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電流與磁

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Academic year: 2021

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第十二章

電流與磁

12-1 磁鐵

早在西元前,人們已發現某些石頭具有吸引鐵器的性質,此乃人 們對於磁性的最初認識。到了後來我們也知道了這些稱為天然磁石的 石頭是磁鐵礦石。 一.磁鐵的應用: (1)戰國時期,利用天然磁石作成勺形的司南。 (2)北宋初期,燒製魚形磁鐵  指南魚。 (3)北宋末期,利用磁鐵作  指南針。

<科學新知>

 天然的磁鐵礦石中常有四氧化三鐵(Fe3O4)的成分。  我國的四大發明:指南針、火藥、造紙與印刷術。 二.磁鐵:具有磁性能而吸引鐵屑的物體, 即稱之為磁鐵或磁石。如右圖所示。 (1)磁鐵構造的介紹: N-極:又名指北極。 (a)用細線懸吊時,指的方向大約是北方。 (b)磁力最強,磁力線最密集。 S-極:又名指南極。 (a)用細線懸吊時,指的方向大約是南方。 (b)磁力最強,磁力線最密集。 中性區: (a)位於磁鐵的中央地帶。 (b)幾乎沒有任何的磁性。 (2)磁鐵的分類: (a)天然磁鐵:磁鐵礦、鈷、鎳等天然具有磁性的物體。 (b)人造磁鐵:磁針、條形磁鐵、馬蹄形磁鐵等。

<想想看>

為什麼磁鐵的N-極會指向北方而 S-極會指向南方?

(2)

(3)磁鐵的特性: (a)同性相斥,異性相吸。 (b)南、北極不可單獨存在。不論磁鐵再怎麼小、怎麼折,其南、北極 定同時存在 (c)只有鐵質材料才可被吸引;並非所有的物質均可被磁鐵吸引, 只有鐵質材料才可以被吸引。

<科學新知>

 何謂鐵質材料?可被磁性物質所吸引的物質,即是。一般而言, 有下列三種: (1)鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)三種元素;但鈷、鎳被磁鐵吸引的感應 較不明顯。 (2)含鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)的合金。 (3)鐵的氧化物。  磁鐵的另一種分類: (1)軟磁鐵(暫時磁鐵):易磁化,但磁性不易長期保存。 <例如>:鐵釘、熟鐵等。 (2)硬磁鐵(永久磁鐵):不易磁化,但一經磁化後,其磁性不易消 失。 <例如>:鋼釘、鋼材、鈷鋼等。

<Homework>

 磁鐵如何吸住鐵質物質?  何謂磁感應?

(3)

 磁鐵可以吸附在教室的黑板或白板上,為什麼?

<生活小常識>

如果不小心,將一盒大頭針撒在地板上,想要把大頭針全部檢 起來,該怎麼作?也許你想到用磁鐵,但是若直接用磁鐵吸起大頭 針,然後再從磁鐵上將大頭針一根一根拔下來,如此一來費時又容 易被刺傷,請問你是否另有其他方法?

<溫故知新>

磁鐵

帶電體

只能與鐵等少數磁性物質(鐵質材 料)作用。 可與任何物體(如,導體、絕緣體) 作用。 磁性可長期保存。 帶電性不易持久(尤其在潮濕時)。 平衡時指向南北方。 平衡時不會指向某一特定方向。 N、S 兩極不可單獨存在;有中性 區。 正、負電荷可單獨存在;沒有中性 區。 同性相斥、異性相吸。 同性相斥、異性相吸 表:12-1 磁鐵與帶電體的比較

(4)磁鐵的分割: (a)橫切:垂直磁軸切割,如下圖。切口處會生成異名極。

(4)

(b)縱切:平行磁軸切割,如下圖。切口處會生成同名極。

<小試身手>

1.下列何項是磁鐵 S-極的定義? (1)S 極可吸引有磁性的物體 (2) S 極可排斥有磁性的物體 (3) S 極可吸引任何移進它的物體 (4)指向 北方的一極稱為N 極,另一極則是 S 極。 2.容易被磁化的物質,則 (1)容易保持其磁性 (2)不容易保持其磁性 (3)保持其磁性與不容易被磁化的物質一樣長久 (4)無法比較。 3.磁鐵無法吸引下列哪些物質? (1)銅片 (2)鐵粉 (3)鎳片 (4)銀片。 4.下列敘述何者正確? (1)磁力是接觸力 (2)熟鐵釘易受感應而磁化, 故可作永久磁鐵 (3)磁針可吸引銅片 (4)能被磁鐵吸引的物質稱為 磁性物質。 5.磁鐵折成兩段後,N 極這一段的斷口是 (1)生成北極 (2)生成 N 極 (3)生成南極 (4)生成 S 極。 6.若將一條磁鐵 n 等份後,則可發現有 (1)1 (2)2 (3)2n (4)n2 個磁極。 7.磁鐵除了能吸引鐵質外,尚能吸引 (1)鈷、鎳、氧化鐵 (2)鈷、銅、氧 化銅 (3)銅、銀、硝酸銀 (4)金、銀、氯化銀。 8.一鐵釘置於一磁鐵 N 極附近,再將一磁針 置於鐵釘旁,如右圖,則指向鐵釘之一極 為磁針的 極。 9.有外形完全相同的條形磁鐵與軟鐵各一根,今欲區別何者為磁鐵 棒,若以甲棒之一端接近乙棒中間,發現吸引力甚大,則甲乙兩 棒,何者是磁鐵棒? 10.將軟鐵移近磁鐵的 N 極,近 磁鐵的一端生成 極, 遠端生成 極,而軟鐵即 變為磁鐵,這種現象稱軟鐵已被 。

(5)

11.將右圖(一)、(二)圓餅形磁鐵沿著虛線切 成二片,則斷口處變成何種極性? 圖(一)  甲: 乙: 丙: 丁: 。 圖(二)  甲: 乙: 丙: 丁: 。 12.準備一些材料,如:黃銅片、錫箔、鋁條、小鉛片、鎳線、鋼釘等等。 以磁鐵分別接觸這些材料,觀察其結果。試回答下列問題: (1)磁鐵能吸引哪些物質?這些物質稱為 。 (2)磁鐵能(1)吸引中的物質,是因為磁的感應而發生 。 (3)磁化時,磁性物質靠近磁鐵的一端生成 ,遠端生成 。

