磁-磁场-图片课件

12－1磁鐵

磁鐵的磁極

磁鐵意義

能吸引鐵器的物體

磁鐵磁極

以自由旋轉的磁鐵之指向判定

1.指北極：指向北方的一端N極

2.指南極：指向南方的一端S極

◎指向並非剛好正南北向（地理上的南北極）

12－1磁鐵

磁鐵的磁極

磁鐵意義12－1磁鐵

磁鐵的性質圖說

磁鐵磁性

同極相斥、異極相吸

12－1磁鐵

磁鐵的性質圖說

磁鐵磁12－1磁鐵

磁鐵的性質圖說

磁場強度

二端磁極磁場強、中央弱

棒形、馬蹄形甚至圓形的磁鐵如何決定N、S極？Q小問題12－1磁鐵

磁鐵的性質圖說

磁場強12－1磁鐵

磁鐵的性質圖說

磁鐵分割

N、S極必成對出現

◎切割方向

1.向N、S連線縱切

會產生新磁極

2.向N、S連線橫切

不會產生新磁極NS

NS

NS2.橫切1.縱切12－1磁鐵

磁鐵的性質圖說

磁鐵分12－1磁鐵

磁鐵分割

N、S極必成對出現

有新磁極產生

沒有新磁極產生折斷的磁鐵從斷面靠近，是會相吸引還是排斥呢？Q小問題12－1磁鐵

磁鐵分割N、S極必成對出現

12－1磁鐵

磁鐵的性質

磁鐵磁性

同極相斥、異極相吸

磁場強度

二端磁極磁場強、中央弱

磁鐵分割

N、S極必成對出現（不單獨存在）

磁力與電力之比較

1.相同：

皆有排斥與吸引力。

皆屬『超距力』（非接觸力）。

2.相異：正、負電荷可單獨存在，

但N、S極必成對存在。

12－1磁鐵

磁鐵的性質

磁鐵磁性12－1磁鐵

磁化與磁性物質

磁化使物質具有磁性

磁性保留之久暫

1.永久磁鐵（硬磁鐵）：鋼釘（鋼）

不易磁化，但磁化後磁性不消失。

2.暫時磁鐵（軟磁鐵）：鐵釘（熟鐵）

易磁化，但磁化後磁性即刻消失。

磁性物質

含有鐵、鈷、鎳金屬元素

可被磁化

◎非磁性物質：不可被磁化的物質

（不含有鐵、鈷、鎳金屬元素）電鈴構造中，打鈴聲的材質是鐵材？還是鋼材質？Q小問題12－1磁鐵

磁化與磁性物質

磁化12－1磁鐵

磁化與磁性物質圖說

EXP小實驗磁化：

近端生異性極，

遠端生同性極

將釘子從中拔開，發生？

釘子是鐵？還是鋼材？SNSN12－1磁鐵

磁化與磁性物質圖說EXP小實驗12－1磁鐵

磁鐵範例

eg1.兩根形狀、大小、長短均相同，而且沒有任何標記的金

屬棒。大雄不藉其他工具，判斷這兩根金屬棒是

否具有磁性，並能分辨出來，他的方法如下：

將兩根金屬棒貼標籤，標明甲、乙。

將兩根金屬棒互相靠近，發現兩棒僅能互相吸引，但

不能互相排斥。

將兩棒排成如（a），可互相吸引而不脫落。

將兩棒排成如（b），則不能相吸而脫落。

則甲、乙兩棒何者具有磁性？

。甲乙（a）甲乙（b）12－1磁鐵

磁鐵範例

eg1.兩根形狀、大小、長12－1磁鐵

磁鐵範例

eg2.（）如圖為一棒形磁鐵折成兩段的情形，何者錯誤？

（A）一磁鐵折斷後的兩段磁力都消失了

（B）一磁鐵折斷後，變成兩個小磁鐵

（C）如圖，甲端為N極，乙端為S極

（D）一磁鐵被折斷後的磁力減弱

eg3.手持一磁鐵，將其N極靠近鐵釘，鐵釘下方再置一小磁

針，則甲為

極

，乙為

極，丙為

極。

eg4.（）將一磁鐵靠近一鐵棒，能

使鐵棒變成暫時磁鐵，此現象為？

（A）靜電感應

（B）電磁感應

（C）電流的磁效應

（D）磁化丙12－1磁鐵

磁鐵範例

eg2.（）如12－2磁場

場的意義

超距力作用的空間；磁場、電場、重力場。

磁場

磁場形成

有磁性者在其周圍建立磁場

距離近，磁場強（F與r2反比）。

磁場影響

只有磁性物質進入磁場中，才會受影響

12－2磁場

場的意義

超距力作用的12－2磁場

磁場的物像化一

以鐵粉灑在磁場中，形成的圖樣比擬之

磁力線

Q小問題只看鐵粉排列，能分出磁鐵哪一端是N、S極嗎？12－2磁場

磁場的物像化一

以鐵粉12－2磁場

磁力線圖說

從圖中，只看到鐵粉的排列情形

NSNSNSSNQ小問題12圖1、2的磁極方向排列不同，磁力線的差異為何？12－2磁場

磁力線圖說

從圖中，只12－2磁場

磁場的物像化二建立磁力的方向性

以小磁針擺置磁場中，形成的圖樣比擬之

定義：磁場的方向

磁針在磁場中的N極指向為其受力方向

磁力線上任一點的磁場方向為其切線方向

由磁鐵N極指向S極（磁鐵內部由S極指向N極）

12－2磁場

磁場的物像化二建立磁力的方向性12－2磁場

磁力線磁場方向圖說

從圖中，只看到鐵粉的排列情形

Q小問題標示出圖中A、B、C、D四位置的磁場方向？ABCD12－2磁場

磁力線磁場方向圖說

從12－2磁場

磁力線磁場方向圖說

12－2磁場

磁力線磁場方向圖說

12－2磁場

磁力線性質

封閉平滑曲線（形成立體結構）

疏密程度表示磁場強弱

磁力線密集處，該處磁場強。

任二條磁力線絕不相交

磁場的方向：由N極指向S極（切線方向）

12－2磁場

磁力線性質

封閉平滑曲12－2磁場

地磁的存在

假想地球內部有一個大磁鐵，這便是影響指

南針能指向南、北向的原因。NS地磁南極地磁北極地理北極地理南極12－2磁場

地磁的存在

假想地球內12－2磁場

地球磁場（注意：內部假想磁鐵的N、S極）

12－2磁場

地球磁場（注意：內部假想磁鐵的N、12－2磁場

磁場範例

eg1.一支鐵釘放在二支條形磁鐵附近，A、B、C、D分別為

兩磁鐵的磁極，箭頭表示磁力線方向，如圖所示，若於此

情況下，鐵釘的E極會吸引指南針的S極，則：

A是

極，B是

極，C是

極，D是

極。

eg2.磁力線分布情形，如圖，將A、B、C、D三磁針置於磁

場中，磁針N極的指向為何？BCD12－2磁場

磁場範例

eg1.一支鐵釘放在二支條12－2磁場

磁場範例

eg3.（）地球具有磁場，何圖可表示地球之磁力線圖形？

eg4.甲乙丙為磁力線圖樣，是由圖二的磁鐵排列而成，則：

甲圖是

排列的。

乙圖是

排列的。

丙圖是

排列的。

（以a、b、c填答）

12－2磁場

磁場範例

eg3.（）地球具12－3電流的磁效應

歷史

西元1820年丹麥人厄司特發現

意義

通有電流的導線，周圍有磁場產生Q小問題鋁是非磁性金屬，通以電流。周圍會產生磁場？12－3電流的磁效應

歷史

西元182012－3電流的磁效應

長直載流導線的磁場大小

法國人安培發現：安培定律

磁場強度（B）與導線的電流大小（I）成正比

磁場強度與該點與導線間（r）的距離成反比

磁力線封閉同心圓柱體

12－3電流的磁效應

長直載流導線的磁場大小

12－3電流的磁效應

長直載流導線的磁場方向

安培右手定則判斷出N指向（逆時針或順時針）

磁力線上任一位置的磁場方向是切線方向12－3電流的磁效應

長直載流導線的磁場12－3電流的磁效應

載流長直導線的磁場圖說（同心圓柱）磁針在導線上方磁針在導線下方ABCDEQ小問題如圖的A、B、C、D、E五位置的磁場強度順序？12－3電流的磁效應

載流長直導線的磁場圖說（同12－3電流的磁效應

長直載流導線的磁場方向

安培右手定則（右手握導線）

大拇指指向電流方向，四指彎曲的方向為磁場方向

（電流方向與磁場方向垂直）12－3電流的磁效應

長直載流導線的磁場12－3電流的磁效應

安培右手定則圖說（向著電流直視）

表電流垂直射入紙內

表電流垂直射出紙外順時針方向逆時針方向12－3電流的磁效應

安培右手定則圖說（向著電流12－3電流的磁效應

載流長直導線的磁場圖說（同心圓柱）IIIINNNNSSSSQ小問題如圖的磁針指向，你會判斷？12－3電流的磁效應

載流長直導線的磁場圖說（同12－3電流的磁效應

小磁針在磁場中的偏轉角度【補充】

偏轉的方向是合力綜合的淨效果

應考慮地磁與電磁場對磁針的影響

磁針只受地磁時指向南北向S磁針受地磁與電磁時合力指向對角線方向

NSNSN12－3電流的磁效應

小磁針在磁場中的偏轉角度【12－3電流的磁效應

電流的磁效應

實驗12－2

