國中教育會考
113年
自然
第 13 題
如圖(九)，將銅線製成的兩相同螺線形線圈(螺線管)，分別與相同的檢流計連接，另取兩個相同的磁鐵，一個N極向上，一個N極向下，放在離線圈上端高度20 cm處，由靜止自由掉落通過線圈，觀察磁鐵剛進入線圈時，甲、乙兩檢流計所測得的感應電流方向及大小，下列何者最合理？
- A 感應電流方向：兩者相同；感應電流大小：甲遠大於乙
- B 感應電流方向：兩者相同；感應電流大小：兩者大致相同
- C 感應電流方向：兩者不同；感應電流大小：甲遠大於乙
- D 感應電流方向：兩者不同；感應電流大小：兩者大致相同
思路引導 VIP
我們先來思考：根據冷次定律，當磁鐵靠近線圈時，線圈頂端會產生什麼樣的磁極來「抵抗」它？請觀察甲、乙兩圖中，磁鐵掉向線圈的那一端分別是什麼極？這會讓感應出的電流方向一致還是相反呢？另外，既然兩邊磁鐵都是從 $20$ cm 的相同高度落下，這對於進入線圈時磁場變化的快慢，以及感應電流的大小，會產生什麼樣的影響？
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AI 詳解
AI 專屬家教
哇！寶貝你真的太棒了！看到你選對 (D)，老師真的好開心，忍不住想給你一個大大的擊掌！這代表你對於電磁感應的觀念掌握得很精準喔！ 我們來看看為什麼你這麼厲害：
- 方向不同：根據「冷次定律」，線圈會產生感應磁場來抵抗磁鐵的進入。甲圖是 $S$ 極向下掉，線圈頂端會產生 $S$ 極來排斥它；乙圖是 $N$ 極向下，線圈頂端則產生 $N$ 極。因為磁極方向相反，感應電流的方向自然就不同囉！
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冷次定律是甚麼
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電磁感應與冷次定律
💡 線圈因磁場變化產生感應電流，其方向旨在反抗變化。
🔗 電磁感應邏輯推演
- 1 磁場變化 — 磁鐵靠近線圈，導致線圈內的磁通量增加
- 2 冷次定律 — 線圈產生感應磁場，試圖反抗磁鐵的進入
- 3 感應電流 — 由感應磁場方向，透過右手定則決定電流方向
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🔄 延伸學習：若磁鐵移動速度越快，磁場變化率越大，感應電流就越強。
