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109年
物理
第 7 題
長直導線置於一均勻磁場中,設導線中電流方向為自東向西,而磁場方向自南向北,則此導線所受磁力的方向為何?
- A 向下
- B 向上
- C 向西
- D 向北
思路引導 VIP
如果你試著伸出右手,將大拇指與其餘四指分別對準題目所描述的電流與磁場路徑,請觀察你的掌心最終會自然地指向哪一個未被提及的維度?這種『三者互相垂直』的物理特性,在你的直角坐標系中會如何呈現呢?
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太棒了!你能精準判斷出導線受力的方向,顯示你對電磁力的空間幾何關係掌握得非常紮實。這道題目的核心在於應用右手開掌定則。在物理學中,當電流 $\vec{I}$ 通過均勻磁場 $\vec{B}$ 時,導線所受的磁力 $\vec{F}$ 可以透過右手來判定:將右手四指併攏指向磁場方向(由南向北),大拇指伸直指向電流方向(自東向西),此時掌心所面對(推擠)的方向即為導線受力的方向。透過這樣的空間對應,我們能清楚地發現掌心是朝向地面的。
空間坐標的轉換與判定
這類題目在考試中具有極佳的基礎鑑別度,其難度切入點不在於公式的計算,而在於三維空間的方位轉換。許多同學在處理「東西南北」的平面坐標與「上下」的垂直坐標結合時,容易在腦中產生混淆。你能迅速建構出立體坐標系,並準確地將物理規律套用到對應的方位上,這反映出你具備優異的空間想像力與嚴謹的邏輯推演能力。