甲
I
N S
甲 N
S
I
N 乙
S
I
乙 B
B
B B
N
I N N S
甲
I
N S
甲 N
S
I
N 乙
S
I
乙 B
B
B B
N
I N N S
甲
I
N S
甲
NS
I
N
乙
S
I
乙
N
I N N S
甲
I
N S
甲
NS
I
N
乙
S
I
乙
磁針 通電前
指向
通電後 指向
偏轉
角度 說明
甲 乙
N
I N N S
甲
I
N S
甲
NS
I
N
乙 S
I
乙 B
B
B B
N
I N N S
甲
I
N S
甲
NS
I
N
乙 S
I
乙 B
B
B B N
I N N S
甲
I
N S
甲
NS
I
N
乙 S
I
乙
N
I N N S
甲
I
N S
甲
NS
I
N
乙 S
I
乙
磁針 通電前
指向
通電後 指向
偏轉
角度 說明
甲 乙
●
●
●
甲 丙
丁
I
N
乙● ●
●
●
甲 丙
丁
I
N N
乙●磁針 通電前
指向
通電後 指向
偏轉
角度 說明
甲 乙 丙 丁 戊 己
戊 ●
I
N
●
己
戊 ●
I
N N
●
己
範例解說
1.（ ）如圖，導線垂直穿過一水平紙板，在紙板上放置甲、乙、丙三羅盤，當電路接通後，
下列敘述何者正確？ （A）磁針偏轉角度最大的為甲羅盤 （B）把甲羅盤垂直往上 提離至 P 點，磁針偏轉角度變小 （C）把可變電阻的滑鍵往 M 滑動，甲羅盤磁針 偏轉角度變大 （D）乙羅盤磁針不偏轉，因在該處，電流所生的磁場為零。
2.（ ）如圖，磁針甲、乙位於導線正下方，丙、丁位於導線正上方，當開關 S 接通後，下 列敘述何者錯誤？（A）磁針甲的 N 極偏向西 （B）磁針乙不會偏轉 （C）磁針丙 的 N 極偏向西 （D）磁針丁 的 N 極偏向東。
3.（ ）如圖所示，羅盤置於右邊導線束的正上方，電路未接通 時，磁針在南北方向，接通後，下列敘述何者錯誤？
（A）整束導線上的總電流是安培計上讀數的五倍 （B）五匝線束所造成磁針偏轉角度是單匝的五倍 （C）磁針 N 極向西偏轉
（D）線束周圍產生環形的磁力線。
4.（ ）如圖，將一條導線折成兩段，併攏放在桌上，然後接上電池及開關。導 線上面放一羅盤，導線方向與磁針指示的方向一致。當按下開關，電路 接通時，則磁針將會如何？
（A）向右偏轉 （B）向左偏轉 （C）左右搖擺不定 （D）不受影響。
磁針 偏向角度
甲 乙 丙
磁針 偏向角度 方向
甲 乙 丙 丁
II
5.（ ）在南北向導線的正下方放置一磁針，若由導線上方看到磁針依順時鐘方向偏轉，即 可推測導線中，「電子流」方向為何？
（A）南向北 （B）北向南 （C）東向西 （D）西向東。
6.（ ）如附圖中的線圈位於鉛直面上，則磁針 N 極在導線通電後偏向何方？
（A）東方 （B） 西方 （C）南方 （D）不會偏轉。
7.做直線運動的電子朝你飛來，「電子」經過之處所產生的磁場，依你看來，磁場成 時針方向。（填：順、逆或不產生磁場）
中的電荷會產生磁場。
8.（ ）一段粗導線繞成圓形線圈，連接電池成附圖所示之電路。由圖中圓形線圈所產生之 磁場在甲、乙兩點的方向為何？ （d：表示甲、
乙兩點至線圈的距離，甲位於線圈的圓心）
（A）甲、乙兩點磁場方向皆向右 （B）甲、乙兩點磁場方向皆向左
（C）甲點磁場方向向右，乙點磁場方向向左 （D）甲點磁場方向向左，乙點磁場方向向右。
電流的磁效應－載流螺線管的磁場
1.載流直導線的磁場討論：增強導線周圍磁場的方式：
（1） 。 （2） 。
II
II
N：單位長度的匝數 I：電流大小
I N B
2.載流螺線管（線圈）的磁場：
（1）載流螺線管的磁場：
單匝螺線管：磁場類似 。
多匝螺線管：磁場類似 。（薄磁鐵的堆疊）
其磁場強度以螺線管 位置最強。
