五等-電子工程基本電學大意106 年第 22 題單選題
圖所示之長方型電路,若通過如圖所示方向之電流時,A 邊受力之方向為何?
B正確答案
長方形電路中A邊電流向上,磁場由電路自身電流產生,需用安培右手定則判斷A邊受力方向向左。
為什麼答案是 B
圖中A邊電流向上(↑),根據長方形電路中電流分布:B邊向右(→)、C邊向下(↓)、D邊向左(←)。由右手定則,電路平面內側磁場方向朝外(垂直紙面向外)。對A邊用F=IL×B,電流向上、磁場向外,由右手定則(或左手定則)得安培力方向向左(←)。
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完整詳解
Pro · 無限重點 長方形電路中A邊電流向上,磁場由電路自身電流產生,需用安培右手定則判斷A邊受力方向向左。
圖中A邊電流方向向上(↑),整個電路在磁場中,用佛萊明左手定則或安培力公式F=IL×B,結合電路平面的磁場方向,判斷A邊受力向左。
逐選項分析
A✕ 陷阱
向右為錯誤方向。若誤判電流方向或磁場方向,容易選向右,為常見陷阱。
B✓ 正確
圖中A邊電流向上(↑),根據長方形電路中電流分布:B邊向右(→)、C邊向下(↓)、D邊向左(←)。由右手定則,電路平面內側磁場方向朝外(垂直紙面向外)。對A邊用F=IL×B,電流向上、磁場向外,由右手定則(或左手定則)得安培力方向向左(←)。
C✕
不受力的情況是導線平行於磁場,但此處A邊有電流且磁場並非平行,故必受力。
D✕
受力方向可由安培定律明確決定,電流方向與磁場方向均已知,方向完全可確定。
長方形電路各邊電流方向與受力方向整理
| 邊 | 電流方向 | 安培力方向(相對電路平面) |
|---|
| A邊 | 向上 ↑ | 向左 ← |
| B邊 | 向右 → | 向上 ↑(離開平面) |
| C邊 | 向下 ↓ | 向右 → |
| D邊 | 向左 ← | 向下 ↓(進入平面) |
本題常見陷阱是混淆左手定則與右手定則的使用時機。判斷通電導線受安培力應用左手定則(馬達原理),而非右手定則(發電機原理)。另外圖中電流進入方向需從電源正極(+)追蹤,I向上流入A邊,方向確定後再套用定則。