12-2 磁場

一.磁場的發現:將羅盤置於磁鐵附近,發現磁針發生偏轉,可證實 於磁鐵附近產生某種力量。就將此力量所能及之空間定義為磁場。 (1)磁鐵會把附近周圍空間建立磁場,再藉由磁場對其他物體產生 磁力的作用。 <例如>:若把羅盤放進磁場中,羅盤的磁針會受到磁鐵的磁力作用 而發生偏轉。 (2)磁針在磁場中不同的位置,所受到磁鐵磁力的大小與方向亦不 盡相同。 (3)磁場中的磁性物質會被磁化。

<Note>

距離磁場的遠近,可產生不同大小的作用力。距離磁場愈靠近,則所 產生的作用力愈大;而距離愈遠則所產生的作用力愈小。 二.磁場的定義:磁性物質(磁鐵)對另一磁性物質(磁鐵、鐵質材料)所 產生之磁力作用範圍,即是磁場。

<Note>

於磁場中,若感受的磁力愈大,則表示該磁場愈強。對於同一磁場 而言,愈近S 極或 N 極時,其磁場愈強。

<溫故知新>

何謂超距力? 常見的超距力有哪些?

(6)

三.磁力線:當你於玻璃板或紙板下置一磁鐵(條形或馬蹄形)時,並 於玻璃板或紙板上,灑些鐵粉輕敲之,則可看到鐵粉會排列整齊, 如下頁圖所示。將磁鐵磁場中的鐵粉(受磁力作用的鐵粉)逐一連接 所形成的曲線,即是磁力線。在鐵粉所形成的磁力線圖中,可看出 兩端的鐵粉最多,表磁力線愈密集,磁場愈強;而離兩端愈遠, 則鐵粉愈少,表磁力線愈稀疏,磁場愈弱。 (1)定義:磁性物質所產生之磁力曲線圖。 (2)磁力線的性質: (a)每一條磁力線均是封閉的平滑曲線;沒有終點亦沒有起點。 (b)任何兩條磁力線均不相交。 (c)磁力線的疏密程度,代表磁場強度的強弱;愈密代表磁場強度 愈強。 (d)磁力線上任一點的切線方向,即為該點磁場的方向 (e)於磁鐵外部,磁力線由 N  S;於磁鐵內部則是 S  N。 (3)常見磁場的磁力線分布,如下圖所示。 圖一:單一磁棒的磁力線 圖二:型磁鐵的磁力線 圖三:異性極相對時的磁力線 圖四:同性極相對時的磁力線 圖五、六:兩平行磁棒,同(左)、異(右)性極相對時的磁力線 圖七、八:同一線上的兩磁鐵同(左)、異(右)性極相向時的磁力線

(7)

實驗

12 - 1 磁場

實驗目的:利用鐵粉顯示磁鐵周圍磁場的分布情形。 實驗步驟: step 1  如下圖左所示的裝置。再從上方慢慢灑下些許的鐵粉,時 期均勻分布於壓克力板上,並輕敲壓克力板,觀察鐵粉 所成的圖形,可能如下圖右所示。 step 2  取另一壓克力板,輕輕放在鐵粉所形成的圖樣上,壓住鐵 粉後不再移動。 step 3  將一羅盤放在壓克力板上,將它慢慢移動到磁鐵周圍的不 同位置上,觀察羅盤磁針的指向與鐵粉所形成的圖樣之 間有何關係。

<結果>:

連續移動羅盤至磁場中不同的 位置,依次描出各點磁針的N 極 指向,並將各點磁場的方向連接, 所得的連續曲線圖(如右圖)與鐵 粉所形成的圖樣(上圖右)互相吻 合,而這些曲線,即是磁力線。 step 4  改用型磁鐵,重複以上步驟。 實驗討論: 1.在觀察的鐵粉圖樣中,鐵粉分布在磁鐵四周,看起來像是一條條 曲線,但是鐵粉在各處分布的疏密程度並不相同,想想看鐵粉的 疏密程度所代表的是什麼? 2.羅盤磁針的指向與鐵粉所形成的曲線之間有何關係?

(8)

<小試身手>

1.磁力線為一 (1)有方向性的閉口曲線 (2)無方向性的閉口曲線 (3) 有方向性的開口曲線 (4)無方向性的閉口曲線。 2.磁力線與磁場方向 (1)垂直 (2)一致 (3)無關 (4)視情況而定。 3.置一玻璃於兩極間 (1)可以完全隔絕磁力 (2)並不能隔絕磁力 (3)可 以改變磁力方向 (4)可以增強磁力。 4.下列敘述,何者錯誤? (1)目前科學家尚未發現到磁鐵的 N 極或 S 極可單獨存在的證據 (2)當溫度升高時,磁鐵的磁性強度逐漸減弱 (3)所有的金屬材料都可以磁化 (4)磁力線是一封閉曲線。 5.磁力線不能表達出下列何種性質? (1)磁場的型態 (2)磁針在磁場中 的受力方向 (3)磁場強度 (4)軟鐵棒進入磁場中受磁化的程度。 6.一磁鐵的 N 極附近置一磁針,磁針的箭矢尖端代表磁針的 N 極, 則下列四圖中,何者正確? (1) (2) (3) (4) 7.如右圖中,A、C 兩點的磁場強度 以 較大。而 A、B、C、D、 E 中磁力線的方向何者為  ? 8.欲使磁鐵棒磁力不易消失,可將二條 磁鐵棒並置一起,其放置為 (1)異名 極相對 (2)同名極相對 (3)隨便放置 (4)兩磁鐵棒互相敲擊。 9.磁力線可以描出 的形狀及其強度的 與 。 10.磁鐵附近有磁力作用的空間,稱為 。 11.如右圖所示,甲、乙、丙、丁四磁針置 於一磁鐵的四周,則: (1)甲磁針的 N 極指向為 。 (2)丁處的磁力線方向為 。 (3)乙、丙兩處的磁力線方向,是相同或相反? (4)圖中 A 點處的磁場方向為 。 12.如下圖(一)所示為鐵粉在某磁場中的分布情形,則: (1)P、Q、R 三點以 點的磁場最強。 (2)能否由此圖推知 P 處的磁場方向為何? 並畫出它。 (3)若通過的磁力線如下圖(二)所示,則 P 點處放置磁針後,N 極

(9)

