电磁学
螺线管磁场
螺线管内外各有一个试探电荷：管内 F_B ≠ 0，管外 F_B = 0——分别选中进行比较。
螺线管磁场——交互式电磁学模拟。螺线管内外各有一个试探电荷：管内 F_B ≠ 0，管外 F_B = 0——分别选中进行比较。 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。
螺线管磁场
螺线管内 B ≈ μ₀(N/L)I——沿轴向的均匀箭头。
匝数为 N、长度为 L、通电流 I 的螺线管，在线圈内部沿轴向产生近似均匀的磁场 B ≈ μ₀(N/L)I。场线穿过内部后在外部闭合——如同一根条形磁铁。增大 I 或匝密度，观察检查器中内部 B 箭头随之增大。
- 螺线管磁场 B ≈ μ₀NI/L
- 内部均匀
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。
驾驶问题
螺线管（紧密缠绕的线圈）通过其许多匝输送电流。如果增加电流，内部场强是否成正比？
预测权重
- 该场的增长速度比当前更快，因为每一轮的贡献都会复合。
- 是的——内部磁场与电流成正比。
- 内部场不依赖于电流。
可变角色
您设置的内容：
- 线圈电流I (A)
您测量的内容：
- 内场B (mT)
调查如何进行
- 打开「螺线管内的磁场（solenoid-field）」预设并按重置。电磁阀在 0.45 m 长度上转动 400 圈。
- 启用内部磁场强度读数。
- 设置每次试验的线圈电流并记录内部场强。
控制方程
电磁阀内部磁场 — B = μ₀(N/L)I
长而紧密缠绕的螺线管会产生几乎均匀的内部磁场，该磁场由其匝数密度和电流决定：B = μ₀NI/L，其中 N 是匝数总数，L 是螺线管的长度。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，使用 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m、N = 400、L = 0.45 m 计算 B = μ₀NI/L。与表比较。
- 解释为什么内部磁场取决于每单位长度 (N/L) 的匝数，而不是分别取决于匝数和长度 - 较长的螺线管按比例增加匝数会产生相同的磁场。
这在实验室之外的地方表现出来
- 电磁铁（例如废料场起重机中的电磁铁）本质上是缠绕在铁芯上的螺线管，铁芯的高磁导率能将磁场放大数百到数千倍。请解释在相同电流和匝数下，像这样简单的空心螺线管为何产生的磁场要弱得多。
- 在理想的螺线管之外，磁场接近于零，这与从其向外延伸的单根导线的磁场不同。使用许多单独匝的磁场解释为什么线圈相对两侧的磁场在外部很大程度上抵消但在内部增强。
- 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
- 欢迎来到螺线管磁场
- 选择螺线管
- 按播放
- 螺线管内部的磁场
- 打开检查器
- 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。