电磁学
磁场中的运动电荷
调节试探电荷速度——读数中出现磁力 F = qv×B。
磁场中的运动电荷——交互式电磁学模拟。调节试探电荷速度——读数中出现磁力 F = qv×B。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
磁场力
调节试探电荷速度——读数中出现磁力 F = qv×B。
以速度 v 在匀强磁场 B 中运动的试探电荷 q 受到磁场力 F_B = q(v×B)，方向垂直于 v 和 B。本预设采用匀强磁场区域（非电流导线），因此仅洛伦兹力有效。黄色箭头表示电场力 F_E，紫色箭头表示磁场力 F_B；合力 F = F_E + F_B。点击播放，观察沿 v 方向的运动。
- 洛伦兹力 F = qv×B
- F ⊥ v 和 B
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
探究问题
带电粒子穿过均匀磁场区域。其上的磁力取决于粒子的速度，还是仅取决于场强？
需要权衡的预测
- 该力仅取决于场强，而不取决于速度。
- 磁力并不以简单的方式依赖于任何一个量。
- 该力取决于磁场强度和粒子的速度——速度越快的粒子感受到的磁力就越强。
变量角色
您设置的内容：
- 速度x分量v_x (m/s)
- 速度y分量v_y (m/s)
您测量的内容：
- 力大小F (µN)
探究如何进行
- 打开「qv × B（qv-cross-b）」预设并按重置。磁场区固定为 Bz = 0.12 T；试探电荷为 q = 3×10⁻¹⁰ C。
- 启用试探电荷的力大小读数。
- 为每次试验设置试探电荷的速度分量，并记录力的大小。
控制方程
洛伦兹力（磁力） — F_B = q·v×B
电荷 q 以速度 v 穿过磁场 B 时会受到力 F = qv×B，该力垂直于其速度和磁场。其大小为 |F| =|q||v||B|当 v 垂直于 B 时。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于其中一次试验，使用q = 3×10⁻¹⁰ C、B = 0.12 T、|v| = √(v_x² + v_y²)，计算|F| = |q|·|B|·|v|。将结果与表格比较。
- 解释为什么磁力的大小取决于粒子的总速度|v|，而不是其速度的方向——尽管力的方向确实取决于它的移动方式。
这在实验室之外的地方表现出来
- 磁力始终垂直于速度 (F = qv×B)，因此它可以改变粒子的方向，但不能改变其速度。解释为什么单独的磁场永远不能加速或减慢带电粒子，只能引导它。
- 垂直于均匀磁场运动的带电粒子沿圆周运动，因为磁力始终指向圆心。使用 F = qvB 解释为什么同一场中速度更快的粒子会画出更大的圆。
- 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
- 欢迎来到 qv×B
- 选择试探电荷
- 按播放
- 运动电荷所受的力
- 打开属性面板
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。