的指向為 ,S 極的指向為 。 13.今以一玻璃板平放在條形磁鐵上,並灑以鐵屑作三次實驗,分別 造成下圖(一)中的甲、乙、丙三種圖像。在下圖(二)中有 a、b、c 三種 不同排列的條形磁鐵,你認為哪一種排列會造成下圖(一)中的哪一 種圖像? (1) a 造成 。 (2) b 造成 。 (3) c 造成 。 (4)圖乙中,兩磁鐵間有一股 力。(填吸引或排斥) 14.下列何者錯誤? (1)磁力線愈長,磁場愈強 (2)磁力線愈密,磁場 愈強 (3)離磁極愈遠,磁場愈弱 (4)靠近磁極的磁力線比離磁極較 遠的磁力線為密。 15.磁力線在磁鐵外部的方向是由 極至 極,在磁鐵內部的方向 是由 極至 極。 16.地球磁場的方向是由地理上的 方指向 方,故地球表面上的 磁針靜止時,其N 極總是指向 方。

<動手做做看>:磁鐵也愛鈔票

你我都知道磁鐵會吸住鐵質材料(磁性物質),但你相信紙鈔也會被 磁鐵給吸住嗎? 準備用具:新紙鈔、縫衣針、鐵夾子、磁鐵(磁力愈強愈好)。 實驗步驟: step 1 :以鐵夾子夾住縫衣針,使針與地面保持垂直。如圖一。 step 2 :將鈔票縱向對折,將中心置於針上。如圖二。

(10)

step 3 :以磁鐵接近鈔票,鈔票會被吸引而慢慢旋轉。如圖三。 圖一 圖二 圖三

<解答篇>:為什麼會這樣?

最主要的原因是鈔票含有少量的鐵。雖然含量不多,但墨水也含有 微量的鐵質,而自動販賣機就是以磁鐵感應器照射墨水,藉以分辨 鈔票的種類,所以能辨識假鈔,而用舊了或者墨水不清的紙鈔就不 被接受了。 強力磁鐵可以到大型店舖買到或者分解壞的收音機、電視機的喇叭 亦可取得磁鐵。

<想想看>

日常生活中還有哪些東西可以被磁鐵給吸引?

12-3 電流的磁效應

一.電生磁的發現:西元 1820 年厄司特,無意間將一磁針靠近一通電 之銅線(金屬導線),結果發現磁針發生偏轉,且改變電流流向時磁

(11)

針向反方向偏轉。安培對此電流產生磁場的效應作了更深入的研究 發現電流和其所產生磁場間之數量關係。因而電和磁在本質上是相 關的。如果改用沒有通電流之導線,則磁針不會發生偏轉。

實驗

12 - 2 電流的磁效應

實驗目的:觀察通以電流的直導線所產生磁場的分布情形。 實驗步驟: 學生實驗部分: step 1 :將銅線放在羅盤正上方,調整銅線方向與羅盤內磁針指 向南北方。 step 2 :接通開關,記下流經銅線的電流方向以及磁針 N 極的偏 轉方向與偏轉角度。 step 3 :改將羅盤置於銅線上方。 step 4 :將羅盤垂直提離銅線,漸漸地增加距離,並觀察羅盤之偏 轉角度。 step 5 :改變電流方向重複步驟 1 ~ 3,觀察磁針偏轉方向。 老師演示部分: step 1 :先在白色硬紙板中心處開一小洞。如圖一。 step 2 :裝置如圖二所示。 step 3 :接通電流後,調整電流至適當數值,用筆輕敲硬紙版,觀 察鐵粉的分布圖樣,再提高電流量,觀察鐵粉分布是 否更清晰?如圖三所示。 圖一 圖二 圖三 step 4 :改將 4 個羅盤放置在銅線四周,並使羅盤距離銅線約 2 公 分。如圖四所示。 step 5 :接通電流後,調整電流至 適當數值,觀察磁針是否 有偏轉?再提高電流量, 並觀察磁針偏轉角度發生 何種變化? step 6 :同步驟 4,但羅盤距離銅線 改為10 公分。並重複步驟 5, 觀察其結果。 圖四 step 7 :改變電流流向,重複步驟 5、6,觀察磁針的偏轉方向是否 也隨之改變?

(12)

<

結果篇

>

1.如圖(一)、(二)所示: (a)羅盤在銅線上方,則:  若電流由 a  b  磁針順時針偏轉。  若電流由 b  a  磁針逆時針偏轉。 (b)羅盤在銅線下方,則:  若電流由 a  b  磁針逆時針偏轉。  若電流由 b  a  磁針順時針偏轉。 2.鐵粉圖樣是以長直導線為圓心之同心圓。 3.同心圓都在垂直於導線上的平面上,表磁場方向與電流方向互相 垂直。 4.愈靠近直導線則磁力線(鐵粉分佈)愈密集。 5.導線電流愈大則磁力線(鐵粉分佈)愈密集。 6.直導線的匝數愈多則磁力線(鐵粉分佈)愈密集。 7.磁針的偏轉角度與電流大小有關,電流愈大,偏轉角度愈大;電 流愈小,偏轉角度愈小。 8.磁針的偏轉角度與銅線的距離也有關,距離愈近,偏轉角度愈大; 距離愈遠,偏轉角度愈小。 9.磁針偏轉的角度大小,代表銅線通以電流後, 在四周圍的磁場強度與地球磁場合力的結果。 如右圖所示。 二.電流磁效應:當電流通過導線時會在其周圍產生磁場;而這種由 電流產生磁場的作用,就稱之為電流磁效應。 (1)載流長直導線所產生的磁場: (a)形狀:磁力線是以長直導線為圓心之同心圓;表示直導線周圍 產生圓形磁場。 (b)大小:當位置與導線間的距離一定時,磁場強度和電流成 正比。 當電流一定時,磁場強度和導線間的距離成反比。 (c)方向:載流導線所產生的磁場(磁力線)方向與電流方向垂 直依安培右手定則來判斷;以右手握住導線,伸直 的大姆指所指的方向是電流方向,其餘彎曲四指所 指的方向即是磁力線方向(或磁針 N 極受力方向)。如 下圖所示。

(13)

<科學新知>:磁針偏轉角度與電流強度的關係

1.磁針置於通電流的導線附近時,磁針 N 極的指向為地球磁場與通 電流導線所生成磁場的合成磁場方向。 2.如下圖左所示,磁針除了受到由南到北的地球磁場作用外,亦 同時受到由上到下的電流所產生由西到東的磁場作用。所以,磁針所 受的總力是兩者的合力。 <例如>:若兩磁場強度相等,則其合力磁場方向是東北方(θ=450 ), 換句話說,磁針極的方向指向東北方( θ=450 )。 3.若將電流持續加大,使得由西到東的磁場變大,則兩磁場之合 力磁場方向會更偏向東,即磁針的偏轉角度更大,θ > 450 。如下圖 右所示。

