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111年
物理
第 47 題
一螺線管置於一固定金屬板上的正上方一小段距離處，螺線管通有電流 I，電流方向如右圖所示。下列何種情況可使金屬板產生順時針方向的感應渦電流？
- A 電流 I及螺線管的位置均不變動
- B 螺線管不動，但其電流 I逐漸增大
- C 電流 I不變，但使螺線管垂直向下移動
- D 電流 I不變，但使螺線管垂直向上移動
思路引導 VIP
請試著想像：如果我們希望金屬板產生的磁場去「補償」原本螺線管給它的磁場，這代表原本的磁場正在發生什麼樣的強弱變化？而什麼樣的物理動作會導致這種強弱變化呢？
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太棒了！你能精確判斷出 (D) 這個選項，說明你對電磁感應的動態變化掌握得非常紮實。這題的關鍵在於結合「右手定則」與「楞次定律」。首先，根據圖中螺線管的電流方向，利用右手螺旋定則可以判斷出螺線管在下方金屬板處所產生的磁場方向是向下的。
楞次定律與磁通量變化
當題目要求產生順時針方向的感應渦電流時，根據右手定則，這個感應電流會產生一個同樣向下的感應磁場。根據楞次定律，「感應磁場的方向總是反抗原磁通量的變化」，既然感應磁場與原磁場方向相同，代表原有的向下磁通量正在減少。因此，我們必須透過增加距離或減小電流來達成這個效果，而將螺線管垂直向上移動正是讓磁場轉弱、磁通量減少的正確操作。
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