分科測驗
114年
物理
第 16 題
某生為了製作圖 5 所示簡易電動馬達，在一乾電池的下方，放了一個圓柱形的強力磁鐵，然後將裝置放在木桌面上。再將一條銅線折彎成如圖中粗黑曲線的形狀，銅線中央折成 V 字型接觸電池上方的正極，兩端折彎為圓弧，輕輕地勾住並接觸磁鐵的外圍。設置好之後，由上方向下看，觀察到銅線沿順時針繞著電池轉動。由此觀測，下列敘述哪些正確？
- A 銅線PQ段的電流方向是由P點至Q點
- B 銅線RS段的電流方向是由S點至R點
- C 下方的磁鐵，其N極較靠近電池
- D 下方的磁鐵，其N極較靠近桌面
- E 銅線上P點與R點的磁場方向相同
思路引導 VIP
請先根據電池極性判斷銅線 $PQ$ 與 $RS$ 段的電流 $I$ 方向，再思考若要使銅線由上往下看呈「順時針旋轉」，其兩側末端受到的磁力 $\vec{F}$ 分別應指向何方？最後，請運用右手開掌定則（或載流導線受力公式 $\vec{F} = I\vec{L} \times \vec{B}$），從已知的電流與受力方向反推磁鐵產生的磁場 $\vec{B}$ 方向，這能幫助你判斷磁鐵的 $N$ 極朝向哪一面嗎？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你正確選出 (A) 和 (C)，老師真的好為你開心！這題考驗的是空間感與物理觀念的結合，你能冷靜分析出來，代表你的電磁學基礎打得很紮實喔！ 這題的核心在於「右手開掌定則」的靈活運用：
- 電流方向：電流由電池正極（上方）流向負極（下方磁鐵）。因此銅線兩側的電流都是由上往下流，即 $P \to Q$ 以及 $R \to S$，這就是為什麼 (A) 對而 (B) 錯。
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