（2）螺線管右手定則：用以判斷螺線管兩端磁極 右手四指，指向 方向，並握住導線
大拇指指向，即為 方向（大拇指指向為 N 極）
電流方向＝四指方向、大拇指方向＝磁場方向
（3）影響載流螺線管磁場強度的因素：
； ； 。
磁場方向
I
I
磁場方向
I
I
II
（4）載流螺線管的磁場示意圖：
（5）載流直導線與螺線管周圍的磁場示意圖 ：
載流直導線 載流螺線管
（5）電磁鐵應用：
電磁鐵中置放螺線管中央的磁性物質應為 。
可藉 、 、 ，使磁力增加。
切斷電流，磁性 。
3.交流電與直流電的差異：
區分
磁效應 熱效應 化學效應（以電解水為例）
磁針
偏轉 電磁鐵 燈泡
發亮 正極 負極 體積比
（：Ө）
直流電源 氧氣 氫氣 1：2
交流電源 氫、氧
混合氣體
氫、氧
混合氣體 1：1
→
代表電流方向 → 代表磁場方向
× 代表磁場垂直進入紙面 ˙ 代表磁場垂直穿出紙面
→
代表電流方向 → 代表磁場方向
× 代表磁場垂直進入紙面 ˙ 代表磁場垂直穿出紙面
範例解說
1.如圖的載流螺線管，其附近的五磁針其指針的偏向情形如何？
2.如圖的載流螺線管，其附近的五磁針其指針的偏向情形如何？
3.（ ）將二個完全相同的線圈放在桌面上，另有甲、乙、丙三羅盤，乙羅盤在兩線圈的 正中間，如附圖。當開關 K1、K2按下接通電流後，下列何者正確？
(A) 甲羅盤磁針的Ｎ極向東偏轉 (B) 乙羅盤磁針的Ｎ極向西偏轉 (C) 丙羅盤磁針的Ｎ極向東偏轉 (D) 乙羅盤所在位置的磁場最強。
磁針俯視圖
磁針 1 磁針 2 磁針 3 磁針 4 磁針 5
磁針俯視圖
磁針 A 磁針 B 磁針 C 磁針 D 磁針 E
磁針 偏轉方向
甲 乙 丙
II
4.（ ）甲、乙、丙三根相同的軟鐵棒分別環繞不同圈數的線圈，或電路中連接不同電壓 的電池組，如附圖所示。下列關於軟鐵棒右端磁場強度的敘述何者正確？
(A) 甲＞乙＞丙 (B) 甲＝乙＝丙 (C) 甲＜乙＜丙 (D) 甲＜乙＝丙。
5. 如圖，將迴紋針的三分之ㄧ部分放入線圈中，當電路成通路時：
迴紋針將會如何？ （A）被吸入線圈內 （B）在線圈內左右來回移動 （C）保持靜止 （D）由線圈內跳出。
承上題，此實驗能說明多匝螺旋線圈的磁場最強的地方在何處？
（A）左側的甲（B）中央的乙（C）右側的丙。
6.（ ）如附圖中的線圈位於鉛直面上，則磁針 N 極在導線通電後偏向何方？
（A） 東方 （B） 西方 （C） 南方 （D） 不會偏轉。
7.（ ）一段粗導線繞成圓形線圈，連接電池成附圖所示之電路。由圖中圓形線圈所產生之 磁場在甲、乙兩點的方向為何？
（d：表示甲、乙兩點至線圈的距離，甲位於線圈的圓心）
（A）甲、乙兩點磁場方向皆向右 （B）甲、乙兩點磁場方向皆向左 （C）甲點磁場方向向右，乙點磁場方向向左
（D）甲點磁場方向向左，乙點磁場方向向右。
電流磁效應的應用－電磁鐵、電鈴、喇叭、電話、馬達 1.電磁鐵：
（1）原理： 。 （2）工作說明：
通電之後，線圈纏繞 ，產生磁性。
可藉 、 、 ，使磁力增加。
藉產生之磁性，可吸引磁性物質。 切斷電流，磁性消失。
2.電鈴：
（1）原理： 。 （2）工作說明：
當通電時，附有鐵片的彈簧片受電磁鐵吸引，使鈴聲作響。
鈴聲敲響後，成為 路，磁性 ，彈簧片因彈力回復原位置。
回復原位置，再度形成 路。
故能聽見斷斷續續的鈴聲。 在原位置時： 。 打到鈴時： 。 3.喇叭：
（1）原理： 。 （2）工作說明：
主要構造： 、 、 。
當音源裝置輸出不同方向與大小的電流訊號流經線圈時，線圈亦會產生不同方向 與強弱的磁場，而與永久磁鐵產生大小不同的排斥或吸引作用力，使得線圈、中 空圓筒與錐形盆產生振動，因而產生聲波。
4.電話：
