電與磁攜手玩把戲
旋轉精靈
相關概念:電流與磁場交互作用
實驗器材:鹼性電池 1 個、圓盤形釹磁鐵 1 個(直徑約 2 cm)、單芯粗銅線 1 段(約 25 cm)、美工刀 1 支、老虎鉗 1 支、砂紙 1 小張。
實驗步驟:
1. 取單芯粗銅線一段,以美工刀在粗銅線的中央處割一圈,將塑膠外皮向兩側拉出。(注意:使用美工刀應注意安全,切勿割傷手指!)
2. 將粗銅線摺出不同的造型,同學們可發揮創意,需考慮銅線的平衡,並降低接觸點的摩擦力,必要時可用老虎鉗、砂紙修整。
3. 將電池負極吸附在釹磁鐵上,再將銅線的支撐點置於電池正極上,銅線下端則微微觸碰釹磁鐵圓周的邊緣,如圖所示,此時,銅線便能不停的轉動。
動腦時間:
1. 銅線為什麼會不停的轉動,您如何解釋這個現象?
2. 若將釹磁鐵上下翻轉後,你是否發現有什麼不同?
3. 如何能使銅線轉動得更快,您能提出一些方法嗎?
電鑽高手
相關概念:電流與磁場交互作用
實驗器材:鹼性電池 1 個、圓盤形釹磁鐵 1 個(直徑約 2 cm)、多芯銅線 1 段(約 15 cm)、螺絲釘 1 支。
實驗步驟:
1. 將釹磁鐵吸附在螺絲釘的鈍端,然後再將螺絲釘的尖端成懸吊狀吸附在電池的負極下方。
2. 取多芯銅線一段,一端連接電池正極(以手指壓住即可),另一端則微微觸碰釹磁鐵圓周的邊緣,如圖所示,此時,磁鐵與螺絲釘便會不停的轉動喔!(注意:通電過程會發熱,若手指感覺溫度漸高,應立即斷電!)
動腦時間:
1. 您能說明電流的流動方向與釹磁鐵周圍的磁場分布情形嗎?
2. 釹磁鐵與螺絲釘為什麼會不停的轉動,您如何解釋這個現象?
3. 若將釹磁鐵上下翻轉後,你是否發現有什麼不同?
簡易馬達
相關概念:電流與磁場交互作用
實驗器材:鹼性電池 1 個、圓盤形釹磁鐵 1 個(直徑約 2 cm)、單心漆包銅線 200 cm(直徑約 0.5 mm)、迴紋針 2 支、膠帶 2 小段、砂紙 1 小張。
實驗步驟:
1. 先準備一圓柱體(如筆桿,直徑約 2.5 cm),將單心漆包銅線纏繞於圓柱體上約 20 圈,使漆包銅線兩端各預留 5 cm。
2. 取下線圈,將預留的兩端漆包銅線,分別在圓形線圈的兩邊各纏繞2圈,使之固定,然後調整兩端的漆包銅線,使其延長線互相重疊並通過圓心。
3. 用砂紙將其中一端漆包銅線的包縛漆完全磨去,另一端漆包銅線只磨去半邊的包縛漆。
4. 將迴紋針的一端拉直,並將兩支迴紋針以膠帶黏貼於電池的兩側,使之固定,再用手指緊壓電池的兩端。
5. 將釹磁鐵吸附於電池的側面,再將漆包線圈架在兩支迴紋針之間,用手轉動線圈,線圈便能持續轉動了。(注意:通電過程會發熱,若手指感覺溫度漸高,應立即斷電!)
動腦時間:
1. 漆包線圈為什麼會不停的轉動,您如何解釋這個現象?
2. 線圈其中一端的漆包銅線,為什麼只磨去半邊的包縛漆?
3. 如何能使漆包線圈轉動得更快,您能提出一些方法嗎?
