物理 · 電磁學

磁場

模擬載入中

Open Model Lab 正在為這個概念準備即時實驗台、控制項與圖表區。

總結

你學會了甚麼

建議下一步: 打開概念測驗不離開這個概念，先確認核心想法是否已經掌握。
接下來讀甚麼: Faraday's Law and Lenz's LawTurn changing magnetic fields into emf

關鍵重點

Current sign sets clockwise or counterclockwise magnetic-field circulation around a wire.
Current size and distance set how strongly one wire contributes at the probe.
The net magnetic field is the vector sum of both local tangent contributions, so symmetry can create reinforcement or cancellation.

常見迷思

The magnetic field points along the current-carrying wire or cancels whenever the two currents have equal size.

對於長直導線，磁場繞著導線在環狀中旋轉。它與導線本身是切向的，而不是對齊的。

保持來源磁場的故事進行

把這個想法往前推

只有當你想讓目前的模型延伸成更大的分支時，才打開下一個概念、路線或路徑。

將磁通量轉換為感生電動勢電磁學

法拉第定律和楞次定律

讓一個磁鐵透過一個線圈，觀察磁通量變化如何產生感應電動勢，而楞次定律則固定了反應方向。整個過程由同一個運動模擬驅動，包括舞台、毫伏計和影像。

四定律合成電磁學

麥克斯韋方程組綜合

看看每個麥克斯韋方程説了什麼，源和迴圈有何不同，以及為什麼變化的電磁場一起統一了電力、磁性和光。

由B產生的力磁學

帶電粒子及電流在磁場中的力

透過一個均勻磁場發射一個移動的電荷，並將其與同方向的電流段進行比較，在一個封閉的實驗階段中連線力的方向、曲率和基於電流的力。

先留在這個概念

想再鞏固這個概念時，可以在這裡複習、測一測或自由探索。

更多練習選項回到實驗台複習 · 例題

練習選項回到實驗台複習帶著關鍵控制和圖表，再走一次引導式設定。
練習選項例題自己試完設定後，再對照已完成的例題步驟。
練習選項在實驗台自由探索轉到下一個概念前，先自由試玩即時控制。

接下來讀甚麼

用最相關的延伸概念，順勢接續下一段學習。

接下來讀甚麼Turn changing magnetic fields into emfFaraday's Law and Lenz's Law
更多延伸閱讀Magnetic Force on Moving Charges / Currents · Maxwell's Equations Synthesis
1. 接下來讀甚麼Use B to predict force directionMagnetic Force on Moving Charges / Currents
2. 接下來讀甚麼Place magnetic fields inside the four-law pictureMaxwell's Equations Synthesis

參考

參考與支援

如果你想在引導流程之後再慢慢看完整解釋、例題或無障礙說明，可以回到這些較安靜的段落。

想再走一次較慢的參考節奏時，可以回來這裡。

打開參考與支援

公式速覽電流設定旋轉方向 · 一長直導線的磁場顯示 3 條公式

電流設定旋轉方向
$I > 0 \Rightarrow B circles CCW, I < 0 \Rightarrow B circles CW$
在此模型中，正電流意味著從頁面穿出，負電流意味著進入頁面，因此右手規則選擇逆時針或順時針旋轉。
一長直導線的磁場
$B_{i} = k \frac{I _{i}}{r _{i}^{2}} (- Δ y_{i}, Δ x_{i})$
每根導線都貢獻一個切向磁場，其旋轉方向來自電流方向。
疊加原理
$B_{net} = B_{A} + B_{B}$
一個探頭點的淨磁場是兩根導線在同一位置上的貢獻向量和。

為什麼會這樣

解釋

繞長直導線周圍的一個磁場形成環狀，而不是沿著導線。電流方向透過右手法則設定環狀旋轉的方向，電流大小決定該區域性渦流的強度，距離仍然重要，因為隨著你離導線越遠，磁場就越弱。

此模組保持一個封閉的雙導線舞台、一個移動探針和一條連線的掃描線。相同的電流方向、電流大小、導線間距和探針位置驅動著場環路、探針向量、示例問題、預測提示、快速測驗和比較模式，因此磁場模式始終與其來源保持聯絡，而不是轉變為一個脱離的規則表。

重點

01在此模型中，正電流意味著從頁面穿出且產生逆時針旋轉的磁場環狀。負電流意味著向頁面穿入且產生順時針旋轉。

02在固定距離處，較大的電流給出較強的磁場。在固定電流下，移動得越遠，磁場就越弱。

03探針處的淨磁場是兩根導線貢獻的向量和，在同一位置評估。

例題

實時磁場檢查

想逐步查看同一個概念如何被帶出來時，再打開這些例題。

凍結步驟

逐步查看凍結例題

凍結步驟

直接從活生生控制中解決當前的探針狀態。現在螢幕上相同的導線電流、間距和探針點確定舞台箭頭、掃描影像和下面的解釋。

支持者方案會解鎖已儲存學習工具、精確狀態分享，以及支援這條引導流程的更深入複習面板。

查看方案

例題 1 / 2

凍結數值使用凍結參數

對於當前的導線對和探針點，什麼淨磁場向量作用於探針？

I_{A}

導線A電流

2 A

I_{B}

導線B電流

-2 A

s

導線分離

2.4 m

x_{p}

探測器 x 軸位置

0 m

y_{p}

探測器 y 軸位置

1 m

1. 將兩根導線放置在共享軸上

With symmetric placement,

x_{A} = - s /2 = - 1.2 m

and

x_{B} = + s /2 = 1.2 m

2. 建立導線至探針的位置向量

r_{A} = (1.2, 1)

with

∣ r_{A} ∣ = 1.56

, and

r_{B} = (- 1.2, 1)

with

∣ r_{B} ∣ = 1.56

3. 評估每個切向磁場貢獻

B_{A} = I_{A} (- Δ y_{A}, Δ x_{A}) / r_{A}^{2} = (- 0.82, 0.98)

and

B_{B} = I_{B} (- Δ y_{B}, Δ x_{B}) / r_{B}^{2} = (0.82, 0.98)

4. 將向量在同一探針點相加

B_{net} = B_{A} + B_{B} = (0, 1.97)

, so

∣ B ∣ = 1.97

淨磁場

B_{net} = (0, 1.97), ∣ B ∣ = 1.97

The two wire contributions are closely balanced here, so the final direction has to be read from careful vector addition.

快速測驗

正在載入已保存的測驗狀態。

工作台工具與分享連結

先把穩定概念連結和精確狀態分享收起來，等你真的要重新打開或分享工作台時再展開。

試試這個設定

跳到某個命名好的實驗台狀態，或直接複製你目前正在看的狀態。分享連結會重新打開同一組控制、圖表、疊層與比較脈絡。

目前實驗台

Opposite-current lift 預設場景

這個實驗台目前顯示的是其中一個概念作者預設場景。

打開預設實驗台

已儲存設定

已儲存設定屬於支持者方案學習工具；穩定的概念連結仍會對所有人保留。

正在確認已儲存設定權限

Open Model Lab 正在判斷這個實驗台可否只儲存在本機、同步到帳戶，或打開只限支持者方案的比較工具。

複製目前設定

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穩定連結

進度與下一步

把進度訊號、入門路徑接續和複習提示留在頁面裡，但不要讓它們和主要學習流程搶焦點。

進度

正在載入進度

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入門路徑

第 1 / 3 步

電磁學

法拉第定律和楞次定律是這條路徑接下來會打開的內容。

這個概念就是這條路徑的起點。

看看下一個概念