Elektromagnētisms
Lādiņš B laukā
Bīdi testa lādiņa ātrumu — magnētiskais spēks F = qv×B parādās rādījumos.
Lādiņš B laukā — interaktīva Elektromagnētisms simulācija. Bīdi testa lādiņa ātrumu — magnētiskais spēks F = qv×B parādās rādījumos. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Magnētiskais spēks
Bīdi testa lādiņa ātrumu — magnētiskais spēks F = qv×B parādās rādījumos.
Testa lādiņš q, kas kustas ar ātrumu v viendabīgā B, jūt magnētisko spēku F_B = q(v×B), perpendikulāru gan v, gan B. Eksperiments izmanto viendabīgu B-regions (nevis strāvas vadu), tāpēc attiecas tikai Lorenca spēks. Dzeltenās F_E un purpura F_B bultas dala elektrisko un magnētisko daļu; kopā F = F_E + F_B. Nospied „Atskaņot”, lai redzētu kustību gar v.
- F = qv×B
- F ⊥ v and B
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Uzlādēta daļiņa kustas cauri viendabīgam magnētiskā lauka reģionam. Vai magnētiskais spēks uz to atkarīgs no daļiņas ātruma, vai tikai no lauka stipruma?
Prognozes, ko svērt
- Spēks atkarīgs tikai no lauka stipruma, nevis ātruma.
- Magnētiskais spēks nav atkarīgs no neviena no šiem lielumiem vienkāršā veidā.
- Spēks atkarīgs gan no lauka stipruma, gan daļiņas ātruma — ātrākas daļiņas jūt stiprāku magnētisko spēku.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Ātruma x komponente v_x (m/s)
- Ātruma y komponente v_y (m/s)
Ko tu mēri:
- Spēka lielums F (µN)
Kā izpēte norit
- Atver qv×B eksperimentu un nospied Atiestatīt. Lauka reģionam ir fiksēts Bz = 0.12 T; testa lādiņš ir q = 3×10⁻¹⁰ C.
- Ieslēdz spēka lieluma rādījumu uz testa lādiņa.
- Iestati testa lādiņa ātruma komponentes katram mēģinājumam un ieraksti spēka lielumu.
Noteicošais vienādojums
Lorenca spēks (magnētiskais) — F_B = q·v×B
Lādiņš q, kas kustas ar ātrumu v cauri magnētiskajam laukam B, piedzīvo spēku F = qv×B, perpendikulāru gan tā ātrumam, gan laukam. Tā lielums ir |F| = |q||v||B|, kad v ir perpendikulārs B.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini |F| = |q|·|B|·|v| ar q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Salīdzini ar tabulu.
- Izskaidro, kāpēc magnētiskā spēka lielums atkarīgs no daļiņas kopējā ātruma |v|, nevis no tās ātruma virziena — kaut spēka virziens tieši atkarīgs no tā, uz kurieni tā kustas.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Magnētiskais spēks vienmēr ir perpendikulārs ātrumam (F = qv×B), tāpēc tas var mainīt daļiņas virzienu, bet nekad tās ātrumu. Izskaidro, kāpēc magnētiskais lauks viens pats nekad nevar paātrināt vai palēnināt uzlādētu daļiņu — tikai stūrēt to.
- Uzlādēta daļiņa, kas kustas perpendikulāri viendabīgam magnētiskajam laukam, ceļo pa apli, jo magnētiskais spēks vienmēr rāda uz apļa centru. Izskaidro, izmantojot F = qvB, kāpēc ātrāka daļiņa tajā pašā laukā zīmē lielāku apli.
- 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
- Sveicināts qv×B eksperimentā
- Atlasīts testa lādiņu
- Nospied „Atskaņot”
- Spēks uz kustošu lādiņu
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →