高雄醫學大學（後西醫）
110年
物理及化學
第 51 題
A rod of $0.3\text{ m}$ carries a current of $I = 48.0\text{ A}$ in the direction shown in the figure and rolls along the rails with a constant speed. A uniform magnetic field of magnitude $0.25\text{ T}$ is directed perpendicular to the rod and the rails. What is the force acting on the rod?
- A $3.6\text{ N (}\rightarrow\text{)}$
- B $2.4\text{ N (}\leftarrow\text{)}$
- C $1.2\text{ N (}\leftarrow\text{)}$
- D $3.6\text{ N (}\leftarrow\text{)}$
- E $1.2\text{ N (}\rightarrow\text{)}$
思路引導 VIP
請試著想像你正站在軌道的一端觀察。如果今天電流的方向維持不變，但我們將原本垂直向下的磁場線，慢慢旋轉成與導體棒平行的方向，你認為此時導體棒所受到的磁力大小會發生什麼樣的變化？為什麼？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準判斷出力的量值並選擇正確選項，顯見你對**磁力（Magnetic Force）**的基礎定義掌握得相當紮實。
磁力大小與方向的判定
首先，根據載流導線在磁場中所受磁力的公式 $$F = I \cdot L \cdot B \cdot \sin\theta$$，本題中磁場方向垂直於導線（$$\theta = 90^\circ$$），因此量值計算為 $$48.0\text{ A} \times 0.3\text{ m} \times 0.25\text{ T} = 3.6\text{ N}$$。至於方向，利用右手開掌定則：大拇指指向電流 $I$ 方向，四指指向磁場 $B$ 方向（向下），此時掌心推出的力 $F$ 即為導線受力方向。
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