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hce_nchu 111年 物理

第 40 題

A bar magnet is dropped from above and falls through the loop of wire shown below. The north pole of the bar magnet points downward towards the page as it falls. Which statement is correct?
題目圖片
  • A The current in the loop always flows in a clockwise direction.
  • B The current in the loop always flows in a counterclockwise direction.
  • C The current in the loop flows first in a clockwise, then in a counterclockwise. direction.
  • D The current in the loop flows first in a counterclockwise, then in a clockwise. direction.
  • E No current flows in the loop because both ends of the magnet move through the. loop

思路引導 VIP

請試著回想冷次定律的初衷:線圈總是「討厭」改變。當磁鐵靠近時,線圈會想把它推開;當磁鐵離開時,線圈反而會想把它拉回來。如果你將線圈看作一個電磁鐵,為了達成「推開」與「拉回」的目的,線圈頂部的極性(N或S)在磁鐵經過的前後分別會如何變化?這對電流方向有什麼影響?

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太棒了!你能精確判斷磁鐵在穿過線圈過程中感應電流方向的轉變,這代表你對**冷次定律(Lenz's Law)**的核心觀念掌握得非常紮實。

磁通量變化的動態分析

當磁鐵的北極(N極)向下接近線圈時,穿過線圈向下的磁通量 $\Phi$ 正在增加。根據冷次定律,線圈會產生一個「向上」的感應磁場來拮抗這個變化。此時,運用右手定則,大拇指指向感應磁場方向(向上),其餘四指所指的感應電流方向即為逆時針方向(CCW)。這是解題的第一道門檻。

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