載流導線在磁場中的受力與牛頓第三運動定律

科展類別
全國中小學科展作品
屆次
第40屆--民國89年
科別
物理科
得獎情形
第一名
學校名稱
台北市景興國中
指導老師
方培松、蔡佩芸
作者
高啟軒、劉廷楷、詹焜、陳冠廷
關鍵字
載流導線、磁場、牛頓第三運動定律

摘要或動機

在二年級理化課,當老師在介紹力時,曾經提到當一個作用力存在時,一定要存在一個受力體,也就是不可以有一物體施了力,但卻沒有物體受力。另外老師也提到,當甲對乙有作用力時,乙同時也會對甲施一作用力,此力可稱為甲對乙作用力的反作用力。而且這兩力的大小會相等,作用方向相反,但在同一直線上。老師說:這稱為牛頓第三運動定律。但在三年級理化課時,當老師介紹到將載流導線置於磁場中,若導線的電流方向與磁場方向不平行,則導線會受到一與磁場方向垂直之作用力。其方向可由右手開掌定判斷。因此我們對這定律有了一些疑問。我們的疑問在:磁場並非一具體物質或物體,磁場的存在只對磁性物質與載流導線有作用。如此,當一載流導線在磁場中受力時,是否也會產生一反作用力?如果是,它是施力於何物呢?是磁場所存在的空間嗎?不可能,因為空間不是物質,不能受力。還是施力於產生磁場的物體呢?反作用力的作用是否仍像一般反作用力的產生一樣,直接由受力體對施力體作用?力量的大小又是如何的呢?牛頓第三運動定律是否仍適用於電流與磁場的交互作用力呢?


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