電磁學
磁場中的運動電荷
調節試探電荷速度——讀數中出現磁力 F = qv×B。
磁場中的運動電荷——互動式電磁學模擬。調節試探電荷速度——讀數中出現磁力 F = qv×B。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
磁場力
調節試探電荷速度——讀數中出現磁力 F = qv×B。
測試電荷 q 以速度 v 在均勻磁場 B 中運動時，承受磁力 F_B = q(v×B)，方向同時垂直於 v 與 B。本預設使用均勻 B 區域（而非載流導線），因此只有勞侖茲力作用。黃色 F_E 與紫色 F_B 箭頭分別表示電力與磁力；合力 F = F_E + F_B。按播放即可觀察沿 v 方向的運動。
- 洛倫茲力 F = qv×B
- F ⊥ v 和 B
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
帶電粒子穿過均勻磁場區域。其上的磁力取決於粒子的速度，還是只取決於場強？
預測權重
- 此力僅取決於場強，而不取決於速度。
- 磁力並不以簡單的方式依賴任何一個量。
- 此力取決於磁場強度和粒子的速度－速度越快的粒子感受到的磁力就越強。
可變角色
您設定的內容：
- 速度x分量v_x (m/s)
- 速度y分量v_y (m/s)
您測量的內容：
- 力大小F (µN)
調查如何進行
- 開啟「qv × B（qv-cross-b）」預設並按重設。磁場區固定為 Bz = 0.12 T；試探電荷為 q = 3×10⁻¹⁰ C。
- 啟用試探電荷上的力的大小讀數。
- 設定每次試驗的試探電荷的速度分量並記錄力的大小。
控制方程
洛倫茲力（磁力） — F_B = q·v×B
電荷 q 以速度 v 穿過磁場 B 時會受到力 F = qv×B，該力垂直於其速度和磁場。其大小為 |F| =|q||v||B|當 v 垂直於 B 時。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一次試驗，計算 |F| = |q|·|B|·|v| 使用 q = 3×10⁻¹⁰ C, B = 0.12 T, |v| = √(v_x² + v_y²). 與表格進行比較。
- 解釋為什麼磁力的大小取決於粒子的總速度|v|，而不是其速度的方向——儘管力的方向確實取決於它的移動方式。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 磁力始終垂直於速度 (F = qv×B)，因此它可以改變粒子的方向，但不能改變其速度。解釋為什麼單獨的磁場永遠不能加速或減慢帶電粒子，只能引導它。
- 垂直於均勻磁場運動的帶電粒子沿著圓週運動，因為磁力總是指向圓心。使用 F = qvB 解釋為什麼在同一場中速度較快的粒子會畫出較大的圓。
- 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
- 歡迎來到 qv×B
- 選擇試探電荷
- 按播放
- 運動電荷所受的力
- 打開屬性面板
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。