<知識情報站>:載流直導線附近磁針的偏轉方向判定

1.忽略地球磁場的影響:當電流由北向南流動時,依安培右手定則, 則在導線上方的磁場方向是向西,而在導 線下方的磁場方向則是向東。所以置於導線 上方的磁針,其 N 極會偏向西;而置於導 線下方的磁針,其N 極則會偏向東。如下圖 左所示。同樣的道理,若改變電流流向時, 則磁針的N 極偏轉方向剛好相反。如下圖右 所示。 導線電流由北到南(左圖)、由南到北(右圖)時磁針的偏轉方向 2.考慮地球磁場的影響:若考慮地球的磁場影響時,磁針所受的影 響是地球磁場與電流磁場的合成磁場方向。 <例如 1 >:若導線電流由南向北流動時,則置於導線上方的磁針 N 極會向東偏轉,電流愈大,則磁針的偏轉角度愈大。如 下圖所示。 <例如 2 > :若導線電流由東向西流動時,在導線上方的電流磁場與 地球磁場均向北,所以磁針不偏轉。 <例如 3 > :若導線電流由南向北流動時,在導線下方的電流磁場方 向是向南,與地球磁場相反;若地磁比較強,則磁針

(14)

不偏轉;若地球磁場比較弱,則磁針N 極指向南。

<小試身手>

1.通以電流的直導線,會在其周圍產生 ,而且磁力線的形狀是 形。 2.通有電流的直導線周圍所產生的磁場,該磁場方向與電流方向互 相 。 3.在電磁效應的實驗中,電流通過直導線所產生的磁場方向與電流 方向成 (1)00 (2)450 (3)600 (4)900 角。 4.下列各圖為電流與磁力線的方向關係,何者正確? (1) (2) (3) (4) 5.有關安培右手定則的敘述、下列何者正確? (1)以大拇指當磁場方 向 (2)以四指當電流的方向 (3)是判斷電流與產生磁場方向的方法 (4)以上都正確。 6.一條長直導線,其電流方向為向你迎面而來,則導線周圍的磁場 方向是 (1)逆時針方向 (2)順時針方向 (3)向左 (4)向右。 7.將一長直導線垂直穿過桌面,並通以由上向下的電流,則放在導 線東側的磁針 (1)N 極向東偏 (2)N 極向西偏 (3)磁針完全不受載流 導線的影響 (4)磁針可能不改變方向,更可能做 1800轉向。 8.欲判斷一電阻線中是否有直流電,以下何種方法測試無效? (1)用 安培計與電阻線串聯 (2)用伏特計與電阻線並聯 (3)用小碎紙片靠 近電阻線 (4)用小磁針靠近電阻線。 9.導線長邊的方向與磁針的方向相同, 如右圖所示。則: (1)按下開關時,磁針 N 極會向 偏轉。 (2)承(1),將電池反接,則磁針 N 極 會向 偏轉。 (3)承(1),將羅盤鉛直提離導線,則 磁針N 極之偏轉角度會逐漸變 , 若將羅盤鉛直靠近導線,則磁針N 極 之偏轉角度會逐漸變 。

(15)

(4)承(1),將導線由原來的一匝線圈換成五匝,則通電後之偏轉角 度比(1)之偏轉角度 。 10.安培右手定則可說明 (1)電流發光效應 (2)電流磁效應 (3)電流熱效 應 (4)電流的化學效應。

12-4 電磁鐵

<你知道嗎?>

於先前的章節中,曾提到電可生磁,那麼請問用什麼方法可以使 磁場強度變大? <Ans>: 提升電流強度。  將長直導線改成螺旋形線圈。 還記得先前的章節曾提到過,通有電流的長直導線會於導線的周 圍產生磁場,並針對磁場的形狀、大小、方向作一探討。如果將此直 導線改成螺線形線圈,那你知道它是否會產生磁場?如果會,那磁 場的形狀、大小、方向又會是如何? 一.通有電流的螺線形線圈之磁場: 1.單匝圓形線圈所產生的磁場:一個單匝圓形線圈所生成的磁場 形狀,有點類似一個圓盤形的薄磁鐵所造成的磁鐵。如下圖(a)、 (b)所示。 圖(a) 通電流的單匝圓形線圈 圖(b) 圓盤形薄磁鐵所造成 所造成的磁場形狀 的磁場形狀 <Note>:單匝圓形線圈中心處所產生磁場的方向判定: 以右手彎曲四指代表電流方向,則伸直的大姆指所指的方向便 是線圈中心的磁場方向。  將導線圍繞成圓形者,即稱之為線圈。  若將一長直導線繞成螺線形形成長線圈,而這長線圈可視為由 數十個單匝圓形線圈串聯而成,稱之為螺線形線圈。 2.螺線形線圈所產生的磁場:圈數很多的螺線形線圈通有電流時, 每一圓形導線在中心處所建立的磁場均為同方向,故可以互相 增強效應,結果造成一個與條形磁鐵效果相同的磁場。其特性如 下: (a)用一條長導線繞成螺線形的長線圈,就相當於由很多的圓形

(16)

線圈所串聯而成,故線圈中心處的磁場較單一圓形線圈為強。 (b)線圈內部磁力線形成直線狀(且方向相同),但於線圈兩端的 磁力線則逐漸彎曲向外。 (c)螺線形線圈的磁力線特性與條形磁鐵的磁力線相似,而線圈 內磁力線與線圈外磁力線方向恰好相反。如下圖所示。 (d)線圈內磁場強度與線圈上的電流成正比。 (e)線圈內磁場強度與單位長度所繞的線圈數亦成正比。 (f)磁場方向的判斷  用右手握住線圈,右手四指彎曲指向電流 方向,則伸直的大姆指所指的方向便是線圈極性 N 極的一端, 也就是線圈所生成的磁場方向。如下圖所示。 二.電生磁的應用(電磁鐵):利用電流磁效應,使軟鐵具有磁性所製 成的磁鐵。 1.電磁鐵的製作: step 1:利用一圓形塑膠管製得一螺旋形線圈。如下圖左所示。 step 2:並於線圈兩端分別接上電池(直流電)之正負兩極。通有電流的 線圈會像磁鐵般使羅盤發生偏轉,判斷一下線圈的N、S 極? 如下圖中。若改變電流流向,則線圈的N、S 極亦會跟著改變, 如下圖右。

