Elektromagnetisme
Ladning i B-felt
Skyv prøveladningens hastighet — magnetkraften F = qv×B vises i avlesningene.
Ladning i B-felt — interaktiv Elektromagnetisme-simulering. Skyv prøveladningens hastighet — magnetkraften F = qv×B vises i avlesningene. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Magnetkraft
Skyv prøveladningens hastighet — magnetkraften F = qv×B vises i avlesningene.
En prøveladning q som beveger seg med hastighet v i et jevnt B opplever magnetkraften F_B = q(v×B), vinkelrett på både v og B. Forhåndsinnstillingen bruker et jevnt B-område (ikke en strømledning), så bare Lorentzkraften gjelder. Gule F_E- og lilla F_B-piler deler elektrisk og magnetisk del; kombinert F = F_E + F_B. Trykk Spill av for å se bevegelsen langs v.
- F = qv×B
- F ⊥ v and B
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
En ladet partikkel beveger seg gjennom et område med jevnt magnetfelt. Avhenger den magnetiske kraften på den av partikkelens fart, eller bare av feltstyrken?
Prediksjoner å veie
- Kraften avhenger bare av feltstyrken, ikke av farten.
- Den magnetiske kraften avhenger ikke av noen av størrelsene på en enkel måte.
- Kraften avhenger av både feltstyrken og partikkelens fart — raskere partikler kjenner en sterkere magnetkraft.
Variabelroller
Hva du setter:
- Hastighet x-komponent v_x (m/s)
- Hastighet y-komponent v_y (m/s)
Hva du måler:
- Kraftstørrelse F (µN)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne qv-kryss-B-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Feltområdet har fast Bz = 0,12 T; prøveladningen er q = 3×10⁻¹⁰ C.
- Aktiver kraftstørrelse-avlesningen på prøveladningen.
- Sett prøveladningens hastighetskomponenter for hvert forsøk og registrer kraftstørrelsen.
Styrende likning
Lorentzkraft (magnetisk) — F_B = q·v×B
En ladning q som beveger seg med hastighet v gjennom et magnetfelt B opplever en kraft F = qv×B, vinkelrett på både hastigheten og feltet. Størrelsen dens er |F| = |q||v||B| når v er vinkelrett på B.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- For ett forsøk, beregn |F| = |q|·|B|·|v| med q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0,12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Sammenlign med tabellen.
- Forklar hvorfor den magnetiske kraftens størrelse avhenger av partikkelens totale fart |v|, ikke retningen av hastigheten dens — selv om kraftens retning avhenger av hvilken vei den beveger seg.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Den magnetiske kraften er alltid vinkelrett på hastigheten (F = qv×B), så den kan endre en partikkels retning men aldri farten dens. Forklar hvorfor et magnetfelt alene aldri kan øke eller senke en ladet partikkels fart, bare styre den.
- En ladet partikkel som beveger seg vinkelrett på et jevnt magnetfelt reiser i en sirkel, fordi den magnetiske kraften alltid peker mot sirkelens sentrum. Forklar, med F = qvB, hvorfor en raskere partikkel i det samme feltet sporer en større sirkel.
- 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
- Velkommen til qv kryss B
- Velg prøveladningen
- Trykk Spill av
- Kraft på en bevegelig ladning
- Åpne Egenskaper-panelet
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.