紙杯喇叭
相關概念:電流與磁場交互作用
實驗器材:漆包銅線 200 cm(直徑約 0.5 mm)、釹磁鐵 1 個(直徑約 2 cm)、音源線 1 條、剪線鉗 1 支、鱷魚夾 2 條、紙杯 1 個、膠帶 2 小段、砂紙 1 小張、MP3 1 台。
實驗步驟:
1. 先準備一圓柱體(如筆桿,直徑約 2.5 cm),將漆包銅線(直徑約 0.5 mm)纏繞於圓柱體上約 20圈,使漆包銅線兩端各預留5 cm。
2. 取下線圈,將預留的兩端漆包銅線,分別在圓形線圈的兩邊各纏繞 2 圈,使之固定,用砂紙將兩端漆包銅線的包縛漆磨去。
3. 在線圈內放置一釹磁鐵,以膠帶黏貼,使線圈與磁鐵固定於紙杯底。
4. 以剪線鉗去除音源線的塑膠外皮,將其中兩股銅線分別以鱷魚夾連接線圈的兩側,將音源線的插頭插入 MP3 的耳機孔,調整音量,耳朵貼近紙杯口,便能聽到美妙的聲音。
動腦時間:
1. 紙杯後方的線圈與磁鐵利用什麼原理發出美妙的聲音?
2. 若用鐵鋁罐來代替紙杯,發音的效果是否更好?
3. 如何能提高音量,您能提出一些有效的方法嗎?
註:可另接一音效擴大器,能將音量放大以提高輸出功率。(2009/04/07 新增)
手搖電筒
相關概念:電磁感應原理
實驗器材:單芯漆包線 60 m(直徑約 0.5 mm)、圓盤形釹磁鐵 2 個(直徑約 2 cm)、發光二極體(LED 燈)2 個、圓柱體糖果罐(直徑約 2.5 cm)、塑膠蓋 2 個、美工刀 1 支、熱熔槍 1 支、熱熔膠 1 支。
實驗步驟:
1. 取 2 個塑膠蓋、中央以美工刀挖取直徑約 2.5 cm 的洞,用熱熔膠將 2 個塑膠蓋固定於圓柱體糖果罐的中央位置,間隔約 3 cm。
2. 將漆包線 60 m(直徑約 0.5 mm)纏繞在 2 個塑膠蓋之間,纏繞的線圈要盡量平順、整齊,最後將漆包線兩端的包縛漆用砂紙磨去,再並聯 2 個 LED 燈。(LED 燈的長短腳必須不同邊)
3. 將釹磁鐵2個(直徑約2 cm)放入圓柱體糖果罐內,蓋上蓋子。當糖果罐前後迅速搖動時,兩個 LED 燈就能交替閃亮了。
動腦時間:
1. 為什麼使釹磁鐵來回運動,進出線圈,就能讓LED 燈發亮?
2. 如果兩個LED 燈的長短腳在同一邊,會發生什麼情形?
3. 如何能提高LED燈的亮度,您能提出一些有效的方法嗎?
緩降磁鐵
相關概念:電磁感應原理
實驗器材:圓盤形釹磁鐵 1 個(直徑約 2 cm)、鋁管 1 支(長度約 50 cm,口徑稍大於 2 cm)。
實驗步驟:
1. 將釹磁鐵提高至距離桌面 50 cm,使之自由落下,測量落下的時間。
2. 準備一支中空的鋁管長度 50 cm,口徑稍大於釹鐵硼磁鐵的直徑,將釹磁鐵於鋁管頂部釋放,測量釹磁鐵穿越鋁管的時間。
3. 比較兩者時間的差異,您是否感覺非常神奇!
動腦時間:
1. 為什麼釹磁鐵穿越鋁管的速度會減慢?
2. 如果用銅管或鐵管代替鋁管,會發生什麼情形?
3. 如果將鋁管由上而下切出一條溝槽,磁鐵穿越鋁管的速度會減慢嗎?
資料來源:石牌國中黃日泰老師
http://plog.spjh.tp.edu.tw/lifetypetea/post/195/1123
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