<Note>:

 若將通有電流的線圈靠近磁性物質 、鐵質材料(如,迴紋針),則可吸住 鐵質材料(迴紋針),如右圖所示。  利用磁針即可檢驗所產生磁場之方向 (由磁針的 N 極、S 極判斷)及大小 (由磁針偏轉程度)。 step 3:將一軟鐵棒或鐵釘插入此一螺線形線圈內部,即可藉由電流 磁效應使軟鐵棒具有磁性,可吸住迴紋針,如下圖左。若不 通電流,鐵釘則無法具有磁性,故不能吸住迴紋針,如下 圖中所示。 step 4:改用竹筷代替鐵釘,如下圖左所示,重複實驗,那結果又如 何? 2.電磁鐵的特性: (a)電磁鐵可藉提升電流強度、增多單位長度匝數或加粗鐵芯 而產生較大磁場,進而吸引較重之鐵質材料。 (b)電磁鐵的磁場,其方向及強度可隨電流之改變而改變;一 般而言,磁場強度遠大於天然磁鐵。

(17)

(c)電流停止時,電磁鐵之磁性亦隨之消失;所以使用較為方便。 3.電磁鐵的應用:電磁鐵的用途很廣,像電磁鐵起重機、電話機收 話器、電報機、電鈴、安培計、伏特計、馬達等等。

<做做看>

根據先前所提到的電磁鐵製作的方式,將漆包線饒成空心線圈,刮 除兩端引線前端部分的絕緣漆,並以導線將線圈、電池、開關連接。 取一枚迴紋針,將迴紋針的 1 / 3 部分放入線圈中,接通開關,使電 流通過線圈,此時迴紋針產生什麼現象?為什麼?

<結果>:

<課外新知>:安培計、伏特計的偏轉原理

安培計、伏特計的指針下方,會連接 一個繞在鐵芯外圍的線圈,並有一金屬 線作成的小彈簧,其彈力會阻撓線圈的 轉動,當安培計或伏特計無電流通過時, 能調整指針刻度指其歸零。若以安培計 或伏特計連接電路測量電流或電壓時, 當電路中的電流流經線圈時,線圈會產 生磁場,結果與線圈旁的磁鐵發生排斥 作用,並克服一些彈簧的彈力,因而使 指針發生偏轉,若電流愈大,產生的磁場愈大,則指針的偏轉角度 就愈大。若切斷電流,則指針受到彈簧的彈力作用而歸零。其簡圖如 上圖右。

<小試身手>

1.如右圖所示,將一磁針置於 A、B 兩電 磁鐵間,則:(忽略地磁影響) (1)僅壓下開關 S1時,磁針將 時鐘偏轉。 (2)僅壓下開關 S2時,磁針將 時鐘偏轉。 (3)同時壓下開關 S1及S2時,磁針將 時鐘偏轉。 2.利用電流磁效應使軟鐵具有磁性的裝置稱為 。 3.長度相同的 4 個螺現形線圈中,通以相同電流,則下列何者的磁力 最強? (1)10 匝線圈 (2)20 匝線圈 (3)30 匝線圈(4)以上均相同。

(18)

4.螺線形線圈通有電流時,每一圓形導線所建立的磁場均為 ,(同 向或反向)可以互相 效應,結果造成磁場與 完全相同。若以 右手握住線圈,大拇指方向的螺線形線圈末端代表的是 極。 5.如右圖中的線圈位於水平面上,則其所建立的 磁場與下列何者相似? (1) (2) (3) (4) 6.如右圖所示,線圈內插有軟鐵棒。當電 路接通時,則置於線圈右側的磁棒將 (1) 被排斥 (2)被吸引 (3)不受影響 (4)被 吸住後再推開。 7.有甲、乙兩個串聯的線圈,長度與 匝數都相等,如右圖所示,若在甲 的內部填充塑膠棒,乙的內部填充 鐵棒,則何者能吸引較多的鐵釘? (1)甲 (2)乙 (3)一樣多。 8.承 7,若把電池增加,使兩個電池串聯,則吸引的鐵釘數 (1)甲、乙 都增加 (2)甲、乙都不變 (3)甲增加,乙不變 (4)甲不變,乙增加。 9.下列何者不是電磁鐵的應用? (1)安培計 (2)伏特計 (3)電熨斗 (4)電 風扇。 10.下列甲乙丙丁各圖中,P 點磁場強度的大小順序是 。 11.商用強力電磁鐵能吊運巨大鋼板或廢棄車輛,除了線圈匝數密集 之外,並必須增強 以增加電磁鐵磁力。 12.有四種線圈分別是(a)長度 5 公分,10 匝 (b)長度 10 公分,10 匝 (c) 長度 5 公分,20 匝 (d)長度 10 公分,20 匝,並通以相同電流, 則其所產生的磁力最大的是 ,最小的是 。 13.將通有電流的線圈一端,靠近水平懸 掛著的小磁棒,如右圖,則下列敘述 何者正確? (1)甲圖中小磁棒與線圈 無磁力作用 (2)乙圖中因被玻璃隔絕,

(19)

小磁棒不受線圈磁力影響 (3)乙圖中小 磁棒與線圈間有相吸引之磁力 (4)甲圖 中小磁棒與線圈間有相排斥之磁力。 14.右圖中的通電螺線形線圈內部與外部各 有一小磁針,其左端分別為A、B,則下 列敘述何者正確? (1)A、B 均為 N 極 (2) A 為 N 極,B 為 S 極 (3)A 為 S 極, B 為 N 極 (4)A、B 均為 S 極。 15.下列何者不是影響螺線形線圈所產生的磁場強弱因素? (1)線圈的 截面積 (2)電流大小 (3)線圈的密集程度 (4)線圈內的鐵釘多少。 16.下列(A)、(B)、(C)三圖中,排斥力的有 ,吸引力的有 。

12-5 馬達與電話

<你知道嗎?>

於先前之章節可得知『通以電流之導線,可於其周圍產生磁場』, 若將此通有電流之導線置於磁場中,則此外加磁場會對導線將會產 生什麼作用? 一.通有電流之導線與磁場的交互作用:將通有電流的導線與一外加 磁場排成如下圖左所示。 1.結果: (a) 若載流導線之電流方向與外加磁場方向平行時,則導線不受 磁力作用。 (b) 若載流導線之電流方向與外加磁場方向垂直時,則導線受磁 力作用,且作用力最大。 (c) 載流導線之電流方向或外加磁場的方向改變時,則載流導線 的受力方向相反(或運動方向相反)。 (d) 載流導線之電流方向與外加磁場方向同時改變時,則載流導 線的受力方向不變(或運動方向不變)。 (e) 經由安培先生作了一連串的實驗而提出以下定則及定律:  右手開掌定則:討論載流導線之電流方向、受力方向(或運動 方向)及外加磁場之磁場方向三者的相對關係。如下圖右 所示。手指所代表則如下所表示。

