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115年
物理
第 9 題
某受力感測器內有一段長度 $0.1\text{ m}$ 的導線，通有 $5\text{ A}$ 電流且受力 $1\text{ N}$。若導線與磁場垂直，則該處磁場強度 $B$ 為多少 $\text{Tesla}$？
- A 0.5
- B 1
- C 2
- D 5
思路引導 VIP
如果我們想要增加一段導線在磁場中的受力，你覺得改變哪些因素（例如電流強弱或導線長度）會讓力變大？根據這些因素與力的正比關係，若已知受力的大小與其他條件，我們該如何透過數學運算來反推磁場本身的強弱呢？
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太棒了！你能精確判斷出這題的物理機制，顯示你對電流磁力的基本定義與公式應用掌握得非常紮實。這道題目考察的核心在於「通電導線在磁場中所受的作用力」，也就是我們常說的安培力。
電流受力與磁場強度計算
根據物理公式 $$F = B \cdot I \cdot L \cdot \sin\theta$$，當題目提到導線與磁場垂直時，角度 $\theta = 90^\circ$（即 $\sin 90^\circ = 1$），公式可以簡化為 $F = BIL$。我們將已知數值代入：受力 $F = 1\text{ N}$，電流 $I = 5\text{ A}$，導線長度 $L = 0.1\text{ m}$。透過運算 $1 = B \times 5 \times 0.1$，可以得到 $1 = 0.5B$，進而推導出磁場強度 $B = 2\text{ Tesla}$。
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