0360104電與磁的奇妙世界
02神奇的電磁鐵
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產生偏轉。你知道以前科學家還用什麼方法使指北針的指針產生偏轉嗎？
可以查閱奧斯特「電流磁效應」的相關故事。
西元1820年丹麥物理學家奧斯特（Oersted，西元1777年～西元1851年）發現通電的電線會使一旁的磁針產生偏轉，他認為通電的電線產生了磁場，這是科學史上非常著名的發現。當時的實驗只用了電線、電池與指北針。讓我們依據他的實驗方法，也來試試看。
電流對指北針的影響
把指北針平放，使指針的末端、尖端分別與底盤的南、北對齊，未通電的電線重合在靜止的指針上，通電後，觀察指針的變化。
看到變化後即可斷電，以免耗電或被電線交接處燙傷。
指北針若受到磁鐵（磁場）影響，指針會偏轉，通電後的電線會像磁鐵一樣使指北針的指針偏轉。
Q：為什麼改變電池擺放位置或改變電線擺放位置，指針的偏轉方向就會相反呢？
A：當改變電池擺放位置或改變電線擺放位置時，就會同時改變原本電線的磁極方向，因此指針的方向就會偏轉，方向和原來相反。
Q：通電的電線或電池擺放的方式不同，也會影響指針的偏轉方向嗎？
有可能，實際試試看。
改變電池的擺放位置（電池正負極方向），放入電池後觀察指針偏轉情形。
由電池正極引出的電線（紅線）先到指針的末端。
將電池盒倒轉由電池正極引出的電線（紅線）先到指針的尖端。
改變電線的擺放位置，放入電池後觀察指針偏轉情形。
電線放在指北針的上方。
電線放在指北針的下方。
討論
1.什麼原因使指北針的指針偏轉？
通電的電線會產生磁場，是此磁場讓指北針的指針偏轉。
2.改變電池擺放的方向，指針偏轉方向會相同嗎？
當電池的擺放方向不同時，表示電線的磁場已經改變，因此指針偏轉方向相反。
3.改變電線擺放的位置，指針偏轉方向會相同嗎？
當電線的擺放位置不同時，表示電線的磁場已經改變，因此指針偏轉方向相反。
通電的電線具有磁性，改變電池擺放方式及改變電線擺放位置，就會影響指針偏轉方向。
2-2 通電的線圈
通電的電線可以使指北針的指針偏轉。把電線繞成圈圈，再接上電池，也可以讓指北針的指針偏轉嗎？
會，既然通電後的電線會有磁性，讓指針偏轉，繞成圈圈的漆包線圈，應該也會有磁性，使指針偏轉。
許多電器用品內有繞圈的漆包線，漆包線可以代替電線，讓我們來試試看。
製作漆包線圈
先將吸管兩端分別標示紅色和藍色。
將漆包線順著同一方向纏繞在吸管上（至少繞30圈）。
用膠帶固定線圈末端。
將漆包線兩端的漆刮掉約２公分。
Q：一般的電線繞成線圈，通電後也具有磁性嗎？
A：因為一般的電線通電後具有磁性，所以繞成線圈通電後線圈也具有磁性。
漆包線做成的線圈，通電後也會產生磁性使指北針的指針產生偏轉嗎？
通電後的電線會有磁性，讓指針偏轉，漆包線圈應該也會有磁性，能使指北針的指針偏轉。
用線圈的藍色端，靠近指北針，觀察指北針指針尖端偏轉的情形。
改變電池的方向後，用線圈的藍色端靠近指北針，觀察指北針指針尖端偏轉的情形。
討論
1.什麼原因使指北針的指針偏轉？
通電的漆包線圈可以使指北針的指針偏轉，表示線圈會產生磁場。
2.改變電池擺放的方向，指北針的指針偏轉方向會相同嗎？
線圈的兩端會吸引指北針的不同端，表示線圈的兩端也有Ｎ極和Ｓ極。
漆包線
漆包線是鍍漆的銅線，可以當電線使用，使用時須將兩端的漆刮掉，連接電池才可以通電。
通電的線圈會產生磁性，使指北針的指針產生偏轉， 改變電池擺放方向後，會改變線圈的磁極，使指針偏轉方向不同。
2-3電磁鐵裝置
把通電的線圈靠近迴紋針時，可以吸起迴紋針嗎 ？
將通電的線圈靠近迴紋針，能不能吸起迴紋針須以當時的磁力大小來決定，磁力太小就無法吸起迴紋針。
怎麼做可以吸起迴紋針呢？
通電的線圈磁力不夠強時，則無法吸起迴紋針。在吸管中加入其他材料的棒子試試看。
讓我們試試看，在吸管中放入相同長度、不同材料的棒子，通電後的線圈能吸住迴紋針嗎？
小木棒無法吸起迴紋針。
小鋁棒無法吸起迴紋針。
小鐵棒可以吸起迴紋針。
討論
在通電的線圈內放入哪一種材料的棒子，產生的磁力最強？
在通電的線圈中放入的小鐵棒可以吸起迴紋針，表示產生的磁力最強。
通電的線圈放入鐵棒後，會使線圈產生的磁力增強。
Q：為什麼不可以隨意更改漆包線圈的纏繞方向？
A：漆包線圈的纏繞方向會影響通電後線圈的磁極方向，因此如果漆包線圈的纏繞方向不固定時，會導致線圈的磁極混亂，最後製成的漆包線圈將會沒有明顯的Ｎ、Ｓ極。
科學家發現在通電的線圈中放入小鐵棒，可增強線圈的磁力，讓我們試試看，實驗結果如何？
在通電的線圈中放入的小鐵棒可以吸起迴紋針，未加入鐵棒的線圈可能無法吸起迴紋針，表示在線圈中加入小鐵棒可以增強磁力。
加入小鐵棒的線圈，通電後像磁鐵一樣可以吸起迴紋針。它也像磁鐵一樣有Ｎ極、Ｓ極嗎？
通電後的線圈具有Ｎ極、Ｓ極，加入小鐵棒後的線圈應該也會具有Ｎ極、Ｓ極。
用指北針來試試看？
可以用指北針檢驗，如果線圈有Ｎ極和Ｓ極，當兩個指北針分別靠近其兩端時，線圈兩端應該會吸引指針的不同端。
改變電池的方向，會影響實驗嗎？
通電後的線圈改變電池的方向，會改變線圈的Ｎ極、Ｓ 極，加入小鐵棒後的線圈應該也會具相同的特性。
通電後指北針指針偏轉的情形。
可觀察線圈兩端吸引不同端的指針，表示線圈有Ｎ極、Ｓ極。
改變電池擺放位置後，指北針指針偏轉的情形。
改變電池擺放位置，線圈的Ｎ極、Ｓ極會改變。
討論
1.你怎麼判斷這個電磁鐵的Ｎ極、Ｓ極在什麼位置？
在電磁鐵的兩端各放一個指北針，藉由同磁極互相排斥，不同磁極互相吸引，來判斷電磁鐵Ｎ極、Ｓ極的位置。
2.改變電池的方向，線圈的Ｎ極、Ｓ極會有什麼變化？
當電池的擺放方向不同時，電磁鐵的一端靠近指北針時，發現吸引指北針指針的不同端，表示電池的擺放方向不同時，電磁鐵的Ｎ極、Ｓ極會改變。
電磁鐵
加了鐵棒的線圈通電後，磁力增強許多，就像一般的磁鐵。像這種有纏繞漆包線的鐵棒，通電後會產生磁性的裝置，稱為「電磁鐵」。
2-4 電磁鐵的磁力
在通電的線圈中放入鐵棒，磁力會增強，還有哪些因素會影響電磁鐵磁力的強弱呢？
電池的串聯數量、纏繞的線圈數等。
電磁鐵必須通電，才有磁性，因此電池數目有影響嗎？
電磁鐵必須通電才有磁性，因此電池串聯的數目可能會影響。
纏繞的線圈數多少也會有影響嗎？
應該會有影響。
實驗時，哪些因素要保持相同？
都要放入小鐵棒、使用的電池廠牌要一樣。
要怎樣比較磁力的強弱？
可以用吸引迴紋針的數目比較磁力的強弱。
可以用吸引迴紋針的數目比較磁力的強弱。
串聯兩個電池
討論
電池串聯的數目增加時，電磁鐵的磁力有什麼改變？
磁力會變強。
要怎麼判斷？
電池串聯的數目增加時，可以吸起的迴紋針數量會增加，因此表示電池串聯數目愈多的電磁鐵，其磁力愈強。
在電池串聯的數目愈多，電磁鐵的磁力就會愈強。
Q：為什麼可以增加電磁鐵的磁力？
A：電磁鐵要通電才具有磁性，因為電磁鐵的磁力是可以改變的，所以藉由增加電池的電力和纏繞的線圈數就可以增加電磁鐵的磁力。
線圈數的多寡會影響電磁鐵的磁力嗎？
可能會有影響。
不同線圈數的電磁鐵產生的磁力強弱相同嗎？
磁力強弱可能會不同，實際實驗試試看。
比較纏繞不同線圈數的電磁鐵
實驗時，哪些因素要保持相同？
都要放入小鐵棒、 連接的電池數量要相同。
纏繞的線圈數目增加，電磁鐵磁力有什麼改變？
纏繞的線圈數目增加時，可以吸起的迴紋針數量會增加，因此表示纏繞的線圈數目愈多的電磁鐵，其磁力愈強。
要怎麼判斷？
纏繞線圈數愈多，磁力愈強。
電磁鐵纏繞的線圈數量較多，電磁鐵的磁力就會較強。
磁鐵和電磁鐵都可以吸起迴紋針，它們還有哪些相同與不同的地方？
相同處：都有Ｎ極和Ｓ極。
不同處：一般磁鐵一直具有磁性；電磁鐵若沒有通電，就沒有磁性。
磁鐵和電磁鐵的Ｎ極、Ｓ極都能隨意改變嗎？
一般磁鐵的Ｎ極、Ｓ極不會改變； 電磁鐵的Ｎ極、Ｓ極會改變。
它們的磁力強弱都可以改變嗎？
電磁鐵可以藉由線圈數、電池串聯的個數改變磁力強弱；一般磁鐵則無法改變磁力強弱。
電磁鐵需要通電才會產生磁性， 而磁鐵……
一般磁鐵一直具有磁性；電磁鐵若沒有通電，就沒有磁性。
是非第一關 (25題)
是非第二關 (25題)
是非第三關 (19題)
選擇第一關 (30題)
查成績
回六上南一自然
留言列表
閱讀測驗 (13)
