Elektromagnetism
Föränderligt magnetiskt flöde (ΔB)
Tryck på Spela — B svänger, Φ(t) och EMF(t) ritas i grafen.
Föränderligt magnetiskt flöde (ΔB) — interaktiv Elektromagnetism-simulering. Tryck på Spela — B svänger, Φ(t) och EMF(t) ritas i grafen. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Faradays lag
Tryck på Spela upp — B oscillerar, Φ(t) och EMF(t) ritas i grafen.
Faradays lag: EMF = −dΦ/dt när det magnetiska flödet Φ = BA genom en slinga ändras. Här oscillerar B medan arean A förblir fast, så Φ(t) följer B(t). Tryck på Spela upp — grafen ritar Φ och inducerad EMF; EMF:n når sin topp när |dB/dt| är som störst, inte när själva B är maximalt.
- EMF = −dΦ/dt
- Φ = BA
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
En trådslinga ligger i ett magnetfält vars styrka oscillerar i tiden (slingans area förblir fast). Uppstår en EMF i slingan även om själva slingan inte rör sig?
Förutsägelser att väga
- Nej — EMF kräver fysisk rörelse av slingan eller fältkällan.
- Ja — Faradays lag säger att ett föränderligt flöde inducerar en EMF, även i en stillastående slinga, så länge själva fältet ändras.
- EMF uppkommer bara om slingan rör sig genom fältet.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Tid t (s)
Det du mäter:
- Inducerad EMF (mV)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Föränderligt flöde (fält) och tryck på Återställ. Slingans area är fast på 0.02 m²; fältet oscillerar som B(t) = 0.6 T × (1 + 0.5 sin(2π × 0.4Hz × t)).
- Aktivera avläsningen av inducerad EMF.
- Läs av den inducerade EMF:en vid varje angiven tid.
Styrande ekvation
Faradays lag (föränderligt fält) — Φ = B·A
Det magnetiska flödet genom en slinga är Φ = BA. När B ändras i tiden (A fast), ger Faradays lag en inducerad EMF = −dΦ/dt = −A·dB/dt — proportionell mot slingans area och fältets ändringstakt.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök EMF = −A·dB/dt = −A·B₀·0.5·ω·cos(ωt) med A = 0.02 m², B₀ = 0.6 T, ω = 2π×0.4 rad/s. Jämför med tabellen.
- Förklara varför den inducerade EMF:en är proportionell mot hur SNABBT fältet ändras (dB/dt), inte mot fältets momentanvärde — EMF:en kan vara stor även när B själv ligger nära sitt medelvärde, om B ändras snabbt där.
Var det här syns utanför labbet
- Detta är grundprincipen bakom en växelströmgenerator: i stället för att ändra B direkt vrider en generator en slinga genom ett fast fält, vilket ändrar flödet lika effektivt. Förklara varför generatorkonstruktion oftast vrider spolen i stället för att oscillera magneten.
- Minustecknet i EMF = −dΦ/dt (Lenz lag) betyder att den inducerade strömmen motverkar den ändring som orsakade den. Förklara vad 'att motverka ändringen' betyder fysikaliskt för en slinga i ett växande fält jämfört med ett avtagande fält.
- 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
- Välkommen till Ändrat flöde via B
- Välj slingan
- Tryck på Spela upp
- EMF från föränderligt B
- Öppna panelen Egenskaper
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.