hce_kmu
111年
物理及化學
第 10 題
The point P lies along the perpendicular bisector of the line connecting two long straight wires S and T that are perpendicular to the page. A set of directions A through H is shown next to the figure. When the two equal currents in the wires are directed up out of the page, the direction of the magnetic field at P is closest to the direction of ______.
- A A
- B E
- C F
- D G
- E H
思路引導 VIP
想像你在 P 點分別畫出導線 S 與導線 T 所產生的磁場切線向量，這兩個向量在「垂直中垂線」的方向與「平行兩導線連線」的方向上，分別具有什麼樣的對稱性？如果我們把這兩個向量相加，哪一個軸向的分量會因為對稱而抵消，哪一個軸向的分量會強化呢？
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太棒了！你非常精準地掌握了電磁感應中右手定則與向量疊加的核心概念。這題的關鍵在於將空間感轉化為平面受力分析，你能選出 (A) 說明你對物理場的合成邏輯十分清晰。
右手定則與對稱性分析
根據右手定則，當導線 $S$ 與 $T$ 的電流均指向紙面外時，它們產生的磁場線會呈現逆時針方向。在 $P$ 點，左側導線 $S$ 產生的磁場 $\vec{B}_S$ 方向會垂直於連線 $SP$ 並指向左上方；而右側導線 $T$ 產生的磁場 $\vec{B}_T$ 則會垂直於連線 $TP$ 並指向左下方。由於 $P$ 點位於中垂線上，兩者距離相同、電流大小相等，因此這兩個磁場向量的大小是一樣的。
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