電和磁子課題
IV.3 磁場與電流的磁效應
Magnetic Fields & Currents
磁場線與電流產生的磁場、F = BIL 與運動電荷受力、電動機原理
Knowledge Groups
核心考點
1. 磁場線與電流的磁場
考評提示：直導線用右手握拳定則；螺線管 B = μ₀nI
- 定義磁場線**由北極出發、回到南極**，線越密磁場越強；磁場是矢量。
- 流程載流**直導線**周圍磁場呈同心圓：用**右手握拳定則**，拇指指電流方向、四指彎曲方向即磁場繞向。
- 考評重點**螺線管**內部磁場近似均勻，方向用右手定則；**插入鐵芯可大幅增強磁場**（電磁鐵原理）。
- 易錯陷阱^^螺線管端部磁場比中部弱，「均勻」只在遠離端部時成立^^；不可一律當作整段均勻。
2. 電流與運動電荷在磁場中受力
考評提示：F = BIL sinθ；Fleming 左手定則定方向
- 公式載流導線受力 **F = BIL sinθ**，θ 為電流與磁場的夾角；**θ = 90° 受力最大，θ = 0° 受力為零**。
- 流程方向用 **Fleming 左手定則**：食指磁場、中指電流、拇指力的方向。
- 計算運動電荷受**洛倫茲力 F = Bqv**，始終**垂直於速度、不做功**，故只改變方向不改變速率；均勻場中走圓周，**r = mv/(Bq)**。
- 易錯陷阱^^θ 是電流與磁場的夾角，不是導線與磁場平面的夾角，兩者互補，極易混淆^^。
3. 電動機與電流計
考評提示：兩邊受相反力成力矩；換向器每半圈反流
- 流程矩形線圈在磁場中**兩對邊受相反方向的力，形成力矩** τ = BINA 使線圈轉動。
- 考評重點**換向器（整流子）每半圈反轉電流方向**，使力矩方向保持不變，線圈持續同向旋轉。
- 易錯陷阱^^換向器負責「換向邏輯」解決力矩反轉；電刷只引導電流接觸，不負責換向^^。
- 對比電流計利用線圈受力矩偏轉，**偏轉角與電流成正比**；**並聯分流電阻→電流表，串聯高電阻→電壓表**。
常見題型 · scoring points
試解釋直流電動機如何持續向同一方向轉動（3 分）
- 線圈兩對邊在磁場中受相反方向的力，形成力矩使線圈轉動（1 分）。
- 線圈轉過磁場平面後，換向器把電流方向反轉（1 分）。
- 電流反轉使力矩方向維持不變，故線圈持續向同一方向旋轉（1 分）。
電和磁 其他子課題
關於本文：由 DSE 神器團隊整理，資料以香港考試及評核局（HKEAA）最新公佈為準。最後更新：2026 年 6 月。想隨時隨地溫習？下載 DSE Physics 神器 App。
