电磁学
交流电
通过磁场中旋转线圈的模型和 i(t) 图像观察正弦交流电。检验 、 以及有效值 。
⚠ 模拟本身安全；用市电交流做真实实验时须使用隔离变压器与保险丝，切勿触碰带电电路。
器材
- “物理模型”3D 画布：磁场中旋转的线圈；拖动旋转视角
- “定量关系”画布：随参数更新的 i(t) 图
- “磁感应 / 强度”滑块（0.10–1.00 T）
- “角度 / 速度”滑块（0.33–2.22 倍）
- 每幅图各一个“暂停 / 继续”按钮；读数“i(t)=I₀ sin(ωt), T=2π/ω; 有效值 = I₀/√2 = …”
实验步骤
通过磁场改变幅值
在“1. 物理模型”中将“磁感应 / 强度”滑块从 0.10 拖到 1.00 T，观察线圈与图像：由于感应电动势与磁通成正比，幅值 I₀ 与 B 成正比。在两个 B 值下读取“有效值 = I₀/√2 = …”，验证有效值之比等于 B 之比，并对照 。
改变角频率
调高“角度 / 速度”：线圈转得更快，“2. 定量关系”图上同一时段容纳更多周期——ω 增大使 缩短。在两档速度下数图中的周期数，与显示倍率比较（如 ×2.00 相对 ×1.00 应使周期数翻倍）。
冻结图像并读取相位
按图下的“暂停”冻结 i(t)。读取标记时刻的 i 并与 对照：线圈平面与磁场平行时磁通为零但变化率最大，故 i 最大。按“继续”让标记点继续移动。
预测与对照
先预测：把“角度 / 速度”加倍，幅值会变还是只有频率变？由于峰值电动势 ，转速变快会同时提高频率与幅值。固定 B 改变速度，用有效值读数验证；再固定速度列表 I₀(B)，确认线性关系。
模拟
实验历史
1831年，迈克尔·法拉第发现电磁感应：穿过线圈的磁通变化产生电动势——这是一切交流发电机的原理。1832年，伊波利特·皮克西制成第一台带旋转磁铁的发电机；它实际发出的是交流电，经机械换向才变成直流。
19世纪80年代，伽利略·费拉里斯和尼古拉·特斯拉各自独立提出多相系统与感应电动机；“电流之战”中，威斯汀豪斯—特斯拉的交流系统击败爱迪生的直流系统，因为变压器（吕西安·高拉尔与约翰·吉布斯，1881–1884年）使电能可以高电压远距离输送再降压使用。麦克斯韦于1865年完成的电磁场理论是整个体系的理论基础。