0260104電磁作用
02電磁鐵
2-1電可以產生磁
指北針的指針會受到磁鐵和地球磁性的影響而偏轉，還有其他原因會使指針偏轉嗎？用電線靠近指北針，觀察指針有什麼現象？
用通電的電線靠近指北針時，會使指針偏轉。
通電前、後的電線對指北針的影響
1.將沒有通電的電線，沿著南北方向放在靜止的指北針上方，觀察指針會不會偏轉？
2.重複步驟1，改用通電的電線放在指北針上方，觀察指針的偏轉情形。
指針箭頭順時針（往東）偏轉
討論
1.將沒有通電的電線放在指北針上方，指針會偏轉嗎？
沒有通電的電線，無法使指北針的指針偏轉。
2.將通電的電線放在指北針上方，指針會偏轉嗎？
通電的電線，會使指北針的指針偏轉。
電流可以產生磁場
19世紀前，人們認為電與磁是兩種毫不相關的現象。西元1820年，丹麥物理學家奧斯特（Hans Christian Oersted,西元1777～1851年）發現通電的電線可以使磁針偏轉。奧斯特後來進一步證實，電流可以產生磁場。
通電的電線會使指北針的指針偏轉。改變電流方向或電線的擺放位置，會影響指針的偏轉方向嗎？
改變電流方向或電線的擺放位置，指針的偏轉方向也會改變。
通電的電線對指北針的影響
1.將通電的電線沿著南北方向放在指北針上方，觀察指針箭頭的偏轉情形。
電流方向由北往南，指針箭頭順時針（往東）偏轉。
2.將電池盒倒轉，改變電池正、負極擺放方向，再重複步驟1，觀察指針箭頭的偏轉情形。
電池正、負極反過來放，電流方向由南往北，指針箭頭偏轉方向會變成逆時針（往西）偏轉。
分別將通電的電線沿著南北方向放在指北針上、下方，觀察指針箭頭的偏轉情形。
同步驟1，電流方向由北往南，指針箭頭順時針（往東）偏轉。
電流方向由北往南，電線放在指北針下方，指針偏轉方向會和電線擺在指北針上方的偏轉情形相反，變成逆時針（往西）偏轉。
討論
1.電線擺放位置不變，改變電池正、負極的擺放方向，指北針的指針箭頭偏轉方向會改變嗎？
通電的電線擺放位置不變，改變電流的方向，指北針的指針箭頭偏轉方向會相反。
2.電流方向不變，電線分別放在指北針上方和下方時，指北針的指針箭頭偏轉方向有什麼變化？
電流方向不變，改變通電的電線擺放位置，指北針的指針箭頭偏轉方向也會相反。
電線擺放位置不變，改變電流方向時，指北針的指針箭頭偏轉方向會相反。電流方向不變，改變電線的擺放位置時，指北針的指針箭頭偏轉方向也會相反。
通電的電線具有磁性，像磁鐵一樣會影響指北針的指針偏轉情形，如果把電線繞成很多圈，通電後是否也具有磁性？可以吸引迴紋針嗎？讓我們以漆包線代替電線來進行實驗。
通電的線圈具有磁性，會使指北針的指針偏轉，但磁力微弱，無法吸起迴紋針。
漆包線
漆包線是在銅線外表覆蓋絕緣漆。銅線可以導電，但外層的漆不導電，所以連接電池或電線時，應先將漆包線上的漆磨除才能通電。
漆包線越粗，通過的電流越大；漆包線越細，通過的電流越小。但漆包線太粗不易纏繞，且線圈通電後會發熱產生高溫，操作時較危險；太細的漆包線通過的電流則較小，操作時不易觀察，故漆包線不宜過粗或過細，線徑大約0.45～0.6mm的漆包線最適合。
通電線圈吸引迴紋針的情形
1.分別在長約8公分的吸管兩端標示黃色、藍色。
2.在吸管上以同一方向纏繞90圈漆包線。
3.用膠帶固定吸管兩端的漆包線，再用砂紙磨除兩端漆包線表面的漆約5公分長，線圈就完成了。
4.將線圈兩端分別接 上電池的正、負極， 用線圈標示藍色的一端靠近指北針，觀察指針箭頭的偏轉情形。
5.改用線圈標示藍色的一端靠近迴紋針，觀察線圈吸引迴紋針的情形。
此處延續步驟4，藍色端為S極，以S極靠近迴紋針時，因通電線圈磁力微弱，不足以吸起迴紋針。
6.改變電流的方向，再將線圈標示藍色的一端靠近迴紋針，觀察線圈吸引迴紋針情形。
此處延續步驟5，改變電流方向，
將線圈藍色端改為連接電池負極，黃色端改為連接電池正極，則藍色端變為N極，
以N極靠近迴紋針時，因通電線圈磁力微弱，同樣不足以吸起迴紋針。
討論
1.將通電線圈靠近指北針，指針箭頭偏轉情形如何？
線圈通電後會產生磁性，兩端分別形成N極和S極。
若以S極靠近指北針指針箭尾，因與指針S極相斥，故指針箭頭微微偏轉；
若以N極靠近指北針指針箭尾，因與指針S極相吸，故指針不會偏轉。
2.將通電線圈靠近迴紋針，可以吸起迴紋針嗎？
