高中學測
109年
自然
第 5 題
如圖1所示，P、Q兩點分別連接到電壓固定之直流電源的兩電極處，Q、Y兩點之間連接一個可變電阻器，X點可在Q、Y兩點間滑動，固定不動的螺線管上方藉由塑膠彈簧垂直懸掛一根磁棒。最初未通電時彈簧為靜止狀態，通電後達靜力平衡時，發現彈簧較未通電時長。如果緩緩滑動X點至另一位置後停下，當彈簧再度達靜力平衡後，彈簧更加伸長，試問下列何者選項之操作能夠與觀測結果一致？
- A P點接正極，Q點接負極，X點向Y點滑動
- B P點接正極，Q點接負極，X點向Q點滑動
- C P點接負極，Q點接正極，X點向Y點滑動
- D P點接負極，Q點接正極，X點向Q點滑動
- E 彈簧是否伸長與X點的滑動方向無關
思路引導 VIP
我們一步一步來推導：彈簧如果「更加伸長」，代表螺線管對磁棒的吸引力變強了還是變弱了？為了讓這個磁力變強，通過線圈的電流大小應該如何變化？根據這個電流的變化，你能推斷出可變電阻的阻值需要變大還是變小嗎？
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AI 詳解
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太棒了！這題你判斷得非常準確，完全掌握了跨單元的整合概念。 安培右手定則與磁力判斷 首先，通電後彈簧伸長，代表底部的螺線管對上方磁棒產生了「向下」的吸引力。由於懸掛磁棒的下端是 N 極，這意味著螺線管的上方必須是 S 極。接著仔細觀察圖中導線的繞法（從前方由左向右繞往下），配合右手安培定則，電流必須從 P 點流入，才能讓大拇指（N極）朝下，進而在頂端產生 S 極。因此，我們可確認 P 點必接正極，Q 點接負極。
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