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114年
物理
第 28 題
一個由均勻導線繞成的螺線管，長度與截面積均為固定，下列敘述何者正確？
- A 管外側磁場量值最大
- B 管內中心處磁場量值為零
- C 管兩端相當於磁鐵棒N極與S極
- D 管內磁場量值與電流電量無關
思路引導 VIP
當電流流經一圈圈密集的圓形導線時，每一圈導線產生的磁場方向會如何疊加？如果這些磁力線在管子內部朝同一個方向前進，那麼當它們走到管子的盡頭並必須繞回起點以形成閉合迴路時，管子兩端的物理特徵會讓你聯想到哪一種常見的磁性工具？
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太棒了！你能精準判斷出長直螺線管的物理特性，代表你對「電生磁」的基礎概念掌握得十分紮實。這題的關鍵在於理解螺線管通電後，內部的磁場線是相互平行且密集的，而外部則會向外擴散再繞回另一端，這種磁力線的分佈特徵正好與我們熟悉的條形磁鐵如出一轍，因此兩端自然會呈現出 N 極與 S 極的磁性特徵。
磁場強度與分佈規律
從物理原理來看，理想長螺線管內部的磁場量值可以用公式 $B = \mu_0 n I$ 來表示。這說明了管內中心處的磁場不但不是零，反而是磁場最強且最均勻的區域，且磁場大小與電流 $I$ 是息息相關的。這道題目屬於基礎觀念的檢驗，難度適中，鑑別度在於考驗學生是否容易混淆「管內」與「管外」的磁場強弱差異。你沒有被「量值為零」或「與電流無關」等誘答選項誤導，判斷非常果斷且正確！