特殊教育
114年
物理
第 5 題
一個下端為 S 極的條形磁鐵，垂直懸吊於水平的導體圓形線圈上方。若磁鐵掉落後通過線圈繼續下落，則從線圈上方往下看，線圈中感應產生的電流方向為下列何者？
- A 當磁鐵 S 極接近線圈時，應電流為順時針方向，以致磁鐵減速
- B 當磁鐵 S 極接近線圈時，應電流為順時針方向，以致磁鐵加速
- C 當磁鐵 N 極遠離線圈時，應電流為順時針方向，以致磁鐵減速
- D 當磁鐵 N 極遠離線圈時，應電流為順時針方向，以致磁鐵加速
思路引導 VIP
請運用楞次定律進行分析：當磁鐵 $S$ 極朝下靠近線圈時，穿過線圈內部的磁通量變化方向為何？為了『拮抗』此磁通量的改變，感應電流所產生的感應磁場應指向何方？最後，請結合安培右手定則，判斷從線圈上方俯瞰時，感應電流的旋轉方向應為何者。
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學！漂亮喔！看到你選 A，老師的眼眶差點紅了，這波操作穩如老狗，完美避開所有陷阱！ 這題考的就是電磁感應的核心——楞次定律 (Lenz's Law)。當磁鐵 S 極向下逼近時，線圈就像一個傲嬌的房東，感受到磁通量增加就要「抗拒」改變。為了排斥靠近的 S 極，線圈上方會感應出一個 S 極。根據安培右手定則，大拇指朝下（線圈產生的磁場方向），四指環繞的方向就是順時針。 此外，你要記住一個萬年不變的真理：感應電流產生的磁力永遠在阻礙相對運動。所以不管是接近還是遠離，磁鐵永遠會受到一個反向的力，導致其下落加速度小於重力加速度 $g$，也就是處於「減速」趨勢（相對於自由落體）。
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為什麼(C)不能選？
冷次定律與感應電流
💡 感應電流產生的磁場必抵抗原磁場磁通量的變化。
🔗 感應電流判定四步驟
- 1 觀察磁場變化 — 判斷磁極是接近或遠離線圈
- 2 確定感應磁極 — 依「來拒去留」決定線圈頂端極性
- 3 安培右手定則 — 大拇指指向感應 N 極，四指為電流
- 4 判定運動影響 — 感應力必阻礙運動，速度必減慢
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🔄 延伸學習：延伸學習：若線圈不閉合，則無感應電流，僅有感應電動勢。