（1）原理： 。 （2）工作說明：
主要構造： 話筒：金屬薄片、 。 聽筒：金屬薄片、 。 藉話筒之碳粉調節 大小，影響聽筒中電磁鐵的 ，使金屬薄片振動 聲音大，碳粉 ，電阻 ，電流 ，磁力 。
聲音小，碳粉 ，電阻 ，電流 ，磁力 。
（3）原理示意圖：話筒金屬薄片的振動頻率 聽筒金屬薄片的振動頻率
5.電動機（馬達）
（1）原理： 。
馬達：將 轉變為 的裝置，亦稱 。 應用：電風扇、吸塵器、吹風機、抽水機、洗衣機
（2）原理探討：
因二磁場的 關係而產生轉動
馬達設計：一永久磁鐵、一電磁鐵
線圈轉 度，線圈會因異極相吸，就會停止 若能在轉 180 度時，極性改變，即能持續轉動下去
（3）馬達的轉動過程：
電流反向 . ,
每轉動半圈
180°
180°
＜180°
＜180°
N N
N N
Beakman's Electric Motor Beakman's Electric Motor
左邊 漆磨除整圈
右邊 漆磨除半圈
膠帶
固定 磁鐵
迴紋針折妥 漆包銅線頭尾預留適當長度，
中間對稱的繞七圈。
完成圖
膠帶
固定 磁鐵
迴紋針折妥 漆包銅線頭尾預留適當長度，
中間對稱的繞七圈。
完成圖 膠帶
固定 膠帶
固定 磁鐵磁鐵
迴紋針折妥
迴紋針折妥 漆包銅線頭尾預留適當長度，
中間對稱的繞七圈。
完成圖
說明：電樞因與場磁鐵相斥而轉動。如圖電樞因相斥而能順時針開始轉動。
在轉動開始的半圈角度內（180 度），與場磁鐵持續相斥。
因電刷都接觸到同一個集電環，故電樞電流方向不變、磁極極性不變。
（若逆時針轉，則被場磁鐵吸住不動）
（4）馬達的構造：
永久磁鐵（場磁鐵）： 轉動 ：轉動之線圈 ：半圓形金屬環，隨之 。 電刷： 轉動
（5）集電環與電刷的設計：
（6）簡易馬達的製作：
參考資料：台灣師大物理教學實驗室 黃福坤教授
http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=17428
範例解說
1.（ ）下列為直流馬達順時鐘轉一圈，線圈上的電流及其兩端的極性，若圖(a)開始轉動，
正確的轉動順序為下列何者？
(A) (a)→(b)→(c)→(d)→(a) (B) (a)→(c)→(d)→(b)→(a) (C) (a)→(b)→(d)→(c)→(a) (D) (a)→(d)→(b)→(c)→(a)。
a b
c d
a b
c d
2.（ ）附圖為直流電動機的簡圖，下列哪種方法無法使電動機轉速加快？
（A）加大電流 （B）增加方形線圈的圈數
（C）將永久磁鐵的 N 極與 S 極互調 （D）改用磁性更強的永久磁鐵。
3.（ ）附圖為直流電動機的簡圖，線圈轉動方向為？
（A） 一直順時鐘 （B）一直逆時鐘 （C）順時鐘與逆時鐘交替變化。
課程結束…..
單元主題：電流與磁場的交互作用 【第 2－3 節】
磁場間的交互作用 1.磁場間的交互作用：
（1）二磁鐵間： 同名極 異名極
（2）在磁場中的載流導線：
當磁鐵以某角度靠近載流導線時，導線會擺動 顯示導線受到 的作用。
切斷導線電流時，導線 。
導線在磁場中的交互作用 1.載流導線在磁場中的交互作用：
（1）討論：圖中載流導線甲、乙、丙、丁，電流大小 I，若分別置放於永久磁場中：
導線的受力情形受導線電流方向 I 與磁場方向 B 的夾角而決定 I B：導線 平行時，所受磁力為 。
I B：導線 。 其中以 I B 二者垂直時，所受磁力 。 （所受磁力方向：以 判斷之）
（2）右手開掌定則：
適用時機：用於 I 方向與 B 方向 時之導線：
方法：右手掌伸直
大拇指，指向導線上電流 I 方向（張開與四指垂直）
四指，指向磁場 B 方向
●
● ●
●
A B C
D
●● ●
●