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(一)
載流導線在磁場中的磁力 A、
通有電流的導線,當導線上的電流方向與所在磁場方向【不平行】時, 導線含受到【垂直】於電流方向的磁力。 (1)
磁力產生的原因:電流產生的【磁場】與所在的磁場【同向】或【反向】所造成。 (2)
磁力大小與方向: 甲、磁力恆【垂直】於導線上電流方向與所衣磁場方向。 乙、電流方向與磁場垂直時,受力【最大】, 丙、導線所受磁力大小與【磁場強度】成【正比】,與導線上的【電流】成【正比】。
B、
右手開掌定則: (1)
方法:將右手掌伸直,合併的四指指向【磁場】方向,大拇指指向導線上的【電流】方向,則垂直於掌面的方向(亦即掌面推出的方向)即為導線【受力(運動)】的方向。 (2)
磁場方向、電流方向以及受力方向三者之間,兩兩互相垂直。 (3)
載流導線在磁場中受力的現象,也適用於移動電荷,在磁場中受力的狀況。 (4)
正電荷移動的方向即為電流方向。
(5)
兩條導線間的受力情形:
(6) 電荷在磁場中運動時: 甲、只要電荷運動方向不與磁場【平行】時,此電荷必受有【磁力】作用。 乙、電荷運動方向與磁場【垂直】時,受力最大, 丙、正電荷與負電荷受力的方向【相反】。 丁、兩相鄰的平行導線,若電流方向相同,則彼此【相吸】; (二)
直流電動機: A、
性質:通電流的線圈在磁場中受磁力作用連續轉動,使【電能】轉換成【力學能】的裝置。 B、
構造:
(1)
場磁鐵:【固定】的裝置 (為永久磁鐵)。
(2)
電 樞:可轉動的線圈裝置。
(3)
集電環:為兩個【半圓形】的金屬環,集電環隨同著線圈轉動。
(4)
電 刷:【電流流入或流出】處。 C、
原理:利用電流和磁場的交互作用。
(1)
電樞和磁場平行時,電樞所受的磁力【最大】。
(2)
電樞和磁場垂直時,電樞所受的磁力【最小】。
(3)
電樞每轉半圈時,電流方向需【反向】,才能繼續旋轉。
(4)
電流方向不變時,電樞最多能轉【1/2】圈。
(5)
電樞轉動的方向利用【安培右手開掌定則】決定。 D、
變因:電樞轉數和線圈的圈數成【正比】,與通入的電流強度成【正比】,與外加磁場強度成【正比】。 |
1. 磁場為西向東,則一條鉛直導線,電子流由下至上時,此導線受力的方向朝【南】方。 2. 磁場由上至下,一條南北方向的水平導線,電子流由北至南時,此導線受力方向朝【西】方。 3. 磁場為南向北,一條東西方向的水平導線,電流由東至西時,此導線受力方向朝【下】方。 4. 磁場為南向北,一條鉛直方向的導線,電流由下至上時,此導線受力方向朝【西】方。 5. 磁場為下向上,一條東西方向的水平導線,電流由東至西時,此導線受力方向朝【北】方。 6. 磁場為上向下,一條東西方向的水平導線,電子流由北至南時,此導線受力方向朝【西】方。 7. 磁場為南向北,一條東西方向的水平導線,電子流由西至東時,此導線受力方向朝【下】方。 8. 磁場為北向南,一條東西方向的水平導線,電流由東至西時,此導線受力方向朝【上】方。 9. 磁場為東向西,一條南北方向的水平導線,電流由南至北時,此導線受力方向朝【上】方。 10. 磁場為南向北,一條東西方向的水平導線,電子流由東至西時,此導線受力方向朝【上】方。 11. 磁場為南向北,一條鉛直方向的導線,電子流由上至下時,此導線受力方向朝【西】方。 12. 磁場為東向西,一條鉛直導線電流由下至上時,此導線受力方向朝【南】方。 13. 磁場為下向上,一條東西方向的水平導線,電流由西至東時,此導線受力方向朝【南】方。 14. 磁場為南向北,則一條鉛直方向的導線,電子流由下至上時,此導線受力方向朝【東】方。 15. 磁場為下向上,一條鉛直導線電流由南至北時,此導線受力方向朝【東】方。 16. 磁場為西向東,一條鉛直導線,電子流由上至下時,此導線受力方向朝【北】方。 17. 磁場為下向上,一條東西方向的水平導線,電子流由西至東時,此導線受力方向朝【北】方。 18. 磁場為東向西,一條鉛直導線電流由上至下時,此導線受力方向朝【北】方。 19. 磁場為南向北,一條鉛直方向的導線,電流由上往下時,此導線受力方向朝【東】方。 20. 磁場為上至下,一條南北方向的水平導線,電流由北至南時,此導線受力方向朝【東】方。 21. 磁場為南向北,一條東西方向的水平導線,電流由西至東時,此導線受力方向朝【上】方。 22. 磁場為北向南,一條鉛直方向的導線,電流由上至下時,此導線受力方向朝【西】方。 23. 磁場為上向下,一條東西向導線,電子流由西至東時,此導線受力方向朝【南】方。 24. 磁場為北向南,一條東西方向的水平導線,電子流由西至東時,此導線受力方向朝【上】方。 25. 磁場為西向東,一條鉛直導線電子流由上至下時,此導線受力方向朝【北】方。 26. 磁場為東向西,一條鉛直方向的導線,電子流由上往下時,此導線受力方向朝【南】方。 27. 磁場為下至上,一條南北方向的水平導線,電子流由北至南時,此導線受力方向朝【東】方。 28. 磁場為北向南,一條東西向導線,電流由東至西時,此導線受力方向朝【上】方。 29. 磁場為西向東,一條鉛直方向的導線,電子流由上往下時,此導線受力方向朝【北】方。 30. 磁場為南向北,則一條鉛直方向的導線,電流由下至上時,此導線受力方向朝【西】方。 |
(
)1.磁鐵 及導線裝置如圖,接成通路後導線 ab受力情形為 【答案】:(B) 【解析】: (
)2.某導線通入一定的電流,則導線與磁場方向的交角分別為0°、30°、60°、90°時,何者受磁力最大? 【答案】:(D) 【解析】: (
)3.如圖,電流迴路之AB段位於馬蹄形磁鐵之二磁極間,當電鍵K壓下時,AB段受力之方向為 【答案】:(C) 【解析】: (
)4.某導線方向與磁場垂直,則導線分別通入 【答案】:(C) 【解析】: (
)5.右邊所列各圖中垂直紙面的導線置於磁場中,☉代表導線中的電流方向垂直於紙面向上,○代表導線中電流方向垂直於紙面向下,則導線受力的方向下列何者正確? 【答案】:(B) 【解析】: (
)6.如右圖,磁鐵塊及導線ab均為南北向,當通以電流時,導線ab受力的情況如何? 【答案】:(A) 【解析】: (
)7.通有電流的導線,在磁場中與磁場垂直時,必有磁力推動導線,如磁場方向是由西向東,電流方向是由北向南,則磁力方向為 【答案】:(D) 【解析】: (
)8.如圖,一直導線懸於兩磁極中間,其長度方向與磁場方向垂直。當導線上通有電流時(電流方向如圖),則導線因電磁感應所受力的方向為 【答案】:(B) 【解析】: (
)9.電動機是將 【答案】:(D) 【解析】: (
)10. 如右所列(甲)、(乙)、(丙)三線圈何者沿順時鐘方向轉動? 【答案】:(C) 【解析】: (
)11. 將一條通有電流之長直導線置於磁場中,則 【答案】:(D) 【解析】: (
)12. 右圖表示電動機運轉之三個階段,那一個階段線圈受力矩最小? 【答案】:(B) 【解析】: (
)13. 如圖,載流導線置於磁場中,則導線受力方向為圖中的那一方向? 【答案】:(C) 【解析】: (
)14. 於地球赤道表面附近,一束電子流自東向西水平射出,則該束電子流受地球磁場影響(不計重力)將往何方偏向? 【答案】:(A) 【解析】: (
)15. 如圖,將一電子水平射入一磁鐵的兩磁極之間,射入方向與磁場方向垂直,則電子射出後的運動方向將 【答案】:(B) 【解析】: (
)16. 有關電流與磁場之敘述,下列何者有誤? 【答案】:(B) 【解析】: (
)17. 在地球上某處之磁場為水平向北的方向,該處有一與地面垂直之導線,導線內電流向上,則導線所受磁力方向為 【答案】:(D) 【解析】: (
)18. 如圖,在紙面上二條平行無限長直線導線,各載有同向之電流I1、I2,則載有I2 電流之導線在P點所建立的磁場方向與I1、I2導線間的作用(磁)力為 【答案】:(D) 【解析】: (
)19. 若你所在的房間有方向向下的磁場存在,一做直線運動的電子向你飛來,從你對面的窗口進入房間,電子因受磁力而偏向你的 【答案】:(C) 【解析】: (
)20. 電動機轉動方向可應用 【答案】:(A) 【解析】: (
)21. 水平擺放一矩形的銅線abcd,在迴路中央放置一金屬棒PQ,接一電池後均通有電流(如圖)。金屬棒PQ受到bc、da的電流所產生的磁場作用,所受的磁力 【答案】:(B) 【解析】: (
)22. 電動機電樞轉動的快慢決定於下列那些變因? 【答案】:(D) 【解析】: (
)23. A、B二長直導線平行相鄰放置,通有大小相等方向相反的電流,如圖,圖中○及☉表示導線截面及導線中電流流入及流出紙面,下列敘述何者為正確? 【答案】:(C) 【解析】: (
)24. 於一根無限長之導線旁置一矩形線圈,兩者均通以電流I(如圖),則矩形線圈受力的情況是 【答案】:(D) 【解析】: (
)25. 當無限長之長直導線有電流通過,在其四周產生磁場,下列敘述何者正確? (甲)磁場強度與過的電流強度成正比 (乙)離開導線愈近,其磁力線愈疏 (丙)磁場方向為電流的方向而改變 (丁)磁力線環繞導線而成同心圓排列 (戊)若其附近有另一平行線載有同方向電流的導線,則兩導線會相排斥。 【答案】:(B) 【解析】: (
)26. 如圖,載流導線之電流方向由左至右,電子束在導線上方沿電流方向入射,則電子束會偏向何方? 【答案】:(A) 【解析】: (
)27. 在赤道附近某處的地表面,磁偏角及磁傾角均為0,若將一直的載流導線水平放置上述地表,並使電流流向由西向東,則此導線所受磁力之方向為 【答案】:(C) 【解析】: (
)28. 曉敏設計一個玩具,拿兩條平行導線當鐵軌,上面放一個空心銅筒,電流可以由銅筒通過,形成通路。當在軌道的上下安置一個磁場時(如圖)。 【答案】:(A) 【解析】: (
)29. 如圖,長導線的電流I1方向由南至北,AB段導線的電流I2方向由東至西,AB段導線受電流I1產生的磁場作用,受力應向那一方向? 【答案】:(C) 【解析】: (
)30. 如圖,一電流I1由下鉛直向上,其左方另以細導線水平懸掛一段AB導線,並通由東向西電流I2,AB導線受到I1產生磁場作用,受力方向為何? 【答案】:(A) 【解析】: (
)31. 一根導線上之電子迎面而來,將此導線置於一向下之磁場,則此導線受力的方向如何? 【答案】:(B) 【解析】: (
)32. 如圖,一載有電流Ⅰ的長直導線甲,附近有載同方向,同電流Ⅰ的兩直導線乙、丙,距離甲各為r1、r2,且r1>r2,下列何者正確? 【答案】:(D) 【解析】: (
)33. 若是想要了解通有電流導線所受到磁力的方向,則可以利用下列何種定則判斷? 【答案】:(C) 【解析】: (
)34. 已知磁鐵接近通有電流的導線時,會影響導線偏離或是接近磁鐵,請問磁場方向和導線兩者如何安排時會使導線所受的作用力最大? 【答案】:(D) 【解析】: (
)35. 一電子束由地面沿著鉛直的方向朝向空中射出時,會受地磁影響而導致偏向何方前進? 【答案】:(A) 【解析】: (
)36. 關於右手開掌定則判斷導線和磁場方向之間的受力關係,下列哪一敘述是正確的? 【答案】:(A) 【解析】: (
)37. 珮珮將一電流由右往左的導線置於由下往上的磁場中,她應該會發現導線向何種方向偏移? 【答案】:(D) 【解析】: (
)38. 若一電子束沿著地面上由地磁南極向地磁北極的方向射出,則地磁將會影響此電子束向何種方向偏移? 【答案】:(D) 【解析】: (
)39. 如圖,康康將磁鐵的N極懸掛在線圈的上方,並使磁鐵左右擺動,請問線圈上的檢流計會如何偏轉? 【答案】:(C) 【解析】: (
)40. 赤道上東西向水平放置一條導線,若導線通由西向東的電流,則導線因地磁作用受到向何方的磁力? 【答案】:(C) 【解析】: (
)41. 若你所在之處有方向向上的磁場存在,一做直線運動的電子向你飛來,此時電子因受磁力影響會偏向你的哪一方? 【答案】:(B) 【解析】: (
