线圈中磁场的惯性.PPT

動手做科學：電與磁 吳良彥 新北市自然與生活科技輔導團 新莊區榮富國民小學 幾個電與磁實驗：馬達1 強力磁鐵 鐵釘 電線 馬達2 充、消磁器：體驗磁力 自製喇叭 電子 原子核： 含質子與中子 電的本質 原子的構造 中間：原子核，含質子、中子 外圍：電子 電子基本性質 質量：9.11×10-31 kg 電荷：-1.6×10-19 C 靜電與動電 靜電的產生：不良導體失去或獲得電子 摩擦起電 CRT電視螢幕 照射紫外線、伽瑪射線等高能電磁波 動電的產生：導體中電子的移動 導體兩端外加電壓，如電池 導體迴路中有磁通量的變化，即磁鐵或線圈在動。 動電的產生：導體迴路中有磁通量的變化 簡單的說： 線圈中有磁場的變化(磁鐵在動) 磁場中有線圈的面積變化(線圈在動) 深入的說： 線圈中磁場的慣性 線圈中想保有磁場的慣性 當線圈中有磁場變化時 線圈將感應出電流，以維持磁場的不變化 直流電與交流電(DC AC) 直流電： 電流大小、方向固定，不隨時間變化 如電池、電瓶 交流電 電流大小、方向隨時間變化 一般插座 台電提供60Hz 轉動時看到的錯覺 風扇、車輪 何時？ 日光燈下的風扇、車輪 原因： 使用交流電 日光燈每秒閃爍120次 葉片似乎不動 葉片似乎倒退 錯覺 日光燈每秒閃爍120次 常見電的相關名詞與概念之迷思 電池沒電了、電力不足、電力不夠、電用完了 以上用語適當嗎？ 較正確的科學用語：電壓不足 測量電壓儀器：三用電錶 磁場的來源 動電生磁(電流磁效應) 永久磁鐵(鐵磁性材料)：鐵、鈷、鎳等 此類本身即為小磁鐵 無磁性時： 磁化時： 電生磁，磁生電 動電生磁，動磁生電 動電生磁： 長直導線附近的磁場 動磁生電：感應電壓 動電生磁 電磁鐵端的磁場： B:磁場 I：電流 μ：導磁率 n：單位導線圈數 θ θ 電磁鐵增加磁力的方法 使用導磁率大(非導電度)的材料，如鐵棒 增加線圈密度 加大電流(增強電壓、減少電阻) 增加線圈長度(圈數) 有限長線圈末端的磁場 電磁鐵增加磁力的方法 常見電與磁的POE策略 「預測—觀察—解釋」策略 （prediction observation - explanation，簡稱為POE） 首先由教師設計一種情境給學生，要求學生要先預測某件事情的結果，並且確認好他們的預測，寫下他們預測的理由 隨後進行實驗操作讓學生觀察，接著學生描述他們所看到的現象 最後學生必須協調介於預測與觀察之間的衝突，並對預測與觀察的不同提出解釋 金屬管中的磁鐵 將強力磁鐵放入鋁管、銅管或塑膠管中，猜猜看會有什麼現象？理由是什麼？ 金屬管中的磁鐵 磁鐵掉下，磁場變化 產生感應電壓 金屬管產生感應電流 形成二次磁場阻止磁鐵掉落 磁場下的電流 將強力磁鐵靠近燈管，猜猜看會有什麼現象發生？理由呢？ 磁場下的電流 電流在磁場下受力 亦可說：電流產生磁場，並與強力磁鐵產生交亙作用 深入的說 自製電磁相關教具 1.振動式發電機 步驟： 預留約10cm漆包線，並將漆包線繞於針筒約250-300圈(儘量集中)，再留下約10cm漆包線。 用膠帶固定繞好的線圈。 括除兩端漆包線，並接上 LED燈泡，再以膠帶固定。 針筒中放入強力磁鐵一顆。 振動磁鐵，看看燈泡有何變化？ 1.將單芯線外皮剝下 2.將單芯線繞成特定(對稱)形狀，前端以尖嘴鉗折出一支撐端 3.準備一電池並於負極吸上強力磁鐵 4.將線圈放上電池，調整線圈儘量對稱。 簡易馬達2 謝謝您的聆聽 吳良彥 新北市自然與生活科技輔導團 新莊區榮富國民小學 Email：lfest211@