(20)

大拇指  導線電流方向 伸直四指  磁場方向 掌心  載流導線受力方向

<想想看>

今有相鄰的兩平行載流直導線或 載流圓形線圈,若同時通有相同流向 的電流時,則兩導線會發生何種現象? (如右圖一)若改通相反流向的電流時, 則兩導線又會發生何種現象?(如右圖二) <Ans>: 圖一 圖二 二.馬達(電動機):是利用電流磁效應,使物體發生轉動的裝置,即 將電能轉換成力學能(動能)的裝置。 1.結構:其簡單裝置如下圖所示。 磁場(又稱定子)  可產生磁場之永久磁場 電樞(又稱轉子)  纏繞線圈的可轉動鐵蕊 集電環(又稱換向器)  將電流轉換方向後傳入電樞之裝置 電刷(又稱碳刷)  集電環接觸的固定裝置 直流電馬達結構簡圖 2.轉動原理:當電樞線圈通電時,電樞變成磁鐵並與永久磁鐵間 產生交互作用(吸引或排斥),迫使電樞旋轉;再利 用換向器傳導電流給電樞線圈,並適時更換電流流 向,保持電樞與永久磁鐵間的作用力,使旋轉方向 固定且持續轉動。可用下頁圖解釋之。 3.連續轉動的過程: step 1:當線圈呈水平時,迴轉力最大;A 向上,B 向下,整個線圈 呈順時鍾方向轉動。如(甲)圖。 step 2:通以電流,鐵芯(電樞)形成電磁鐵,結果電磁鐵與線圈外圍 的外加磁場,因磁性相同而互相排斥,而導致線圈轉動。 step 3:線圈轉動至鉛直面時,迴轉力最小;但線圈會靠著慣性作用

(21)

而持續旋轉。如(乙)圖。 step 4:剛剛轉過 900時,集電環恰好分別換接另一個電刷,使線圈 各邊的電流流向會反向流動。因此,線圈每轉半圈,電流方 向即轉換一次,同時間線圈的極性亦隨之改變。如(丙)圖。故 線圈可以持續轉動。 4.集電環(換向器)的功能: (a) 傳導電流給電樞線圈。 (b) 適時調整電流流向:使線圈每轉半圈後,電源經由電刷輸入 線圈的電流就會反向一次,線圈與轉軸就能繼續不斷地轉動。 5.馬達效率的改進:馬達內線圈的轉動效應,隨著下列條件而增 加 (a) 增加通過線圈的電流。 (b) 增加線圈的單位長度的匝數。 (c) 增加外加磁場的強度。 (d) 增大線圈的面積。 6.馬達的種類及應用: (a) 種類:直流馬達、交流馬達。 (b) 應用:電風扇、吸塵器、吹風機、抽水機及洗衣機等等。

<小試身手>:

1.兒童玩具汽車所使用的馬達是以普通的 作為電源;是屬於直流 電抑或交流電? 2.電風扇是以為 動力的電器;馬達內部有一用細漆包線在鐵芯外 纏繞的線圈,稱之為 。可與轉軸連接而自由轉動。 3.馬達是將 能轉換成 能的裝置。 三.電話: 1.構造:下圖為電話話筒與聽筒的構造分解圖。 2.發話原理:發(送)話器簡圖如下圖左。 (a)說話時,聲音使金屬薄板產生振動,金屬薄板會壓縮盒內的 碳粉,不同程度的振動,盒內碳粉被壓縮的疏密程度也不相 同。 (b)碳粉依壓縮程度不同而改變電阻,進而改變通過之電流大小。  被壓縮的較緊密時,電阻較小,則通過的電流較大。  碳粉被壓縮的較疏鬆時,電阻較大,則通過的電流較小。  產生的電流會隨著聲音的振動幅度大小(響度)與頻率的高低(音

(22)

調)作不同的改變。 送話器(話筒) 受話器(聽筒) 3.收話原理:收(受)話器簡圖如上圖左。 (a)聽筒內有一電磁鐵,電磁鐵的磁力強弱會隨著由電纜傳送過 來的電流大小而改變。 (b)聽筒內靠近受話者耳朵的金屬薄片,也隨著電磁鐵的磁力強 弱產生不同振幅大小及頻率高低的不同振動,此振動與你說 話時聲音產生的振動相同。 (c)金屬薄片振動空氣而發出聲音傳入耳內。

科學新知:光學纖維纜線

是由高純度的玻璃纖維所製成,是現今主要的有線電路傳輸媒介。 其特性如下: 1.資料傳輸率甚高,傳輸距離甚遠。 2.重量輕,不腐蝕,不怕電波干擾,使用時間長,唯一缺點是成本 高且維修費用大。

動手做做看:

以下是一種簡易的馬達製作過程,你可做做看: 1.直流馬達簡圖: 2.簡易製作過程: step 1:電樞:內裝數支鐵條,外部繞有漆包線,且兩端磨掉絕緣漆; 纏繞時需注意方向及所繞圈數。如下圖(a)、(b)所示。 step 2:裝設兩個整流片(即半圓形金屬環)及電刷片

(23)

完成圖 示意圖 3.製作完成後馬達的測試: (1)電池若為弱電壓(小於 1.3 V),則馬達不易轉動。 (2)調整軸和架,於接觸點處滴些潤滑油效果會更好。 (3)若電池的電壓正常,可於接好後,用手轉動電扇,馬達即可轉動。 (4)若完成以上步驟馬達仍無法轉動,則檢查漆包線與電源線的接頭 是否鬆動或斷落,以及漆包線的纏繞方向是否正確。

