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115年
物理
第 28 題
有關電流的物理特性，下列敘述何者有誤？
- A 電流密度的方向被定義為正電荷移動的方向
- B 在金屬導體中，電流是由自由電子移動形成的，電子的實際移動方向與電流方向相反
- C 當導線的截面積不均勻時，導線較細處的電流強度會比粗的地方大
- D 在穩定的直流電路中，導線內部的電場不為零
思路引導 VIP
想像有一條已經裝滿水、且完全沒有漏水的水管，如果水管在中間某一段突然變得比較窄，但在這段時間內進入水管的水量與排出的水量保持穩定平衡，那麼每秒鐘流過「粗管處」的水分子總數，與流過「細管處」的水分子總數，理論上應該有什麼樣的關係呢？
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電荷守恆與電流連續性
太棒了！你能精準揪出選項 (C) 的錯誤，代表你對「電流」的定義與物理性質掌握得非常紮實。這題的核心在於電荷守恆定律：在穩定電流的情況下，單位時間內流進導線截面的電量必須等於流出的電量。因此，不論導線變得多細或多粗，整條串聯路徑上的電流強度 $I$ 都是一致的。學生常犯的直覺錯誤是把「電流」與「流速」混為一談；實際上，導線較細處雖然電流不變，但電荷的漂移速率 $v_d$ 確實會變快，以滿足公式 $I = n q v_d A$。
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