį.
Valdančioji lygtis
Solenoido vidinis laukas — B = μ₀(N/L)I
Ilgas, tankiai apvyniotas solenoidas gamina beveik vienodą vidinį magnetinį lauką, nustatytą jo vijų tankio ir srovės: B = μ₀NI/L, kur N yra bendras vijų skaičius, o L — solenoido ilgis.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok B = μ₀NI/L naudodamas μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Palygink su lentele.
- Paaiškink, kodėl vidinis laukas priklauso nuo vijų skaičiaus ilgio vienetui (N/L), o ne nuo vijų ir ilgio atskirai — ilgesnis solenoidas su proporcingai daugiau vijų duoda tą patį lauką.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Elektromagnetas (kaip metalo laužytuvo krano) iš esmės yra solenoidas, apvyniotas aplink geležinį branduolį, kuris gali padauginti lauką šimtais ar tūkstančiais kartų (branduolio didelis magnetinis laidumas). Paaiškink, kodėl paprastas oro branduolio solenoidas, kaip šis, gamina kur kas silpnesnį lauką tai pačiai srovei ir vijoms.
- Už idealiojo solenoido magnetinis laukas artimas nuliui, skirtingai nei vieno laido laukas, kuris tęsiasi į išorę. Paaiškink, naudodamas daugelio atskirų vijų laukus, kodėl laukai iš priešingų ritės pusių didžiąja dalimi panaikina vienas kitą išorėje, bet stiprina vienas kitą viduje.
- 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
- Sveiki atvykę prie solenoido lauko
- Pasirink solenoidą
- Spausk Leisti
- Laukas solenoido viduje
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →