Elektromagnetizmus
Premenlivý magnetický tok (ΔB)
Stlač Prehrať — B kmíta, Φ(t) a EMF(t) sa kreslia na grafe.
Premenlivý magnetický tok (ΔB) — interaktívna simulácia Elektromagnetizmus. Stlač Prehrať — B kmíta, Φ(t) a EMF(t) sa kreslia na grafe. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Faradayov zákon
Stlač Prehrať — B kmíta, Φ(t) a EMF(t) sa kreslia na grafe.
Faradayov zákon: EMF = −dΦ/dt, keď sa mení magnetický tok Φ = BA slučkou. Tu B kmíta, kým plocha A zostáva pevná, takže Φ(t) nasleduje B(t). Stlač Prehrať — graf kreslí Φ a indukované EMF; EMF vrcholí, keď je |dB/dt| najväčšie, nie keď je maximum samotné B.
- EMF = −dΦ/dt
- Φ = BA
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Slučka drôtu sedí v magnetickom poli, ktorého intenzita osciluje v čase (plocha slučky zostáva pevná). Objaví sa v slučke EMF, hoci samotná slučka sa nehýbe?
Predikcie na zváženie
- Nie — EMF vyžaduje fyzikálny pohyb slučky alebo zdroja poľa.
- Áno — Faradayov zákon hovorí, že meniaci sa tok indukuje EMF, aj v stojacej slučke, pokým sa mení samotné pole.
- EMF sa objaví len, keď sa slučka hýbe cez pole.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Čas t (s)
Čo meriaš:
- Indukované EMF (mV)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu meniaci tok B a stlač Resetovať. Plocha slučky je pevne 0.02 m²; pole osciluje ako B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)).
- Zapni odčítanie indukovaného EMF.
- Prečítaj indukované EMF pri každom uvedenom čase.
Riadiaca rovnica
Faradayov zákon (meniace sa pole) — Φ = B·A
Magnetický tok slučkou je Φ = BA. Keď sa B mení v čase (A pevné), Faradayov zákon dáva indukované EMF = −dΦ/dt = −A·dB/dt — úmerné ploche slučky a rýchlosti zmeny poľa.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) s A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli, prečo indukované EMF je úmerné tomu, ako RÝCHLO sa pole mení (dB/dt), nie okamžitej hodnote poľa — EMF môže byť veľké aj keď B je blízko svojej priemernej hodnoty, ak sa B tam rýchlo mení.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- To je základný princíp za AC generátorom: namiesto priamej zmeny B generátor otáča slučku pevným polom, čo mení tok rovnako efektívne. Vysvetli, prečo dizajn generátorov zvyčajne otáča cievku namiesto oscilovania magnetu.
- Záporné znamienko v EMF = −dΦ/dt (Lenzov zákon) znamená, že indukovaný prúd odporuje zmene, ktorá ho spôsobila. Vysvetli, čo „odporovanie zmene“ fyzikálne znamená pre slučku v rastúcom poli verzus klesajúcom poli.
- 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
- Vitaj pri meniacom toku B
- Vyber slučku
- Stlač Prehrať
- EMF z meniaceho sa B
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →