電磁學
載流導線
B 箭頭繞導線環流；增大電流 I 並讀取 mT 單位的 B。
載流導線——互動式電磁學模擬。B 箭頭繞導線環流；增大電流 I 並讀取 mT 單位的 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。
載流導線的磁場
B 箭頭繞導線環流；增大電流 I 並讀取 mT 單位的 B。
B 箭頭繞導線環流；增大電流 I 並讀取 mT 單位的 B。
- 磁場 B ∝ I/r
- 右手法則
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
直導線承載穩定的電流。當您將測試點移離電線更遠時，磁場強度是否會像電荷場一樣下降？
預測權重
- 是的——這是一個簡單的 1/r² 衰減，與點電荷相同。
- 該場不取決於與電線的距離。
- 否——載流導線的磁場衰減方式與點電荷不同，因為電流是延展的（線狀）源，而不是點源。
可變角色
您設定的內容：
- 垂直距離d (m)
您測量的內容：
- 場強|B_z| (µT)
調查如何進行
- 開啟 wire-field 預設並按下 Reset。此電線在 4.8 m 的線段上承載 8 A 的固定電流。
- 啟用磁場強度讀數。
- 設定每次試驗距導線中點的垂直距離並記錄場強。
控制方程
有限載流導線的場 — B = μ₀I/(2πr)
比奧-薩伐爾定律沿著有限直導線積分，給出了圍繞導線的磁場，並且通過與有限電荷線相同的插值形狀取決於垂直距離和導線長度。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 一次試驗，計算 |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) 使用 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m，I = 8 A，L_half = 2.4 m。與表比較。
- 將這個公式的形式與line-charge實驗的電場公式進行比較。請解釋為什麼有限長帶電棒和有限長載流導線，會產生具有相同類型距離依賴性的場——靠近導線時接近1/d，遠離時接近1/d²。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 對於理想化的無限長導線，磁場簡化為經典的B = μ₀I/(2πd)——一個簡潔的1/d衰減。相對於這條導線4.8 m的長度，在多大距離下你會預期本實驗的有限導線公式會與那個無限導線近似高度吻合？
- 放置在載流導線附近的指南針指針會偏轉，以與導線的磁場對齊。請利用右手定則解釋，為什麼磁場是環繞導線而不是像電場那樣徑向向外輻射。
- 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
- 歡迎來到載流導線
- 選擇導線
- 按播放
- 導線周圍的 B 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。