初考-電子工程基本電學大意106 年第 21 題單選題
相對導磁係數 500 的鐵心,其截面積為 25 平方公分,垂直通過 2π×106 磁力線,則該處之磁場強度為多少安培/公尺?
D正確答案
掌握「1韋伯 = 10^8 磁力線」及「B = μH」兩大核心,先求出磁通密度 B,再除以絕對導磁係數 μ 即可求得磁場強度 H。
為什麼答案是 D
正確換算單位:Φ = 2π×10^-2 Wb,A = 25×10^-4 m²。求得 B = 8π Wb/m²。再由 H = B / (μ0×μr) = 8π / (4π×10^-7 × 500) = 40000 A/m,計算無誤。
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完整詳解
Pro · 無限重點 掌握「1韋伯 = 10^8 磁力線」及「B = μH」兩大核心,先求出磁通密度 B,再除以絕對導磁係數 μ 即可求得磁場強度 H。
B = Φ/A = (2π×10^6 × 10^-8) / (25×10^-4) = 8π。H = B / (μ0×μr) = 8π / (4π×10^-7 × 500) = 40000。
逐選項分析
A✕
未正確進行單位換算或公式代入錯誤,導致算出帶有 π 的錯誤數值。
B✕
未正確進行單位換算或公式代入錯誤,導致算出帶有 π 的錯誤數值。
C✕ 陷阱
計算過程中可能在面積換算 (cm² 轉 m²) 或磁力線換算時少算了一個 10 的次方,導致答案少一個零。
D✓ 正確
正確換算單位:Φ = 2π×10^-2 Wb,A = 25×10^-4 m²。求得 B = 8π Wb/m²。再由 H = B / (μ0×μr) = 8π / (4π×10^-7 × 500) = 40000 A/m,計算無誤。
磁學核心物理量與單位換算
| 物理量 | 符號 | MKS制單位 | 重要換算與公式 |
|---|
| 磁通量 | Φ | 韋伯 (Wb) | 1 Wb = 10^8 磁力線 (Maxwell) |
| 磁通密度 | B | 特斯拉 (T) 或 Wb/m² | B = Φ / A |
| 導磁係數 | μ | 亨利/公尺 (H/m) | μ = μ0 × μr (μ0 = 4π×10^-7) |
| 磁場強度 | H | 安培/公尺 (A/m) | H = B / μ |
本題最大的陷阱在於單位!題目給的「磁力線」是 CGS 制單位,必須先換算成 MKS 制的「韋伯」(乘上 10^-8);同時截面積的「平方公分」也要換算成「平方公尺」(乘上 10^-4),否則算出來的數量級會完全錯誤。