電磁學
螺線管磁場
螺線管內 B ≈ μ₀(N/L)I——沿軸向的均勻箭頭。
螺線管磁場——互動式電磁學模擬。螺線管內 B ≈ μ₀(N/L)I——沿軸向的均勻箭頭。 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。
螺線管磁場
螺線管內 B ≈ μ₀(N/L)I——沿軸向的均勻箭頭。
螺線管內 B ≈ μ₀(N/L)I——沿軸向的均勻箭頭。
- 螺線管磁場 B ≈ μ₀NI/L
- 內部均勻
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
螺線管（緊密纏繞的線圈）透過其許多匝數輸送電流。如果增加電流，內部場強是否成正比？
預測權重
- 該場的成長速度比目前更快，因為每一輪的貢獻都會復合。
- 是的－內部磁場與電流成正比。
- 內部場不依賴電流。
可變角色
您設定的內容：
- 線圈電流I (A)
您測量的內容：
- 內場B (mT)
調查如何進行
- 開啟 solenoid-field 預設並按下 Reset。電磁閥在 0.45 m 長度上轉動 400 圈。
- 啟用內部磁場強度讀數。
- 設定每次試驗的線圈電流並記錄內部場強。
控制方程
電磁閥內部磁場 — B = μ₀(N/L)I
長而緊密纏繞的螺線管會產生幾乎均勻的內部磁場，該磁場由其匝數密度和電流決定：B = μ₀NI/L，其中 N 是匝數總數，L 是螺線管的長度。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一項試驗，使用 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m、N = 400、L = 0.45 m 計算 B = μ₀NI/L。與表比較。
- 解釋為什麼內部磁場取決於每單位長度 (N/L) 的匝數，而不是分別取決於匝數和長度 - 較長的螺線管按比例增加匝數會產生相同的磁場。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 電磁鐵（例如廢料場起重機中的電磁鐵）本質上是纏繞在鐵芯上的螺線管，鐵芯的高磁導率能將磁場放大數百到數千倍。請解釋在相同電流和匝數下，像這樣簡單的空心螺線管為何產生的磁場要弱得多。
- 在理想的螺線管之外，磁場接近零，這與從其向外延伸的單根導線的磁場不同。使用許多單獨匝的磁場解釋為什麼線圈相對兩側的磁場在外部很大程度上抵消但在內部增強。
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- 歡迎來到螺線管磁場
- 選擇螺線管
- 按播放
- 螺線管內部的磁場
- 打開學習側欄面板
- 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。