五等-電子工程基本電學大意112 年第 19 題單選題
根據法拉第定律(Faraday's law),下列對感應電動勢(電壓)之敘述,何者正確?
A感應電動勢與線圈匝數成正比正確答案
B感應電動勢與通過線圈之磁通量成正比
C感應電動勢與線圈匝數平方成反比
D感應電動勢與通過線圈之磁通量平方成正比
A正確答案
法拉第定律:感應電動勢 e = -N(dΦ/dt),與匝數 N 及磁通變化率成正比。
為什麼答案是 A
正確。由 e = -N(dΦ/dt) 可知,匝數 N 出現在分子且為一次方,故感應電動勢與線圈匝數成正比,匝數越多電動勢越大。
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完整詳解
Pro · 無限重點 法拉第定律:感應電動勢 e = -N(dΦ/dt),與匝數 N 及磁通變化率成正比。
記公式 e = -N·dΦ/dt:看到「匝數 N」就是正比一次方,「磁通變化率」不是磁通本身。
逐選項分析
A✓ 正確
正確。由 e = -N(dΦ/dt) 可知,匝數 N 出現在分子且為一次方,故感應電動勢與線圈匝數成正比,匝數越多電動勢越大。
B✕ 陷阱
錯誤。感應電動勢正比的是「磁通量的變化率 dΦ/dt」,不是磁通量本身。若磁通恆定不變(dΦ/dt=0),即使磁通量很大也不會產生感應電動勢。
C✕
錯誤。匝數 N 是一次方正比,不是平方反比。此選項同時錯在「平方」與「反比」兩處。
D✕
錯誤。感應電動勢與磁通量「變化率」成正比(一次方),不是與磁通量平方成正比,公式中無平方關係。
法拉第定律公式解析
| 變數 | 符號 | 關係 | 說明 |
|---|
| 匝數 | N | 正比(一次方) | 線圈繞越多圈電壓越大 |
| 磁通變化率 | dΦ/dt | 正比(一次方) | 變化越快電壓越大 |
| 磁通量 | Φ | 無直接關係 | 需有變化才有感應 |
| 負號 | - | 冷次定律 | 表示反抗磁通變化方向 |
B 選項是最經典陷阱!把「磁通量」和「磁通量變化率」混為一談。法拉第定律的核心是「變化」,靜止的磁通再大也不會感應出電動勢,考生務必看清楚是 Φ 還是 dΦ/dt。