29-30為題組
林同學為了同時觀察電流的磁效應與電磁感應現象,在水平桌面上安置甲、乙兩組電流迴路,其設計如圖9所示。甲迴路串接電壓固定之大電流的直流電源供應器P與開關K,並在其中一段沿南北方向的長直導線正上方,置放一小磁針。該小磁針最初為靜止,其N極指向北方;乙迴路則串接一高靈敏度之檢流計G,最初顯示的電流值為零。
29. 該同學開啟電源供應器P,並按下開關K接通甲迴路,應可觀察到哪些現象?(應選2項)
(A)小磁針N極立刻偏轉,但最後回復指向北方
(B)小磁針N極偏轉向東,最後維持於北偏東的方向
(C)檢流計G指針立刻偏轉,但最後回復指向零電流
(D)流經檢流計G的電流方向為由南向北,且電流值維持穩定
(E)小磁針立刻偏轉,檢流計G顯示的電流值維持穩定不變
答:(B)(C)
〔解析〕
按下 K,出現逆時針瞬間電流,產生出紙面的磁場;磁針放置於導線上
根據 安培右手定則,在導線上方造成向東的磁場,使 N 極受地磁和導線磁場的合力 為北偏東。乙迴路形成一個瞬間逆時針的電流抵抗甲所造成的磁場變化。
接下來甲無磁場變化,因此乙不會出現感應電流。
30. 該同學開啟電源供應器P,先按下開關K接通甲迴路一段時間,然後再將乙迴路以等速度向東拉離甲迴路,則在乙迴路被拉離一小段距離的過程中,應可觀察到哪些現象?(應選2項)
(A)小磁針N極回復指向北方不動,檢流計G也一直顯示有電流通過
(B)小磁針N極的方向為北偏東,檢流計G一直顯示有電流通過
(C)小磁針N極的方向為北偏東,檢流計G一直顯示電流值為零
(D)流經檢流計G的電流方向為由南向北
(E)流經檢流計G的電流方向為由北向南
答:(B)(E)
〔解析〕
甲的電流不變,產生的磁場不變→對磁場造成的磁力不變,因此偏向不變。
在甲迴路右邊造成穿入紙面的磁場,因此當乙向東拉離時,乙迴路內穿入 紙面的磁場變少,乙迴圈會產生順時針電流,以形成迴圈內穿入紙面的磁場抵 抗磁場變化。
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