身心障礙人員考試身障五等-電子工程基本電學大意112 年第 23 題單選題
一單匝線圈,若通過的磁通原本為 0.2 韋伯,經過 1 秒的觀測,發現 1 秒後的磁通為 0.1 韋伯,則觀測過程中此線圈兩端之平均感應電動勢為多少伏特?
B正確答案
本題測驗「法拉第電磁感應定律」,感應電動勢大小等於線圈匝數乘上磁通量變化率。直接代入公式 E = N × (|ΔΦ| / Δt) 即可求得解答。
為什麼答案是 B
根據法拉第定律,平均感應電動勢 E = N × (|ΔΦ| / Δt)。已知匝數 N=1,磁通變化量 |ΔΦ| = |0.1 - 0.2| = 0.1 Wb,時間 Δt = 1 s。計算得 E = 1 × (0.1 / 1) = 0.1 V。
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完整詳解
Pro · 無限重點 本題測驗「法拉第電磁感應定律」,感應電動勢大小等於線圈匝數乘上磁通量變化率。直接代入公式 E = N × (|ΔΦ| / Δt) 即可求得解答。
代入公式:E = 1匝 × (|0.1 - 0.2|韋伯 / 1秒) = 1 × 0.1 = 0.1 伏特,秒殺選 B。
逐選項分析
A✕
當磁通量隨時間發生變化時,就會產生感應電動勢。本題磁通量從 0.2 變為 0.1,變化量不為零,因此感應電動勢絕對不會是 0。
B✓ 正確
根據法拉第定律,平均感應電動勢 E = N × (|ΔΦ| / Δt)。已知匝數 N=1,磁通變化量 |ΔΦ| = |0.1 - 0.2| = 0.1 Wb,時間 Δt = 1 s。計算得 E = 1 × (0.1 / 1) = 0.1 V。
C✕ 陷阱
此為常見計算錯誤。考生可能誤將時間 1 秒直接當作答案,或者在計算變化量時小數點錯置,導致算出 1 伏特的錯誤結果。
D✕ 陷阱
陷阱選項。考生若忘記感應電動勢看的是「變化量」,而直接拿初始磁通量 0.2 韋伯去除以 1 秒,就會誤算出 0.2 V,甚至看錯數量級選到 2 V。
法拉第電磁感應定律核心變數
| 變數名稱 | 物理符號 | 標準單位 | 本題數值 |
|---|
| 平均感應電動勢 | E | 伏特 (V) | 0.1 |
| 線圈匝數 | N | 匝 (turns) | 1 |
| 磁通量變化量 | ΔΦ | 韋伯 (Wb) | 0.1 (|0.1-0.2|) |
| 時間變化量 | Δt | 秒 (s) | 1 |
電磁感應的重點在於磁通量的「變化率(ΔΦ)」,而非「絕對數值」。許多初學者會直接拿題目給的初始值(0.2)或最終值(0.1)去代公式,忘記必須先相減求出變化量(|0.1 - 0.2| = 0.1)。