<小試身手>

1.馬達的電流是經由 (1)場磁鐵 (2)半圓形金屬環 (3)圓形金屬環 (4)電 刷 輸入線圈或自線圈輸出。 2.若馬達線圈上的電流方向不變,則線圈只會轉動 (1)900 (2)1800 (3) 3600 (4)400 3.下列電器中,何者不是以馬達為動力? (1)電風扇 (2)吸塵器 (3)蒸 汽機 (4)洗衣機。 4.電話話筒受話時,壓縮盒的碳粉被壓縮的比較緊密時 (1)電阻較大, 電流較大 (2)電阻較小,電流較小 (3)電阻較大,電流較小 (4) 電阻 較小,電流較大。 5.話筒是使用哪個原理或定律? (1)歐姆定律 (2)電流磁效應 (3)質量 守恆定律 (4)安培右手定則。 6.聽筒是使用哪個原理或定律? (1)歐姆定律 (2)電流磁效應 (3)質量 守恆定律 (4)安培右手定則。 7.下列哪一種纜線在原料的輕重、傳送訊號的數量及穩定性最好? (1)金製纜線 (2)銀製纜線 (3)銅製纜線(4)光學纖維纜線。 8.為了讓線圈能維持不停的運動,必須要改變 (1)電流方向 (2)線圈面 積 (3)線圈匝數 (4)外加磁鐵。 9.一般的電話中必須要有 (1)電磁鐵 (2)電動機 (3)發電機 (4)條形磁鐵 才能將聲音傳送出去。

(24)

10.傳送電話的電流會隨著 (1)聲音的振幅大小 (2)聲音的音調高低 (3) 響度與音調 (4)沒有影響 而做不同的改變。 11.右圖的電磁鐵置於一馬蹄形磁鐵的兩 極之間,線圈分別接至電源的正、負 極,試回答下列問題: (1)軟鐵芯上端為 極,下端為 極。 (2)假設電磁鐵可以繞軸轉動,則此時將沿 方向轉動。(順時針、逆時針) (3)承(2),電磁鐵是否會一直轉動。 (4)承(3),最後電磁鐵的位置與原來的位置相比較,轉動 度。 12.右圖為一直流馬達的模型,電流方向 如圖所示,試回答下列問題: (1)圖中甲是 ,乙為 。 (2)導線 AB 部分,其電流是由  。 (3)將線圈視為電磁鐵,則線圈的 N 極 在 方(上方,下方),線圈沿 方向轉動。 (4)線圈轉動 1800後,導線AB 中的電流是由  。 (5)承(4),此時線圈的 N 極在 方,線圈沿 方向轉動。 (6)下列何者可以增加線圈轉動的速度? (a)線圈內置一軟鐵芯 (b) 線圈內置一純銅棒 (c)增加線圈的圈數 (d)增加電源的電壓 13.馬達電樞轉動的快慢,決定於下列哪些因素? (甲)線圈上的匝數 (乙)串聯的電池數 (丙)磁場的強度 (1)甲 (2)乙 (3)丙 (4)甲、乙、丙。 14.馬達除轉軸外的基本重要構造有 、 、 、 等四項。 15.振動幅度的大小稱之為 ,頻率的高低則稱之為 。 16.電動機之轉動是利用哪一種效應? (1)電流熱效應 (2)電流磁效應 (3)電流化學效應 (4)電磁感應。

12-6 磁可以產生電嗎?

自從厄司特發現電可生磁後,許多科學家就開始心存懷疑,電可生 磁那磁可生電嗎?於是於西元 1831 年法拉第從實驗中發現的結果 『當一線圈內的磁場發生變化時,會因感應而產生電流』;因而解開 磁生電之謎,並稱此所產生的電流為感應電流。

<想想看>

(25)

何謂線圈內的磁場發生變化? <Ans>:當條形磁鐵迅速插入螺線形線圈中,則線圈中的磁力線數 會有2 條逐漸增加為 4 條,並持續增加,如下圖一(左右); 若反向運動亦如同下圖一,是由右左。若線圈與條形磁鐵 均靜止不動,則線圈內之磁場沒有任何變化,如下圖二; 若線圈與條形磁鐵以相同的速度作同向運動,則線圈內之 磁場沒有任何變化,如下圖三。 圖 一 圖 二 圖 三

實驗

12 – 3 感應電流

實驗目的:觀察一線圈內的磁場發生變化時,會產生感應電流。 實驗步驟: step 1:如右圖所示裝置把導線所繞成的 多匝螺懸形線圈和一個中央指零 型式的檢流計連接在一起。 step 2:將一條形磁鐵的 N 極迅速插入線 圈內,發現檢流計之指針發生偏 轉,表示線圈有電流之生成,如下頁圖(a)。 step 3:改將條形磁鐵靜置於線圈內不移動,發現檢流計之指針並 不發生偏轉,表示線圈沒有電流之生成,如下圖(b)。 step 4:將條形磁鐵迅速由線圈內抽出,發現檢流計之指針亦發生 偏轉,表示線圈有電流之生成,但電流方向(檢流計偏轉 方向)與 step 2 相反,表產生相反流向之電流。如圖(c)。

(26)

圖(a) 進入 圖(b) 不動 圖(c) 離開 step 5:改變不同的磁極進入或抽出,觀察其電流流向。 step 6:改變磁鐵不同的進入或抽出的速率,觀察其電流大小。 step 7:改變不同圈數的螺旋形線圈,觀察其電流大小。 實驗討論: 1.由 step 2、3、4 可知,檢流計指針往右偏轉時,表示電流由右邊流 入;指針不動時,表沒有電流產生;指針往左偏轉時,則表示 電流由左邊流入。 2.由 step 5、6 可知,S 極插入與 N 極離開的電流方向是相同;同理 N 極插入與 S 極離開的電流方向亦是相同。且速率愈快則產生的 電流愈大(指針的偏轉角度愈大)。 3.由 step 7 可知,單位長度的線圈匝數愈多,則產生的電流愈大 (指針的偏轉角度愈大)。 4.當一線圈內有磁場變化時,線圈會感應而有電流生成。換言之, 通有電流之線圈,其周圍必產生磁場;但線圈周圍有磁場,並 不一定會產生感應電流;得於線圈內有磁場變化才行。 5.磁鐵和線圈發生相對運動時,運動速率愈大,磁場變化愈大, 則產生的感應電流就愈大。若相對運動停止時,感應電流亦隨之 停止。 6.改變螺旋型線圈的線圈匝數亦可以改變感應電流的大小;單位長 度內線圈匝數較多時,磁場之總變化量愈大,故感應電流愈大。 7.當前述之條件均相同時,才考慮最後因素磁場強度,磁場愈強者, 所產生的感應電流則愈大。 何謂檢流計? <Ans>:可以測定微弱電流(10-8安培)的一種電流計,代號是 。其特 性是,指針於中央時,表無電流經過;指針往右(左)偏轉表 電流由右(左)方進入。其目的是檢驗有無電流,而非測量電 流大小。 一.電磁感應:當線圈內磁場發生改變時,使線圈產生感應電流的現 象,即稱之為電磁感應。 1.磁鐵與線圈互相接近或遠離時,線圈就會產生感應電流;且隨著 磁極的進入或離開,產生的感應電流方向亦隨之不同。如下圖所 示。 2.線圈在磁鐵的兩極間轉動,由於線圈磁力線的夾角不同,通過 線圈的磁力線數亦會改變,如下圖。因此亦可產生感應電流。

