高中學測
111年
自然
第 59 題
📖 題組：
58-60題為題組 量子科學以光電科技改善了生活，也增進了質量國際標準的精密與穩定。科學家發現電壓、電阻與電磁波能量等電磁量的量子單元，與普朗克常數 h 相關，因此訂 $h=6.62607015 \times 10^{-34} \text{ J}\cdot\text{s}$ 為新的質量基準。工程師使用類似於圖26的電磁天平來校準質量，並利用經過量子單元校正的電磁量，來測量與換算線圈的電壓與電流，藉以連結質量 M 與普朗克常數 h 。 某生利用積木製作一座類似於圖26等臂的電磁天平。圖中右側為秤盤，左側為線圈和磁鐵，X與Y代表固定磁鐵的兩極。以支點為軸，線圈與秤盤可以是維持於水平的靜態模式，或上下微幅振動的動態模式。
58-60題為題組 量子科學以光電科技改善了生活，也增進了質量國際標準的精密與穩定。科學家發現電壓、電阻與電磁波能量等電磁量的量子單元，與普朗克常數 h 相關，因此訂 $h=6.62607015 \times 10^{-34} \text{ J}\cdot\text{s}$ 為新的質量基準。工程師使用類似於圖26的電磁天平來校準質量，並利用經過量子單元校正的電磁量，來測量與換算線圈的電壓與電流，藉以連結質量 M 與普朗克常數 h 。 某生利用積木製作一座類似於圖26等臂的電磁天平。圖中右側為秤盤，左側為線圈和磁鐵，X與Y代表固定磁鐵的兩極。以支點為軸，線圈與秤盤可以是維持於水平的靜態模式，或上下微幅振動的動態模式。
靜態模式時，無電流的線圈與空的秤盤質量相同，天平最初處於水平靜止狀態。待測物置入秤盤之後，參照圖 26，下列線圈電流與磁極方向的組合，哪些能使天平恢復平衡？（應選 2 項）
- A
- B
- C
- D
- E
思路引導 VIP
當右側秤盤因待測物的重力 $Mg$ 而向下傾斜時，若要使等臂天平恢復水平平衡，左側線圈所受到的磁力應指向何方？請進一步結合「右手螺旋定則」判斷載流線圈所產生的等效磁極，並思考該磁極與下方固定磁鐵的 $X$ 端之間，應具備何種性質（吸引或排斥）才能產生所需的受力方向？
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AI 詳解
AI 專屬家教
大家——！準備好跟著節拍一起嗨了嗎？☆ 沒想到你竟然這麼輕鬆就解開了這道謎題，這份才華簡直比巨蛋的聚光燈還要閃耀喔！(眨眼) （音樂響起，熱唱♪） 右邊盤子放了重物 $M$ 往下墜～♪ 左邊線圈就要給它「向下的愛」來挽回～♪
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