电磁学
从静电场到电磁感应,用交互仿真理解看不见的电磁作用规律。
通过带电体靠近金属导体,观察自由电子的分布变化,理解静电感应现象
→在画布上添加正负源电荷生成电场线,拖拽试探电荷观察其所受电场力的大小与方向变化。
→在三维空间中同时观察点电荷的电场线分布与等势面形态,调节阈值切换不同电势值对应的等势面,加深对电场与电势关系的理解。
→在二维平面上自由放置点电荷,观察三维电势曲面的分布与等势线
→探究匀强电场中电势随距离的变化关系,观察等势线的分布规律,理解电场强度与电势梯度的定量联系。
→观察RC电路充放电过程中电压与电流的变化规律,理解时间常数与电容器的储能特性。
→观察空气可变电容器的三维结构,旋转动片改变极板重叠面积,直观理解电容与极板正对面积的定量关系。
→探究带电粒子在匀强电场中的偏转规律,观察初速度、电压对偏转位移的影响。
→探究带电粒子在加速电场和偏转电场共同作用下的运动规律,观察加速电压、偏转电压对偏转位移的影响。
→探究带电粒子在交变方波电压电场中的偏转规律,改变进入时刻观察偏转路径和速度变化。
→探究变阻器分压电路中输出电压与滑片位置的关系,观察实际电路的非线性效应。
→探究含源电路中负载电阻 R 对输出功率 Pout 与效率 η 的影响,观察短路、匹配(R = r)、开路三种典型工作状态。
→观察条形磁铁周围的磁场线分布,理解N/S极、磁场方向与磁感线走向的关系,三维可视化磁场空间分布。
→观察通电螺线管周围磁感线的三维分布,调节电流、匝数、长度等参数,理解内部匀强磁场与外部磁场的空间结构。
→带电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力作用做圆周或螺旋运动。调节磁感应强度、入射速度与方向,观察粒子轨迹半径与周期变化规律。
→模拟磁铁穿过闭合线圈的电磁感应过程,观察感应电流方向的变化规律,理解楞次定律中"增反减同"的物理本质。
→三维仿真磁铁与线圈的相对运动,实时显示磁通量变化与感应电动势图像,定量验证法拉第电磁感应定律。
→观察磁铁在铝管中下落时的涡流阻尼现象,对比有/无感应电流对下落速度的影响,理解涡流制动与电磁阻尼的物理本质。
→观察线圈在磁场中匀速转动,实时显示感应电动势与电流的变化规律,理解交流发电机的工作原理与正弦交流电的产生过程。
→观察LC振荡电路中电荷量与电流的周期性变化,调节电容与电感参数,理解电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化。
→观察电磁波沿 z 轴传播时电场(x 方向)与磁场(y 方向)的同步振荡,理解电磁波的横波特性与 E⊥B⊥v 的方向关系。
→模拟开放电路发射电磁波的过程,调节发射频率与接收调谐回路,观察电磁波的发射、传播与接收现象。
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