電與磁觀念題

請問載流直導線產生的磁場方向與下列何者有關？

• 電流大小
• 導線長度
• 電流方向
• 導線粗細
• 導線材質

Answer explanation

安培右手定則指出：以右手握住載流導線，大拇指指向電流方向，則四指環繞方向即為磁場方向。1

若將載流導線彎成數圈的螺線管，則螺線管內部的磁場方向為何？

• 平行螺線管中心軸
• 垂直螺線管中心軸
• 與電流方向相同
• 與電流方向相反
• 螺線管內磁場方向不固定

Answer explanation

將導線彎成數圈的螺線管並通入電流時，管內的磁場均勻，其方向平行螺線管中心軸。2

若想增強螺線管內部的磁場強度，可以採取下列哪一種方法？

• 減少線圈匝數
• 增加電流量值
• 減少螺線管長度
• 改變電流方向
• 將導線材質改為電阻較大的材質

Answer explanation

螺線管內的磁場強弱會與電流的量值及每單位長度的纏繞匝數成正比。2

電磁鐵是電流磁效應的應用之一，請問下列關於電磁鐵的敘述，何者錯誤？

• 常纏繞軟鐵芯的螺線管製成
• 通電時產生磁場，斷電後磁場近乎消失
• 可以產生比永久磁鐵更強的磁場
• 電磁鐵的磁極方向無法改變
• 電磁鐵廣泛應用於馬達、電磁鎖等裝置中

Answer explanation

電磁鐵是纏繞軟鐵芯的螺線管，利用通電流來產生並操控更大磁場，可以透過改變電流方向來改變磁極方向，斷電後則磁場近乎消失。3

電磁感應是電與磁的另一重要現象，請問下列哪一種情況會產生感應電流？

• 磁棒靜止於線圈內
• 磁棒插入或抽出線圈
• 線圈靜止於磁場中
• 線圈與磁棒以相同速度同向運動

Answer explanation

當磁棒的 N 極靠近或遠離線圈時，線圈上會有電流通過，這種因磁棒和金屬線圈的相對運動，而感應產生的電流為感應電流。4

法拉第電磁感應定律描述了感應電流的大小與哪些因素有關？

• 導線長度和線圈匝數
• 磁場強度和線圈半徑
• 通過線圈的磁力線變化量和時間
• 導線材質和電阻值
• 磁鐵的形狀和大小

Answer explanation

單位時間內通過線圈的磁力線數目變化愈大，則感應電流就愈大。5

冷次定律進一步說明了感應電流的方向，請問感應電流產生的磁場方向會如何？

• 與原磁場方向相同
• 與原磁場變化方向相反
• 與原磁場方向垂直
• 與線圈運動方向相同
• 與線圈運動方向相反

Answer explanation

冷次定律：「感應電流形成的磁場總是抵抗原有磁場的變化」。6

發電機是電磁感應的重要應用，請問發電機是如何產生電流的？

• 利用電池提供電能
• 利用電磁鐵產生磁場
• 利用線圈產生電場
• 利用外力推動線圈在磁場中轉動，產生感應電流
• 利用燃料燃燒產生熱能

Answer explanation

發電機是經由外力推動磁場中線圈，使通過線圈的磁力線數目產生變化，以產生感應電流來供應生活使用。7

下列哪一項不是電磁感應在生活中的應用？

• 發電機
• 電磁爐
• 無線充電
• 電風扇
• 變壓器

Answer explanation

電風扇是電流磁效應的應用，利用電磁鐵產生磁力帶動扇葉旋轉。3 其他選項均為電磁感應的應用。7

馬克士威整合了電與磁的理論，提出了馬克士威方程式，請問下列哪一項敘述不符合馬克士威方程式？

• 存在單一磁極
• 電流會產生磁場
• 變化的磁場會產生電場
• 帶電體周圍會產生電場
• 電場和磁場相互影響形成電磁場

Answer explanation

馬克士威方程式指出不存在單一磁極。8