(27)

線圈平行紙面,通過之 線圈垂直紙面,通過之 磁力線數為零 磁力線數最多 二.感應電流之大小及方向判斷: 1.大小:依法拉第定律來判斷。感應電流的大小與單位時間線圈內 的磁場變化速率成正比。 (a) 磁鐵與線圈間沒有相對運動時,感應電流為零。 (b) 磁鐵接近或離開線圈時,磁鐵的移動速率愈大,線圈產生 的感應電流愈大。 (c) 單位長度的線圈匝數愈多,線圈產生的感應電流愈大。 (d) 磁鐵的磁性愈強,線圈產生的感應電流愈大。 2.方向:依冷次定律來解釋,線圈內的磁場發生變化時,線圈會 感應而產生電流。此感應電流的方向,恆使此電流產生 新磁場以抗拒原來磁場的變化。 (a) 線圈內的磁場增加時,感應電流產生的新磁場與原磁場的 方向是相反的。 (b) 線圈內的磁場減少時,感應電流產生的新磁場與原磁場的 方向是相同的。 (c) 線圈與磁鐵間的互相接近或離開時,產生的感應電流方向 可由下圖解釋。 感應電流的方向與磁鐵的移動方向關係圖 三.感應電流之應用(發電機): 1.原理:發電機是應用電磁感應原理,使線圈在磁極間迅速運動, 而產生感應電流的機械。若施力於一封閉迴路的線圈, 在馬蹄磁鐵的兩極間轉動時,則由於線圈的轉動,使得 通過線圈的磁場發生變化,因而產生感應電流。是一種 將力學能轉換成動能的裝置。 2.構造:發電機的主要部份有 (1) 場磁鐵:產生磁場的固定磁鐵。 (2) 電樞:裝在場磁鐵中間,能自由轉動的多匝線圈。 (3)集電環:供導出電流用,金屬所製成。 3.種類:發電機可分為交流發電機與直流發電機兩種,其操作原 理實際上是相同的,所差異的地方是引出電流的方式而 已。交流發電機是使用兩個圓形金屬環;而直流發電機

(28)

則是使用兩個半圓形金屬環;其構造分別如下圖所示。 而交(直)電流與時間關係圖,則如下頁圖所示。 交流發電機 直流發電機 交流發電機產生的 直流發電機產生的 電池供給的電流 電流(交流電、AC) 電流(直流電、DC) (DC)

課外補充:交流發電機的發電原理

線圈的兩端分別連接在兩個圓形金屬環上,各環上接觸有固定位置 的電刷,集電環隨著線圈轉動,電刷的正、負極隨時間而改變。 (1)線圈的圈面垂直於磁場方向時,通過線圈內的磁力線數最多; 線圈的圈面平行於磁場方向時,通過線圈內的磁力線數最少(幾 乎為零)。 (2)線圈在磁場中轉動時,每轉動半圈,線圈內的電流方向即改變方 向一次。如下圖所示。 四.發電機與馬達的的比較: 發 電 機 馬 達 構造 場磁鐵、電樞集、電環 與發電機相似 作用 由磁場變化產生感應電流 由電流產生磁場 原理 電磁感應 電流的磁效應 種類 交流與直流兩種 交流與直流兩種 簡易判別 外力轉動線圈而產生對外供 電感應電流 外來電流通入,而線圈轉動 對外運作

<小試身手>

1.下列敘述何者錯誤? (1)有電流時必有磁場 (2)有磁場時必有感應電 流 (3)感應電流的大小是磁場變化的速率而定 (4)磁場不發生變化, 感應電流隨即消失。

(29)

2.發電機是將 (1)力學能變成電能 (2)電能變成力學能 (3)力學能變成 熱能 (4)熱能變成力學能 的裝置。 3.發電機是一種利用 產生電流的裝置。 4.感應電流的產生是由於線圈內 (1)磁場強弱的變化 (2)磁場方向的變 化 (3)磁力線數目的變化 (4)以上皆可。 5.感應電流的大小與磁場變化的快慢 (1)無關 (2)成正比 (3)成反比 (4) 平方成正比。 6.下列各圖中,若 V 代表線圈或磁鐵的移動速度,箭頭代表移動方 向,則哪些線圈會有感應電流生成? (1)丙、丁 (2)乙、丙 (3)甲、丙 (4)甲、丁。 7.以同一磁棒,在同一線圈中來回進出移動,下列何種速度可產生 最大的電流? (1)4 次 / 秒 (2)3 次 / 秒(3)2 次 / 秒(4)1 次 / 秒。 8.兩組線圈繞在同一根軟鐵棒上如右圖所示。 當甲電路中的開關S 關上成通路時,乙電 路中有何現象發生? (1)有瞬間電流從 X 流向Y (2)有瞬間電流從 Y 流向 X (3)有 持續電流從X 流向 Y (4)有持續電流從 Y 流向X。 9.下列敘述何者錯誤? (1)長直導線所產生磁場的磁力線形狀是圓形 (2)電動機是一種將電能轉換成力學能的機械 (3)發電機是一種將力 學能轉換成動能的機械 (4)感應電流的大小與線圈內磁場的變化率 成反比。 10.發電機的線圈於下列哪一個位置時,通過線圈的磁力線最多? (1) 圈面平行磁場 (2)圈面垂直磁場 (3)圈面與磁場交角 450 (4)以上均 相同。 11.電動機與發電機 (1)構造相似,作用相同 (2)構造不同,作用也不 同 (3)構造相似,作用不同(4)構造不同,作用相同。 12.發電機的電輸每轉一周,感應電流的方向改變 (1)60 次 (2)2 次 (3) 1 次 (4)無數次。 13.發電機是利用 原理,使線圈在磁場中,因轉動而產生 的裝置。 14.右圖是一發電機裝置,甲為 、 乙為 、丙為 。

(30)

15.感應電流的發生與電流的磁效應是 完全 的現象。

參考文獻

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