ELECTROMAGNETIC INDUCTION LAB
转动视角,
看见感应的发生。
从导体运动、线圈旋转到磁场变化。
沿着器件认识电流路径,把空间电磁场、定量曲线与自己的解释连接起来。
三维装置 · 实时计算 · 同步数据
拖动旋转相机 · 点击认识元件
改变条件,观察物理状态如何演化
选择一个实验
三个模型,三条探索路径。
导轨平动
有限导轨上的导体杆,由拉力与安培阻力共同决定运动。
ε = BLv进入实验 ↗02三维交互旋转线圈发电机
观察线圈、分裂环与固定电刷,区分内部交变电动势与脉动直流输出。
ε = NBAω sinθ进入实验 ↗03三维交互感生电动势
外加时变磁场驱动感应电流,比较场内与场外的涡旋电场。
ε = −N dΦ / dt进入实验 ↗装置依据参考资料重建,尺寸为教学设定。用九项分层任务主动取证、做单变量研究并保存学习单;内部计算一致性不等于真实仪器测量验证。
VIRTUAL EXPERIMENT / 三维交互实验
导轨平动
三维实验装置
准备就绪换向器教学剖视:隐藏绝缘轮毂,接触高亮仅帮助辨认,不模拟刷宽和火花。
图层与高级显示
正在加载三维装置…
实验曲线
曲线与三维运动共用同一物理状态。
涡旋电场径向剖面
横轴是真实空间位置ρ,纵轴是带符号Eφ;a是场区半径,r是探测线圈半径。
预测 · 计算 · 探究
概念/定量及发电机、感生探究任务启动时恢复指定默认条件;平动探究使用当前参数。开始新轮会结束旧对照和冻结。先填写预测或计算,再开始;关键时刻按钮沿求解器生成记录,不代替主动取证。
参考要点与自评清单(提交后)
自评:是否引用所选记录?单位与方向是否一致?是否说明理想模型限制?自由文本未被系统判为正确。
单变量A/B对照
建立A之前先选研究变量;保留A后其他条件锁定。实线为B,虚线为A;共同坐标与场标尺。更换变量先结束旧对照。
留存实验
图片设置
进阶数据分析
CSV供表格处理和定量分析,含单位与方向;回看不会改写记录。
高级:空间采样数据
THE PHYSICS
方程、方向与模型假设
相机只改变观察角度,不改变物理状态。装置使用米,内部角度使用弧度;暂停后仍可自由观察。
LAB GUIDE
预测与计算,取证后再解释。
认识三维装置
拖动场景空白处旋转相机,滚轮或双指缩放;“恢复默认视角”回到初始观察位置。点击元件可查看作用。相机不参与物理计算。
设置初始状态
在暂停或准备状态下,使用标明的初始位置/角度滑块。调整后本实验回到t=0,曲线与数据清空。运行中锁定该滑块,不提供鼠标施力或拖动测速。
统一运行规则
开始、暂停、继续、重置对三个实验含义相同。重置保留参数;恢复默认同时恢复全部条件。修改任何有效参数停止并重置。非法输入保留上次有效状态并禁用开始/导出。切换实验或进入后台自动暂停,返回后可继续。非法输入草稿在切页或重置时丢弃,并恢复上次有效参数。
核对方向
平动可比较加速、减速、匀速及零磁场;到有限轨端即停止,不反弹。发电机对比线圈内部与固定电刷端的电动势,反转与反磁场会改变外端极性。感生实验由外部驱动磁场变化,各实验下方明确正负方向。
保存实验数据
下载实验数据时先暂停,包含初始点、当前时刻、实际采样时间、单位、参数、方向约定。#开头为注释。数据可用于Excel。采用自适应采样,不能假设所有行间隔相同。电动势V与电场强度V/m分别显示。
场分布与报告留存
点击“场分布视图”,设置采样与图层;感生可选择场强高度图,其竖轴是|E|(V/m),不是空间y。运行时同步更新,冻结后明确保留捕获时间和参数;“返回实时场”恢复同步。“保存实验图片”留存当前视角;“进阶数据分析”可下载数据、保存实验并继续已有实验。高级功能中保留空间采样。发电机默认双电动势曲线,虚线标换向;点击或拖动曲线回看,暂停并联动装置和场;默认采用整段实验固定标尺。
每个实验都有概念、定量和探究三层任务。先填写预测或计算、按指定条件开始,再主动选择关键时刻作为证据并提交解释;教学示例不算独立任务。A/B须先选研究变量,保留A后其他条件锁定。感生径向剖面使用带符号Eφ,点标记为实际ρ;场强高度图仅是数学表达。学习单保留本人回答、参数、证据、曲线和截图,可保存为离线可打印文件,或在普通浏览器打印/另存PDF。装置为根据图片/视频重新建立的教学模型,并非原Blender工程复原。不可确定的尺寸与背面结构已简化;图示线圈匝数不等于计算N。模型忽略的因素见各实验下方说明。
探索线圈发电机 →