作者rheumatism (風濕爺)
看板Physics
標題Re: [問題] 線圈與磁鐵作用力
時間Mon Apr 17 22:37:01 2023
※ 引述《Zachngan (zachngan)》之銘言:
: 【出處】112學年度身心障礙學生升學大專校院甄試
: 【題目】
: 某生在一空心膠管中放入一個強力磁鐵,並將外皮絕緣的導線繞在該空心膠管中段的外圍
: ,做成線圈。依據上述裝置,回答11題。
: 11.將膠管與線圈沿南北方向水平靜止放置,並加以電流,且強力磁 鐵位於北側近開口處
: 。若某生的視線自南側沿著中心軸向北觀察 線圈電流,為順時針方向,則下列有關磁鐵
: 與線圈之間作用力的 敘述,何者正確?
: (A) 不論磁鐵N極方向為何,都會受到指向南方的圈作用力
: (B) 不論磁鐵N極方向為何,都會受到指向北方的線圈作用力
: (C) 磁鐵N極朝北,會受到指向北方的線圈作用力
: (D) 磁鐵N極朝北,會受到指向南方的線圈作用力
: 【瓶頸】
: 我的想法是依據右手定則,我可以知道磁場方向是由南極指向北極的(也就是說從線圈內
: 部指向線圈外部),而我的理解是放置在北端的磁鐵,它的N極朝北會因此受到指向北方的線圈作用力。
: 所以我以為答案應該是(C),但正解給(D)。想問我哪裡出問題了?
: 謝謝!
這題是典型的很假會升學考題
假會 = 語言能力差的老師,出的自以為很有變化性的題目,但讀者看不懂啥米碗糕
我讀了好幾遍,簡化成以下幾個重點
1. 要懂電流方向,用安培右手定則判斷電磁鐵的磁力線
2. 中空管內的磁力線
3. 題目的"強力磁鐵",真的是假會中的假會,完全沒意義,改用指南針替代
依照上述的3點,畫的示意圖如下:
https://imgur.com/a/0pjzFMF
紅色代表漆包線、綠色代表安培右手定則、藍色是磁力線
因為電磁鐵的磁力線是封閉狀,所以外部與內部的指南針,N極方向正好相反
外部的指南針,N極指向南方
內部的指南針,N極指向北方
如果只是上述的假會,都還可以忍受,假會只有更假,沒有最假
第2波假會是線圈的指向
1. 若以安培右手定則定義導線線圈指向,應是指北
2. 若以磁力線判斷線圈指向,管外的磁力線往南,管內的磁力線往北,形成封閉迴圈
封閉迴圈要如何判斷指向南或北?
第3波假會是指南針受力
在導線沒有通電時,管內的指南針的N極指向北方
導線通電後,管內的指南針還乖乖的指向北方
這還要討論受什麼力?
回到原命題,管子裡放強力磁鐵,先請命題老師檢討管徑大小、磁鐵尺寸、摩擦力
只能說狗屁不通了
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※ 編輯: rheumatism (180.217.39.220 臺灣), 04/17/2023 22:40:00
1F:推 Zachngan: 謝謝r大 第一眼看到題目真的有點好奇這種題目出給身障生 04/18 11:00
2F:→ Zachngan: 是否真的有所謂的信度效度與鑑別度 04/18 11:01
3F:推 phterm: 其實題目沒有那麼複雜 只要把圖畫出來(題目有附圖嗎?) 04/18 14:06
4F:→ phterm: 線圈的磁效應的N極在北方 磁鐵放在線圈北方 04/18 14:07
5F:→ phterm: 所以答案(D)磁鐵的N極向北時 S極比較靠近線圈的N極 04/18 14:09
6F:→ phterm: 受到線圈的吸引力向南 04/18 14:09
7F:→ Zachngan: p大 可是線圈中的電流方向和磁鐵的N極方向是相同的 04/18 15:02
8F:→ Zachngan: 根據冷次定律,線圈會抗拒磁通量的改變 04/18 15:03
9F:→ Zachngan: 所以當磁鐵的N極朝向北方時,線圈會產生一個磁場 04/18 15:05
10F:→ Zachngan: 而這個磁場方向會和磁鐵N極朝向相反 吧(? 04/18 15:05
11F:推 yvb: 回文的原PO可能漏看了 "強力磁鐵位於北側近開口處" 這句, 04/18 18:45
12F:→ yvb: 才會有第3波那段的問題. 04/18 18:47
13F:→ yvb: 此外, 上網查一下, 11 和 12 題是題組, 12 題是感應電流, 04/18 18:49
14F:→ yvb: 把強力磁鐵換成指南針就會有問題了吧. 04/18 18:50
15F:→ yvb: 且若這題電流方向相反,指南針指針會變動,那題目就變得很奇怪. 04/18 18:53
16F:→ rheumatism: 這題用指南針舉例,方便結合磁力線說明 04/18 18:57
17F:→ rheumatism: 題目的弔詭處在於,強力磁鐵是在管內,靠近北側開口處 04/18 18:58
18F:→ rheumatism: 所以還是在管內 04/18 18:58
19F:→ rheumatism: 因此,強力磁鐵的N極在線圈通電後,還是指著北方 04/18 18:59
20F:→ rheumatism: 而且題目沒有定義強力磁鐵初始的擺置 04/18 18:59
21F:→ rheumatism: 已知條件過少,管子卻是幾何上的拘束條件 04/18 19:00
22F:→ rheumatism: 若依照題目所述,強力磁鐵只是放在管內,會被管子卡住 04/18 19:01
23F:→ yvb: "導線繞在該空心膠管中段的外圍","強力磁鐵位於北側近開口處" 04/18 19:01
24F:→ rheumatism: 某生在一空心膠管中放入一個強力磁鐵 04/18 19:02
25F:→ yvb: 一個在中段, 一個在北側. 好像沒什麼問題. 04/18 19:02
26F:→ rheumatism: 我服了出題老師,這種中文能力真的會讓考生崩潰 04/18 19:03
