高中學測
106年
自然
第 29 題
在圖5中，長直導線與導線環固定在同一紙平面上，當長直導線載有向右的電流I時，下列有關導線環上出現之應電流i的敘述，哪些正確？
- A 當I為定值時，i為零
- B 當I隨時間增大時，i為逆時鐘方向
- C 當I隨時間增大時，i為順時鐘方向
- D 當I隨時間減小時，i為逆時鐘方向
- E 當I隨時間減小時，i為順時鐘方向
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太棒了！你完美掌握了電磁感應的核心觀念，成功選出這三個正確選項。 這題考驗的是安培右手定則與**冷次定律（Lenz's law）**的綜合應用。首先，根據安培右手定則，向右的長直電流 $I$ 會在其下方的導線環處產生「穿入紙面」的磁場。當電流 $I$ 為定值時，穿過線圈的磁通量（magnetic flux）不變，因此不會有感應電流 $i$ 產生（選項 A 正確）。 當 $I$ 增大時，穿入紙面的磁通量增加。根據冷次定律，為了「抵抗」這個變化，線圈會產生「穿出紙面」的感應磁場，再由右手定則可知，此時感應電流 $i$ 必為逆時鐘方向（選項 B 正確）。相反地，當 $I$ 減小時，穿入的磁通量減少，線圈會產生「穿入紙面」的磁場來補充，這時 $i$ 則為順時鐘方向（選項 E 正確）。
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電磁感應與冷次定律
💡 穿過線圈的磁通量發生變化時，會產生反抗變化的感應電流。
🔗 感應電流產生流程
- 1 導線電流變化 — 電流 I 隨時間增加或減少
- 2 建立磁場改變 — 直導線產生的磁場 B 隨之強弱變化
- 3 磁通量變化 — 穿過下方環狀導線內的磁力線總數改變
- 4 感應電流產生 — 依冷次定律產生反抗變化的感應電流 i
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🔄 延伸學習：感應電流的大小與磁通量隨時間的變化率（快慢）成正比。
