學測物理模擬卷 V1｜第 13 題
第二部分：混合題組
甲、乙兩條完全相同的無限長直導線，互相平行且垂直穿過水平桌面，相距 d = 0.20 m 且位置始終保持固定不動。其中甲導線的電流固定為 10A；乙導線的電流則是 t < 3 s 時關閉，自 t = 3 s 起以固定速率增大。
今某生將磁場探測器放置於兩導線連線的正中央 P 點，並記錄下此磁場探測器量得的磁場大小 B，並繪製成 B-t 圖，如圖(13-1)，位置示意圖如圖(13-2)。
圖(13-1)：
圖(13-2)：
提示
正確答案
電流方向相同。
理由：P 點位於兩導線連線的正中央，距甲、乙皆 0.10 m。由 B-t 圖可知，t = 3 s 後磁場先下降、在 t = 8 s 降為零再回升，代表乙導線在 P 點產生的磁場與甲導線的磁場方向相反而可完全抵銷。對兩條電流方向相同的平行長直導線而言，在其連線的中點，兩者的磁場恰好方向相反（可相互抵銷）；若電流方向相反，則中點兩磁場同向相加、不可能出現磁場為零的情形。故甲、乙電流方向相同。
評分標準
題目：根據實驗結果判斷，甲、乙兩導線都有通電流時，電流方向為相同或相反，並說明理由。 （簡答題，文字論述；滿分 100 分） 標準答案： 電流方向「相同」。 理由：P 在兩導線連線中點（距各線 0.10 m）。B-t 圖顯示 t=3 s 後磁場先降為零（t=8 s）再回升， 代表乙在 P 點的磁場與甲的磁場方向相反、可完全抵銷。對兩條電流方向相同的平行長直導線而言， 在其連線中點兩磁場恰好反向（可抵銷）；若電流反向則中點兩磁場同向相加、不會出現磁場為零。 故兩導線電流方向相同。 評分維度與配分（只就題目要求「判斷方向＋說明理由」評分）： 1. 方向判斷正確（40 分）：答「相同」給滿分；答「相反」此項 0 分。 2. 理由論述（60 分）： - 指出 B-t 圖中磁場曾降為零（兩場抵銷）此一關鍵觀察（20 分）。 - 說明「乙的場與甲的場在 P 點方向相反才可能抵銷」（20 分）。 - 連結到「平行同向電流在連線中點磁場反向」而得出電流同向的結論（20 分）。 給分原則： - 僅答方向未說理由，最多得方向分（40 分）。 - 理由能扣住「中點磁場抵銷 → 電流同向」核心邏輯即給對應分； 用「反向電流中點磁場相加不會為零」反證亦可等值給分。
