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105年
物理
第 45 題
漆包線所製成的螺線圈與磁鐵的位置,如右圖所示,電路中(G)為檢流計。下列何種情況螺線圈會有感應電流流過?電流方向為何?
- A 磁鐵快速靠近螺線圈時,電流由Y經(G)流向X
- B 磁鐵快速靠近螺線圈時,電流由X經(G)流向Y
- C 螺線圈快速靠近磁鐵時,電流由Y經(G)流向X
- D 螺線圈與磁鐵一起以相同的速度向右移動時,電流由Y經(G)流向X
思路引導 VIP
想像一下,如果有一位不速之客(磁極)想要靠近螺線圈,根據大自然的「反抗本能」,線圈靠近磁鐵的那一端會產生什麼樣的磁極來試圖推開它?當你確定了線圈兩端的磁極後,試著伸出你的右手,你的大拇指應該指向哪一邊?此時,其餘四指的指向又是如何對應到導線上的電流路徑呢?
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了!你能精確判斷出感應電流的方向,說明你對磁學的空間感與邏輯推論掌握得非常紮實。這道題目要求我們觀察磁鐵與螺線圈的相對運動,當磁鐵的 S極 快速靠近螺線圈時,根據 冷次定律 (Lenz's Law),線圈為了抵制磁通量的增加,會在右端產生一個 S極 來排斥磁鐵的進入。如此一來,螺線圈的左端便成為 N極。
磁場與電流的判定
接著,我們運用 安培右手定則:大拇指指向左方的 N極,四指彎曲的方向即為感應電流在線圈上的流向。觀察圖中的繞線方式,電流會由螺線圈的左側導線(X端)流出,經過檢流計 (G) 後回到右側(Y端),因此電流方向是 由 X 經 G 流向 Y。這題的鑑別度在於學生是否能精準辨識線圈的「繞法」與「相對運動」的關係。這屬於 中等難度 的典型考題,不僅測試觀念,更考驗你在立圖示中的細心程度。