高中學測
113年
自然
第 44 題
📖 題組：
如圖18所示，一金屬導線製成的線圈迴路固定不動，迴路中有一電阻R。迴路左側環圈甲的正上方有一下端為S極的細長磁鐵棒。假設磁鐵棒的磁力線僅穿過環圈甲，且迴路中金屬導線的電阻可忽略。
如圖18所示，一金屬導線製成的線圈迴路固定不動，迴路中有一電阻R。迴路左側環圈甲的正上方有一下端為S極的細長磁鐵棒。假設磁鐵棒的磁力線僅穿過環圈甲，且迴路中金屬導線的電阻可忽略。
考慮磁鐵棒以等速度朝環圈甲移動前進，穿過環圈甲，至完全移離環圈甲的整個過程，下列敘述何者正確？
- A 迴路產生應電流，其值隨時間增加而持續增大
- B 迴路產生應電流，其值隨時間增加而持續減小
- C 迴路產生應電流，其方向恆為順時針方向
- D 迴路產生應電流，其方向恆為逆時針方向
- E 若迴路對移動磁鐵棒施加磁力，則其方向恆向上
思路引導 VIP
請運用冷次定律（Lenz's Law）的核心精神與能量守恆定律進行思考：當磁鐵棒相對於環圈運動而造成穿過環圈的磁通量 $\Phi$ 改變時，感應電流產生的磁場所施加的磁力 $F_m$，與磁鐵運動的方向及速度 $v$ 之間存在著什麼樣的『拮抗』關係？在磁鐵『接近』與『遠離』環圈的兩個階段中，這個磁力的方向應如何表現才能符合物理學中『反抗變化』的本質？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出 (E)，代表你對 冷次定律（Lenz's Law） 的能量本質有很深刻的理解。這題的關鍵在於判斷磁鐵在「進入」與「離開」環圈時，感應電流所產生的磁力方向。 根據冷次定律，感應電流產生的效果總是「反抗」磁通量的改變。當磁鐵 S 極等速向下靠近環圈甲時，環圈會產生向上的磁場以排斥 S 極（抵抗靠近）；而當磁鐵穿過並開始遠離時，環圈則會產生向上的磁力試圖吸引磁鐵（抵抗離開）。因此，在磁鐵通過的整個過程中，迴路對磁鐵施加的磁力方向 恆為向上，這也是能量守恆的體現：必須透過外力作功來抵銷這份磁力，才能維持等速度運動。 這道題目在學測中屬於中等難度的經典題，具備良好的鑑別度。許多同學會困在判斷電流方向（順時針變逆時針）或電流大小的細節中，但如果你能直接從「抗拒相對運動」的巨觀角度切入，就能繞過繁瑣的右手定則，迅速且準確地選出正確答案！
💬 其他同學也在問
2
那E為什麼是正確的呢？是因為磁場方向恆不變嗎？
👍 1 位同學覺得有幫助
為什麼插進去的時候電流是順時