27F:→ rheumatism: 但是,如果一共有兩個強力磁鐵,再加上線圈電流 04/18 19:04
28F:→ rheumatism: 磁場要怎麼畫? 04/18 19:04
29F:推 yvb: 放在11題外的那段文字也給12題使用. 題組有時就是這樣牽強. 04/18 19:05
30F:→ rheumatism: 以及,"指向南方的線圈",我始終看不懂這句 04/18 19:06
31F:→ yvb: 是: 指向南方 的 線圈作用力 04/18 19:09
32F:→ rheumatism: 但線圈的磁力線,以安培右手定則,不是指向北方? 04/18 19:11
33F:→ rheumatism: 我放棄掙扎了,大學電磁學都沒這題難 04/18 19:12
34F:→ yvb: 呃, 意思是強力磁鐵會受到什麼方向的作用力. 04/18 19:13
35F:→ yvb: 或許那些出題教授的英文比中文流利... XD 04/18 19:14
36F:→ rheumatism: 這題的中文太詭異,還好我已經畢業了 04/18 19:16
37F:→ rheumatism: 考大學的考題是大學教授出題?我以為是高中老師 04/18 19:17
38F:→ rheumatism: 若以題型來說,大學教授的思維不會設計這種題目 04/18 19:18
39F:→ rheumatism: 反而比較像高中老師出題 04/18 19:18
40F:推 yvb: 這就不清楚了. 主辦學校是中央大學, 還要去找高中老師出題? 04/18 19:20
41F:→ rheumatism: 因為高中的電磁學很簡單,高中老師能掌握教材深淺 04/18 19:21
42F:→ rheumatism: 如果由大學教授出題,可能超過高中教材的框架 04/18 19:22
43F:推 yvb: 可是印象聯考及指考入闈, 都是大學教授, 另邀幾名高中老師... 04/18 19:31
44F:→ rheumatism: soga 04/18 20:17
45F:→ rheumatism: 那我就更猜不透管子裡放強力磁鐵的用意 04/18 20:18
46F:→ rheumatism: 導線通電是電磁鐵,鐵芯無須有永磁性 04/18 20:19
47F:→ rheumatism: 電磁鐵的磁場強度由電流決定,這樣出題組才有意義 04/18 20:19
48F:→ rheumatism: 管內放鐵芯,繞電線,通電流,靠北側附近有一個 04/18 20:20
49F:→ rheumatism: 強力磁鐵,這樣題目邏輯性會好很多 04/18 20:21
50F:推 vincent0212: 回39及40樓,身障甄試的題目是大考中心出的. 04/18 20:39
51F:→ rheumatism: 服了大考中心 04/18 21:20
52F:推 yvb: 2012舊聞是說由一大學專責,出題則研議專業單位如大考中心協助 04/18 21:31
53F:→ yvb: 所以 vincent0212 有較新的資訊顯示是誰出題的嗎? 04/18 21:34
55F:推 vincent0212: 回y大,有的. 身障甄試大學組各科的考試說明以及總論 04/18 22:08
56F:→ vincent0212: 都是大考中心出的 04/18 22:08
57F:→ vincent0212: 都是大考中心出的 04/18 22:09
59F:→ vincent0212: 此外, 身障甄試的試務工作日程表也顯示學科試題 04/18 22:12
60F:→ vincent0212: 是大考中心提供的. 例如106的: 04/18 22:14
62F:推 yvb: 若是如此, 參考大考中心的學測工作報告, 04/18 22:50
64F:→ yvb: 是由入闈的大學教授命題,高中教師及大考中心研究員協助檢視. 04/18 22:52
65F:→ yvb: 但身障甄試是否和學測的方式相同就不知道了. 04/18 22:53
66F:→ yvb: 而且在大考中心網站也沒有看到身障甄試相關的工作報告?! 04/18 22:57
67F:推 sunev: 身障甄試的考題和一般甄試考題有何不同? 04/19 00:07
68F:推 vincent0212: 回66樓,身障甄試工作報告是由中央大學陳報給教育部的 04/19 07:31
69F:→ vincent0212: 小弟曾以政資法索取相關資料但未果XD 04/19 07:34
70F:→ vincent0212: 回67樓, 因為所有障別的考生都會使用同一份試卷 04/19 07:38
71F:→ vincent0212: 所以在題目是不會出現像學測指考會有的附圖 04/19 07:39
72F:→ wohtp: 我讀起來像是線圈管很長,磁鐵一小隻。 04/19 14:34
73F:→ wohtp: 不過文字很爛是真的。永久磁鐵不是電磁線圈的一部分,應該 04/19 14:34
74F:→ wohtp: 先說完線圈配置以後再塞進去,混一起就是敘述不清。 04/19 14:34
75F:→ wohtp: 是說,題目附一張圖是很難嗎?正常不管做簡報寫paper,這種 04/19 14:34
76F:→ wohtp: 敘述不附圖一定被電到飛起來… 04/19 14:34
77F:推 yvb: 身心障礙生有一類是視覺障礙生,所以如vincent0212所說不附圖. 04/19 18:56
78F:→ wohtp: 那就更應該找專業編輯來潤稿。唉,再駡也沒用。 04/19 21:32
79F:推 Vulpix: 大考中心就那樣吧…… 04/20 06:11
80F:推 vincent0212: 突然想到大考中心曾在科學月刊上承認自己題目出得 04/20 09:13