通電線圈磁力微弱，無法吸起迴紋針。
3.改變電流方向後，再將線圈靠近迴紋針，可以吸起迴紋針嗎？
改變電流方向後，通電線圈的磁極會和原來的相反，但磁力同樣微弱，無法吸起迴紋針。
通電的線圈具有磁性，但線圈通電後靠近迴紋針，卻不足以吸起迴紋針。當電流的方向改變後，再將線圈靠近迴紋針時，也無法吸起迴紋針。
2-2電磁鐵的特性
線圈通電後不足以吸起迴紋針。怎麼做可以吸起迴紋針？
通電的線圈雖然具有磁性，但磁力微弱，無法吸起迴紋針。在線圈中加鐵製品（鐵棒或鐵釘），通電後可以吸起迴紋針。
製作電磁鐵
1.分別將相同長度的木棒、鋁棒和鐵棒放入線圈中。
2.通電後，觀察線圈吸引迴紋針的情形。
3.再關閉電源，觀察線圈吸引迴紋針的情形。
討論
1.在線圈中放入哪一種材質的棒子，通電後可以吸引迴紋針？
在線圈中放入鐵棒，通電後可以吸引迴紋針。木棒、鋁棒都不能增加線圈的磁力。
2.接續上題，關閉電源一段時間後，它還能吸引迴紋針嗎？
關閉電源一段時間後，電磁鐵無法吸引迴紋針。
在線圈內放入鐵棒，通電後就和磁鐵一樣具有磁性，可以吸引鐵製品，利用這種方法製作的磁鐵稱為電磁鐵。斷電一段時間後，它的磁性也會跟著消失。
電磁鐵通電後和磁鐵一樣具有磁性，可以吸引迴紋針。磁鐵具有同極相斥、異極相吸的特性，所以可以吸引或排斥指北針的指針。電磁鐵也有相同的特性嗎？
電磁鐵通電後具有磁性，跟磁鐵一樣具有N極、S極，也具有同極相斥、異極相吸的特性。
電磁鐵的磁極
1.將兩個指北針平放，待指針靜止時，將電磁鐵平移靠近指北針，觀察指針的偏轉情形。
本電磁鐵黃色端為S極，藍色端為N極， 分別吸引指北針的N極和S極。
2.改變電流的方向，再重複步驟1，觀察指針偏轉情形的變化。
改變電流方向後，本電磁鐵黃色端變成N極，藍色端變成S極，分別吸引指北針的S極和N極。
討論
1.上面的實驗中，電磁鐵兩端分別會吸引指針的哪一極？
電磁鐵的兩端會產生不同的磁極，分別吸引指北針的N極與S極。
2.改變電流的方向，電磁鐵兩端的磁極也會改變嗎？
改變電流的方向，電磁鐵兩端的N極與S極也會相反。
電磁鐵會吸引指北針N極的一端是S極；會吸引指北針S極的一端是N極。當電流的方向改變，電磁鐵的磁極也會跟著改變。
2-3怎樣改變電磁鐵的磁力
電磁鐵通電後才具有磁性，而且電流方向改變，磁極也會跟著改變。想一想，電磁鐵的磁力大小也能改變嗎？有哪些因素會影響電磁鐵的磁力大小？
線圈的纏繞圈數會影響電磁鐵的磁力大小，可以從吸起迴紋針的數量，比較出電磁鐵的磁力大小。
線圈圈數對電磁鐵磁力的影響
1.用相同的漆包線，分別在吸管上纏繞成30圈和90圈的線圈，並磨除漆包線兩端的漆。
2.在30圈的線圈內放入鐵棒，連接一個電池，通電後，看看它能吸起幾支迴紋針？
3.重複步驟2，改以90圈的電磁鐵靠近迴紋針，看看它能吸起幾支迴紋針？
討論
1.電磁鐵吸引迴紋針的數量，和磁力大小有什麼關係？
電磁鐵吸引迴紋針的數量越多，表示電磁鐵的磁力越大。
2.電磁鐵線圈的圈數，和磁力大小有什麼關係？
電磁鐵線圈的圈數越多，吸起的迴紋針數量越多，表示電磁鐵的磁力越大。
電磁鐵的線圈數越多，磁力越大，能吸引的迴紋針數量越多。
增加電池的數量，會使電磁鐵的磁力更大嗎？
電磁鐵必須通電才有磁性，因此串聯電池的數量會影響電磁鐵的磁力大小。
電池數量對電磁鐵磁力的影響
1.用90圈的電磁鐵，分別連接一個電池和串聯兩個電池。
2.試一試，分別能吸起幾支迴紋針？
討論
增加串聯的電池數量，電磁鐵吸引迴紋針的數量有什麼變化？
電池串聯的數量增加時，電磁鐵可以吸起的迴紋針數量也變多了。
串聯的電池數量越多，電磁鐵的磁力越大，能吸引的迴紋針數量也越多。
二、將電線沿著南北方向放在靜止的指北針上方，通電後，指針偏轉情形如圖一 所示， 請回答下列問題。
1.改變電流的方向
延續圖一，改變電流的方向，通電後，指北針的指針箭頭偏轉情形會改變嗎？請在圖二指北針旁的適當位置，以箭頭表示指針箭頭的偏轉方向。
2.改變電線的擺放位置
延續第50頁圖一，改將電線放在指北針下面，通電後，指北針的指針箭頭偏轉情形會改變嗎？請在圖三指北針旁的適當位置，以箭頭表示指針箭頭的偏轉方向。
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