0160104電池作用

02電磁鐵

 

電可以產生磁力

  指北針受到地磁的影響而指向南北方向,也會受到其他磁鐵的吸引或排斥。而通電的電線也會使指北針產生偏轉,讓我們透過實驗來觀察看看吧!

 

動手做

通電前、後的電線對指北針的影響

通電的電線對指北針的影響

1.連接電線與電池盒後,將電線依南北方向重疊在指北針的指針上方。

2.將電池放入電池座,使電線通電,觀察指針的偏轉情形。

3.取出電池,將電線移至指北針下方。

4.將電池放入電池座,使電線通電,觀察指針的偏轉情形。

5.取出電池,將電池盒倒轉,將電線重新移回指北針上方。

6.將電池放入電池座,使電線通電,觀察指針的偏轉情形。

 

討論

1.通電的電線為什麼會讓指北針產生偏轉?

電線通電後具有磁力,和磁鐵的磁力一樣會對指北針造成影響。

2.電池方向不變,電線分別放在指北針的上下方時,指針的偏轉情形有什麼不同?

電線放在指北針上方或下方時,指針偏轉方向剛好相反。

3.電線方向不變,改變電池連接方向時,指針的偏轉情形有什麼不同?

電池連接方向不同時,指針偏轉方向剛好相反。

 

改變電線擺放位置時,指北針的指向會相反,改變電池連接方向時,指北針的指向也會相反。通電的電線像磁鐵一樣,會影響指北針的指向,這是因為電線通電後產生磁場,受到磁場的影響,指針就偏轉了。

 

通電的線圈

通電的電線可以產生磁場,如果把電線繞許多圈,通電後一樣會產生磁性嗎?讓我們以漆包線代替電線來進行實驗。

 

動手做

製作通電的線圈

1.取一段長約8公分的吸管,在兩端標示不同的顏色。

2.將漆包線以同方向整齊的纏繞90圈在吸管上,製作成線圈。

3.漆包線的兩端保留約10公分的長度,再以砂紙將漆包線兩端的漆磨除約2公分。

4.將漆包線的兩端與電池盒連接。

5.放入電池使線圈通電後,觀察指北針靠近線圈兩端時的偏轉情形。

6.以通電的線圈靠近迴紋針,觀察線圈吸引迴紋針的情形。

 

討論

1.將通電的線圈靠近指北針,指針偏轉的情形為何?

通電的線圈會產生磁場,線圈右端為N極,會吸引指北針的S極、推斥指北針的N極;線圈左端為S極,會吸引指北針的N極、推斥指北針的S極。

 

2.將通電的線圈靠近迴紋針時,可以吸起迴紋針嗎?

通電時無法吸起迴紋針。

 

通電的線圈具有磁性,能使指北針產生偏轉,卻不足以吸起迴紋針。

 

漆包線

漆包線是在銅線的外表塗上絕緣漆,再經烘烤成形。銅線可以導電,外層的漆則不導電,所以連接電池或電線時,要將連接處的漆磨除才能通電。

因為漆包線外層的漆很薄,纏繞成線圈時體積比較小,也比較方便操作,所以電磁鐵大多以漆包線製作。

 

製作電磁鐵

  通電的線圈具有磁性,卻不足以吸起迴紋針,怎麼做可以吸起迴紋針呢?

 

動手做

製作電磁鐵

1.準備相同尺寸的木棒、鋁棒和鐵棒。

2.分別將木棒、鋁棒和鐵棒分別放入線圈中。

3.觀察通電後,線圈吸引迴紋針的情況。

 

線圈中放入不同的棒材,通電後吸起迴紋針的情形相同嗎?

不同,線圈中放入鐵棒能吸起迴紋針。

 

在線圈內放入鐵棒,通電後就和磁鐵一樣具有磁性,能吸起鐵製品,利用這種方法製作的裝置稱為電磁鐵。

 

電磁鐵的磁極

磁鐵和指北針都具有同極相斥、異極相吸的特性,電磁鐵也有相同的性質嗎?讓我們利用指北針檢測電磁鐵的磁極。

 

動手做

檢測電磁鐵的磁極

1.準備兩個指北針,使指針指向南北方向後,分別放置於未通電的電磁鐵線圈兩端。

2.放入電池使電磁鐵通電,並觀察指北針的指向。

3.將電線與線圈連接的兩端互換,觀察指北針的指向。

 

討論

1.電磁鐵通電時,線圈兩端的指北針指向如何改變?

電磁鐵通電時,指針的指北端被電磁鐵其中一端吸引,被另一端排斥。

2.電線與線圈連接的兩端互換時,指北針的指向有什麼變化?

步驟2與3的指向變化剛好相反。

3.根據指北針的指向,可以判斷電磁鐵的N極和S極嗎?

指北針的指北端為N極,會受到S極吸引;指南端為S極,會受到N極吸引。可以藉此判斷電磁鐵的磁極。

 

電磁鐵和磁鐵一樣有N極和S極,也具有同極相斥、異極相吸的特性。電磁鐵通電後才具有磁性,而且N極和S極可以改變。

 

電磁鐵的磁力

  改變線圈和電池的連接方式,就可以改變電磁鐵的N極和S極。電磁鐵的磁力強弱也可以改變嗎?想想看,有哪些因素會影響電磁鐵的磁力強弱?

電磁鐵的磁力可以藉由下列方式改變:增加纏繞的漆包線圈數、串聯兩顆電池等。

 

動手做

改變電磁鐵的磁力

1.分組討論可能影響電磁鐵磁力強弱的因素,例如:漆包線纏繞的線圈圈數、連接的電池數量等。

2.根據小組所討論的結果,選擇其中一項因素做為操作變因,並進行實驗。

***除了操作變因之外,其他的控制變因都要保持相同。

3.觀察並記錄電磁鐵的磁力強弱有何改變。

 

討論

1.電磁鐵的磁力強弱可以改變嗎?

可以。

2.有哪些因素會影響電磁鐵的磁力強弱?

增加纏繞的漆包線圈數、串聯兩顆電池等方式,都可以增強電磁鐵的磁力。

電池數量不變,改變線圈圈數時,哪一個裝置的磁力比較強?

線圈圈數90圈。

 

電磁鐵的線圈數愈多,磁力愈大,能吸引的迴紋針數量愈多。線圈圈數不變,改變電池數量時,哪一個裝置的磁力比較強?

串聯兩顆電池。

 

串聯的電池數量愈多,電磁鐵的磁力愈大,能吸引的迴紋針數量也愈多。

 

是非第一關 (25題)

是非第二關 (25題)

是非第三關 (21題)

 

選擇第一關 (25題)

選擇第二關 (25題)

選擇第三關 (13題)

 

 

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