)42. 太陽輻射線中,含有會傷害生物的帶電粒子,但我們卻能安然生活在地球上,並可在南、北兩極區內欣賞到美麗的極光。何種力量把帶電粒子引到兩極區,並和大氣碰撞產生極光? 【答案】:(A) 【解析】: (
)43. 磁鐵及導線裝置如圖,接成通路後,導線 ab 受力的方向為何? 【答案】:(C) 【解析】: ( )44. 在地球赤道表面附近,有一束電子流沿水平方向由西向東射出,則該電子流受地球磁場的影響,其運動路徑將偏向何方? 【答案】:(D) 【解析】: (
)45. 如圖,一直導線懸於兩磁極中間,其長度方向與磁場方向垂直。當導線上通有由南向北的電流,如圖,則導線受到磁場的作用,所受磁力的方向為何? 【答案】:(C) 【解析】: ( )46. 馬達在外接直流的電源後,為了持續不斷地轉動,其鐵芯中間的金屬環形狀為何? 【答案】:(B) 【解析】: (
)47. 帶負電粒子從甲方向由南向北水平射入垂直的磁場中,因磁力作用,粒子向東方彎曲,則下列何者正確? 【答案】:(B) 【解析】: ( )48. 當對馬達的線圈通以電流的時候,請問線圈的兩側受力方向相差幾度? 【答案】:(C) 【解析】: (
)49. 如圖,A、B 兩長直導線載有相等的電流,其電流方向均為由南向北,B 導線會受到 A 導線之電流產生的磁場作用,B 導線的受力方向為何? 【答案】:(B) 【解析】: (
)50. 在一根無限長之導線旁邊放置一矩形線圈,二者均通以電流 I,如圖,則線圈受力的方向為何? 【答案】:(A) 【解析】: (
)51. 將一條通電流的長直導線置於磁場中,則會如何? 【答案】:(D) 【解析】: (
)52. 一線圈呈水平狀態,線圈上之電流方向如圖。若觀察者從 A 往 B 的方向看,則見線圈在磁力的作用下,所受的合力矩為何? 【答案】:(C) 【解析】: (
)53. 一線圈呈水平狀態,線圈上之電流方向如圖。當線圈轉動 90 度,且觀察者從 A 往 B 的方向看,則見呈垂直狀態的線圈在磁力的作用下,所受的合力矩為何? 【答案】:(A) 【解析】: (
)54. 利用右手開掌定則來設計的儀器有哪些? 【答案】:(D) 【解析】: (
)55. 如圖,當I1、I2通以電流後則AB導線受到I1的磁場方向及受周圍磁場作用而所受磁力的方向各為何? 【答案】:(D) 【解析】: (
)56. 若兩條平行導線通有同方向的電流,則下列敘述何者正確? 【答案】:(C) 【解析】: (
)57. 如圖裝置,甲、乙為上下直立放置的銅線,丙為東西向的銅線,丙銅線兩端的環與甲乙銅線互相接觸,若要使丙銅線受磁力而向上升高,必須通以何方向的磁場? 【答案】:(B) 【解析】: (
)58. 將載流直導線,以不同方式置於由南向北之水平磁場中,則下列有關導線受磁力方向的敘述,何者正確? 【答案】:(C) 【解析】: (
)59. 如右圖,已知電路接通後金屬線受到向左的作用力,則對U型磁鐵的敘述何者正確? 【答案】:(A) 【解析】: (
)60. 如右圖,水平桌面上置有兩塊永久磁鐵,其中一線圈呈水平狀態,線圈上之電流方向如箭頭,若觀察者看見線圈在磁力的作用下順時鐘旋轉,則磁鐵的甲、乙兩極各是何種磁極? 【答案】:(A) 【解析】: (
)61. 小明取一組場磁鐵,中央放一個可轉動的矩形線圈,通直流電使之產生排斥而轉動,如圖,則: 【答案】:(C) 【解析】: (
)62. 小羅取一段粗導線,兩端用柔軟細導線作成鞦韆狀,懸掛水平,然後將其置於由下向上的磁場中並連接於乾電池上,如圖,根據這樣的裝置,下列有關該實驗的相關敘述,何者錯誤? 【答案】:(C) 【解析】: (
)63. 如圖,圓形區域是一垂直紙面向下的磁場,質子由西北向東南沿平行紙面的方向等速前進,則當質子進入磁場後,其受力方向為何? 【答案】:(A) 【解析】: (
)64. 電流具磁效應,放進一磁場將受交互作用力,將下列裝置放入一磁場,哪一項不受作用力? 【答案】:(D) 【解析】: (
)65. 晴晴在家中做電磁鐵實驗,如圖,按下開關時,迴紋針應如何運動?(摩擦力很小) 【答案】:(B) 【解析】: |
二、填充題: 1.
有一根導線在均勻磁場中,當所通的電流是由下至上時,有人見這條導線在正前方離他而去,則他所見的磁場方向是指向【右】方。 2.
將直導線依羅盤指示的南北來放置,如圖(一),請回答下列問題: (1)
導線通由南向北的電流,此載流導線受地磁的作用力為何? (2)
承上題,在導線上方平放一羅盤,羅盤磁針受磁力作用偏轉,情形如圖(二)。若受地球磁場的作用力為F1,受電流產生的磁場作用力為F2,合力為F(圖二),則F1/F2的比值為【4/3】。 (3)
承(2),若將電流加大,則其F1/F2的比值將 3.
載流導線的方向與磁場方向【平行】時不受力,導線與磁場方向【垂直】時受力最大。 4.
當電流與磁場方向垂直,磁場方向由下向上,且電流由南向北通入導線時,導線就向【東】移動。 5.
右圖中,一電流I1由下而上,另有兩細導線AB及A'B',分別置於I1的東西兩邊,AB通以由西向東的電流I2,A'b'通以由南向北的電流I3,試回答下列問題: (1)
AB導線受到I1產生的磁場作用場作用,其受力方向應 (2)
A'B'導線受到I1產生的磁場作用,其受力方向應 (3)
在I1的東邊置一磁針,則磁針的N極指向【北方】。 6.
如圖,○為帶電電荷,其旁邊的箭頭表示電荷移動方向,則此電荷受力垂直紙面向上者為為【AD】,垂直紙面向下者【C】,不受力者為【B】。 7.
如圖,馬蹄形磁鐵的線圈中通有箭矢方向的電流,磁鐵中間置一水平粗銅線,試回答下列問題: (1)
馬蹄形磁鐵的磁場方向為向【下方】。 (2)
粗銅線受力的方向為【左方】。 8. 下列三圖中,置於磁場中之金屬導體通電後所受之磁力方向各如何?
(甲):【右方】;
(乙):【左方】;
(丙):【左方】。 9. 請標出右圖(二)(三)中,分別指出場磁鐵為N極或S極: (1)
圖(二)A為【S】極, (2)
圖(三)B為【N】極。 10. 導線電流愈小,在磁場中受力愈【小】,外界磁場愈強,導線在磁場中受力愈【大】。 11. 如圖,c代表導線受力方向,根據右手開掌定則,a代表【電流】方向,b代表【磁場】方向。 12.
兩條長直導線x、y平行固定穿過一紙面abcd,導線通有 (1)
導線Y在導線X處迼成的磁場方向為甲、乙、丙、丁中的那一個方向【丙】。 (2)
導線Y(在導線X迼成的磁場中)受力方向為A、B、C、D的那一個方向?【B】。 (3)
若導線x、Y間隔 (4)
承(3),P、Q兩點的磁場方向何者正確? 13.
圖中導線長度相同,同時置於均勻向下的磁場中,則導線受磁力由大而小為【C>D>B>A】。 14. 以兩細線將一直導線懸於兩磁極中,導線長度方向和磁場方向垂直,如上圖,當導線通電流時,導線受力的方向朝【左方】。 15. 試回答下列各問題: (1)
將A、B兩種不同的帶電粒子A與B,水平射入電場中,如右圖一所示結果粒子A因電力之作用而向上彎曲,B粒子向下彎曲,由此可知A粒子必帶【負電】,B粒子必帶【正電】。 (2)
如果將此兩種帶電粒子水平射入水平磁場中如圖二,則因磁力之作用,A粒子必向【上方】彎曲,B粒子則向【下方】彎曲。 |