Champ magnétique et force magnétique

Matériel

• Modèle d'une charge/d'un fil dans un champ magnétique
• Curseurs de champ magnétique B et d'angle/vitesse
• Graphe quantitatif de F en fonction de B et θ

Protocole

1. Modifier le champ magnétique

   Déplacez le curseur « Champ / niveau » de la figure 1 et observez la trajectoire : un B plus grand donne un rayon plus petit via $r = mv/(qB)$. Lisez les affichages, notez deux couples (B, r). Le « Pause » de chaque figure permet une lecture précise.

2. Vérifier la dépendance angulaire

   Utilisez le curseur « Angle / vitesse » pour changer l'angle entre $\vec v$ (ou le courant I) et $\vec B$. Vérifiez $F = BIl\sin\theta$ dans la figure 2 : F est maximal à $\theta = 90°$ et nul en parallèle. Modifiez la vitesse pour voir $F \propto v$ pour une charge unique.

3. Règles de la main et prédiction

   Avant chaque curseur, prédisez la direction de la force avec la règle de la main gauche ($\vec F = q\vec v \times \vec B$), puis comparez à la simulation. Inversez le signe de la charge (v ou B) pour voir la force s'inverser. Conclusion : la force magnétique, toujours perpendiculaire à la vitesse, ne travaille pas — elle courbe seulement la trajectoire.

Simulation

Histoire de l’expérience

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