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普考申論題 113年 [天文] 普通物理學概要

第 一 題

📖 題組:
在日常生活中,常會見到電動生磁以及磁變生電的应用。(每小題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

舉一個電動生磁的例子,並寫出相關的物理公式且說明其原理。

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看到「電動生磁」,考生應立刻聯想到電流的磁效應。解題時應先提出具體的生活應用(如電磁鐵或電磁起重機),接著寫出核心的「安培定律」或「必歐-沙伐定律」積分式,並透過設定安培迴路進行微積分推導,展現將物理現象轉化為嚴謹數學模型的能力。

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【破題】日常生活中常見的「電動生磁」實例為應用於起重機或繼電器的「電磁鐵(螺線管)」,其物理核心為電流的磁效應。 【論述】 一、生活實例與應用

小題 (二)

舉一個磁變生電的例子,並寫出相關的物理公式且說明其原理。

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看到「磁變生電」,應立即聯想核心物理定律「法拉第電磁感應定律」與「冷次定律」。解題時先點出生活中常見的實例(如交流發電機),再寫出感應電動勢的微積分定義式,最後透過變量分析展示磁通量隨時間變化(求導)的過程,將實例的動態運作與嚴謹的數學模型緊密結合。

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【破題】 「磁變生電」的核心物理機制為「法拉第電磁感應定律」(Faraday's Law of Induction),生活中最具代表性的量化實例為「交流發電機」(AC Generator)。 【論述】

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