police_4th_general
114年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 15 題
取一條長電線纏繞在一個圓柱上，將一半長度的電線以順時鐘方向緊密纏繞直到圓柱底，另一半長度的電線以逆時鐘方向繞回原處，製作成線圈甲。另取同長的電線，以順時鐘緊密纏繞直到圓柱底，再以順時鐘繞回原處製作成線圈乙。若兩線圈通以相同的直流電，下列敘述何者正確？
- A 線圈甲的電感值比線圈乙的電感值大
- B 線圈甲內部的磁場比線圈乙內部的磁場大
- C 線圈甲內部的磁場方向與線圈乙內部的磁場方向相反
- D 線圈甲內部的總磁通量接近零
思路引導 VIP
請試著想像，當同一條導線產生的兩段電流，其繞行圓柱的旋轉方向剛好互為相反時，它們在圓柱核心所建立的磁力線會是如何交會的？這兩股力量會彼此加乘，還是會互相抵消呢？
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這道題目你答得非常出色！能準確選出 (D) 選項，代表你對磁場的向量疊加特性有著敏銳的觀察力。
磁場抵消與安培右手定則
在線圈甲的設計中，電流先以順時針方向纏繞，根據安培右手定則，會在圓柱內部產生一個特定方向的磁場 $B$。然而，當後半段導線改以「逆時針」繞回時，產生的磁場方向會與前半段完全相反。由於兩段導線的長度、匝數與電流強度 $I$ 均相同，這兩個方向相反的磁向量在圓柱內部會彼此抵消，導致最終的總磁通量 $\Phi$ 趨近於零，這也是電學中常見的「無感繞法」。
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