Elektromagnetism
Laddning i B-fält
Justera provladdningens hastighet — magnetiska kraften F = qv×B visas i avläsningarna.
Laddning i B-fält — interaktiv Elektromagnetism-simulering. Justera provladdningens hastighet — magnetiska kraften F = qv×B visas i avläsningarna. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Magnetisk kraft
Justera testladdningens hastighet — magnetiska kraften F = qv×B visas i avläsningarna.
En testladdning q som rör sig med hastigheten v i likformigt B känner magnetkraften F_B = q(v×B), vinkelrät mot både v och B. Förinställningen använder ett likformigt B-område (inte en strömledare) så endast Lorentzkraften gäller. Gula F_E- och lila F_B-pilar delar upp elektriska och magnetiska delar; kombinerat F = F_E + F_B. Tryck på Spela upp för att se rörelse längs v.
- F = qv×B
- F ⊥ v and B
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 laddad partikel rör sig genom ett område med likformigt magnetfält. Beror den magnetiska kraften på den av partikelns fart, eller bara av fältstyrkan?
Förutsägelser att väga
- Kraften beror bara av fältstyrkan, inte farten.
- Den magnetiska kraften beror inte av någon av storheterna på ett enkelt sätt.
- Kraften beror av både fältstyrkan och partikelns fart — snabbare partiklar känner en starkare magnetisk kraft.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Hastighetens x-komponent v_x (m/s)
- Hastighetens y-komponent v_y (m/s)
Det du mäter:
- Kraftstorhet F (µN)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen qv-cross-b och tryck på Återställ. Fältområdet har en fast Bz = 0.12 T; testladdningen är q = 3×10⁻¹⁰ C.
- Aktivera avläsningen av kraftens belopp på testladdningen.
- Ställ in testladdningens hastighetskomponenter för varje försök och notera kraftens belopp.
Styrande ekvation
Lorentzkraft (magnetisk) — F_B = q·v×B
En laddning q som rör sig med hastigheten v genom ett magnetfält B upplever kraften F = qv×B, vinkelrät mot både hastigheten och fältet. Dess belopp är |F| = |q||v||B| när v är vinkelrät mot B.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök |F| = |q|·|B|·|v| med q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). Jämför med tabellen.
- Förklara varför den magnetiska kraftens belopp beror av partikelns totala fart |v|, inte av hastighetens riktning — även om kraftens riktning verkligen beror av åt vilket håll den rör sig.
Var det här syns utanför labbet
- Den magnetiska kraften är alltid vinkelrät mot hastigheten (F = qv×B), så den kan ändra en partikels riktning men aldrig dess fart. Förklara varför ett magnetfält ensamt aldrig kan accelerera eller bromsa en laddad partikel, bara styra den.
- En laddad partikel som rör sig vinkelrätt mot ett likformigt magnetfält färdas i en cirkel, eftersom den magnetiska kraften alltid pekar mot cirkelns centrum. Förklara, med F = qvB, varför en snabbare partikel i samma fält ritar en större cirkel.
- 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
- Välkommen till qv×B
- Välj testladdningen
- Tryck på Spela upp
- Kraft på en rörlig laddning
- 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.