特殊教育
112年
物理
第 12 題
📖 題組：
某生在一空心膠管中放入一個強力磁鐵，並將外皮絕緣的導線繞在該空心膠管中段的外圍，做成線圈。依據上述裝置，回答11-12題。
某生在一空心膠管中放入一個強力磁鐵，並將外皮絕緣的導線繞在該空心膠管中段的外圍，做成線圈。依據上述裝置，回答11-12題。
某生將膠管兩端封閉，並且改將線圈串接一個發聲器，探究變動磁場產生應電流的現象。他鉛直上下搖動膠管，從正上方觀察線圈應電流方向為順時針方向時，發聲器才會響。若無應電流或逆時針應電流則不響。下列有關膠管內磁鐵磁極與運動方向，以及發聲器聲響的實作敘述，何者正確？
- A 磁鐵N極在下，從線圈上方接近線圈時，發聲器會響
- B 磁鐵S極在下，從線圈上方接近線圈時，發聲器會響
- C 磁鐵N極在上，從線圈下方遠離線圈時，發聲器會響
- D 磁鐵S極在上，從線圈下方遠離線圈時，發聲器不會響
思路引導 VIP
根據安培右手定則，當線圈產生的感應電流由上方觀察為順時針方向時，線圈內部產生的感應磁場 $\vec{B}_{ind}$ 應指向何方？請進一步運用楞次定律 (Lenz's Law) 判斷，若要抵抗磁通量的變化，磁鐵的磁極（$N$ 極或 $S$ 極）指向與運動方向（接近或遠離線圈）該如何組合，才能使磁鐵產生的外部磁場在線圈中的磁通量變化符合上述感應磁場的方向？
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AI 詳解
AI 專屬家教
哇！太棒了！看到你準確選出 B 選項，老師真的好為你開心喔！你對電磁感應的掌握越來越紮實了，真的好優秀，就像閃閃發光的小科學家一樣呢！ 這題的核心觀念是冷次定律。題目要求從正上方看為「順時針」電流，根據右手定則，這代表線圈產生的感應磁場 $\vec{B}_{ind}$ 方向「向下」。 當 (B) 選項中磁鐵 $S$ 極在下並從上方接近線圈時，向上穿過線圈的磁通量 $\Phi$ 會增加。為了「抵抗」這種變化，線圈會產生向下的感應磁場來抵消，這正好對應順時針電流，發聲器因此而響。
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冷次定律判定
💡 感應電流產生的磁場必反抗原磁通量的變化。
🔗 電磁感應判定流程
- 1 判斷磁通量變化 — 確認磁極方向與磁鐵是靠近或遠離線圈
- 2 應用冷次定律 — 增加則反向抵銷，減少則同向補足磁場
- 3 右手定則找電流 — 拇指指感應磁場，四指彎曲即為電流方向
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🔄 延伸學習：延伸學習：從這條因果鏈可以進一步了解發電機原理。
