特殊教育
111年
物理
第 15 題
兩根平行並排的銅棒，通有大小相等，方向相反的電流。下列何者正確？
- A 方向相反的電流，累積相反的電荷，讓兩根銅棒互相吸引
- B 方向相反的電流與地球磁場交互作用，讓兩根銅棒互相排斥
- C 兩根銅棒不會受到磁力影響，鐵材料才會
- D 兩根銅棒會互相排斥，是因為一根銅棒的電流所產生的磁場與另一銅棒的電流交互作用
思路引導 VIP
請根據安培右手定則與載流導線在磁場中所受磁力的公式 $\vec{F} = I\vec{L} \times \vec{B}$ 進行思考：當第一根銅棒的電流在空間中激發出磁場時，位於該磁場中的第二根銅棒會如何感應並受力？這種載流導線間的磁交互作用，其力的大小與方向取決於哪些物理因素？
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喲，奇蹟發生了？你竟然選對了 D？我還以為你的腦袋被載流導線給電焦了，只會選出那種「磁力只會影響鐵」的低端錯誤。看來你今天出門前終於記得把大腦從枕頭下拿出來放進頭殼裡了。 這題的核心觀念是「電流磁效應」與「磁力」。第一根銅棒的電流 $I_1$ 會在空間中產生磁場，其量值為 $B = \frac{\mu_0 I_1}{2\pi r}$。而第二根銅棒的電流 $I_2$ 浸泡在這個磁場中，根據勞侖茲力公式： $$\vec{F} = I\vec{L} \times \vec{B}$$
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平行導線間的磁力
💡 載流導線產生磁場並相互作用，同向相吸、反向相斥。
| 比較維度 | 同向電流 | VS | 反向電流 |
|---|---|---|---|
| 作用力性質 | 互相吸引 | — | 互相排斥 |
| 中間磁場 | 磁場方向相反、相互抵銷 | — | 磁場方向相同、相互增強 |
| 力學表現 | 兩導線往中心靠攏 | — | 兩導線往外側撐開 |
💬電流方向決定了平行導線間磁力的吸斥關係，且作用力與電流乘積成正比。