圖說Q小問題磁針偏轉角度受電流影響？如何增加電流大小？視同心圓兩側的磁場視同心圓上、下的磁場12－3電流的磁效應

電流的磁效應實驗12－212－3電流的磁效應

電流的磁效應範例

eg1.（）下列各圖中磁力線的繪圖，何者正確？

eg2.如圖，甲丙磁針放在導線正上方，乙磁針放在導線正下

方，當開關接通後：

磁針會順時針偏轉。

磁針偏轉角度最大。

改變圖中導線匝數，雖然

匝數一直增加，但甲磁針

N極偏轉的角度最多不會超

過幾度？

。12－3電流的磁效應

電流的磁效應範例

eg1.12－3電流的磁效應

電流的磁效應範例

eg3.導線垂直穿過水平紙板，紙板上

放置甲、乙、丙三磁針，當電路

接通後，則：

三磁針的偏向如何？

把甲磁針垂直上提至P點，

偏轉角度變化？

。

可變電阻滑鍵往M滑動，

甲磁針的偏轉角度變化？

eg4.羅盤置於導線束正上方，電路接

通後：

磁針N極向

偏轉。

（）五匝線束產生的偏轉

角度是單匝線束的偏轉角度

之五倍。（是非）12－3電流的磁效應

電流的磁效應範例

eg3.12－4電磁鐵

螺旋形線圈

將長直導線彎曲，磁場增強。（磁力線密集）

單位長度的匝數愈多，磁場愈強。

12－4電磁鐵

螺旋形線圈

將長12－4電磁鐵

螺線形線圈的磁場

磁力線（灑小鐵粉、再換小磁針）

螺旋形線圈的磁場近似長棒狀磁鐵NSNS

螺旋形線圈因電流磁效應，形成了電磁鐵

所以也具有N、S極12－4電磁鐵

螺線形線圈的磁場

12－4電磁鐵

如何增加螺線形線圈的磁場

增加電流（增加電池數）（B

I）

增加單位長度的匝數（B

N）

線圈內部放入易於磁化的物質

ABCDEFGHQ小問題A

~H

八個線圈的磁場強度順序？12－4電磁鐵

如何增加螺線形線圈的磁場12－4電磁鐵

決定螺線形線圈的N、S極

右手握線圈，四指彎曲指向電流方向，大拇

指指向磁場方向（N極方向）

（螺線形線圈右手定則與安培右手定則不同）逆時針電流順時針電流12－4電磁鐵

決定螺線形線圈的N、S12－4電磁鐵

電磁鐵的應用－電鈴

當通電時，附有鐵片的彈簧片受電磁鐵吸引，而使鈴聲作響。鈴聲敲響後，成為斷路，磁性消失，彈簧片因彈力回復原位置，再度形成通路。12－4電磁鐵

電磁鐵的應用－電鈴

當通12－4電磁鐵

電磁鐵範例

eg1.（）如下左圖，線圈內插有軟鐵棒，當電路接通後，

則置於線圈左側之磁棒將（A）被排斥（B）被吸引（C）

不受影響（D）被吸住後再推開。

eg2.如上右圖，當按下開關，甲乙二磁針之N極偏轉

方向為？甲

時針偏轉；乙

時針偏轉。

eg3.使電磁鐵的磁場增強的方法有哪些？

eg4.在一中空的線圈內分別插入木棒、鐵棒、鋼棒，何者之磁？

場最強？何者最弱？乙12－4電磁鐵

電磁鐵範例

eg1.（12－5馬達與電話

馬達的意義：因電流磁效應，使物轉動。

電風扇、吸塵器、吹風機、抽水機、洗衣機

馬達的構思：二個磁場因同性相斥而轉動

線圈轉動，但只轉了半圈（180度）即停止

如何解決這個問題呢？12－5馬達與電話

馬達的意義：因電流磁12－5馬達與電話

馬達的轉動：電動機

線圈每轉半圈（180度）即要改變電流方向一次

半圓形金屬環及電刷之設計（電流的流入方向不變）12－5馬達與電話

馬達的轉動：電動機12－5馬達與電話

馬達的結構使用直流電

電能轉成力學能

1.場磁鐵：定子

（永久磁鐵）

2.電樞：轉子

（可轉動之線圈）

3.集電環

（半圓形金屬環）

4.電刷（碳刷）

（不隨之轉動）

1234微微接觸12－5馬達與電話

馬達的結構使用直12－5馬達與電話

導線在磁場中的受力（電流與磁場的交互作用）

右手開掌定則

四指為磁場方向，

大拇指為電流方向，

掌心所朝的方向即為導線的受力方向BFI載流長直導線在磁場中的受力

B與I平行導線不受力

B與I不平行導線受力

其中以B與I成90度時受力

最大12－5馬達與電話

導線在磁場中的受力（12－5馬達與電話

馬達的連續轉動過程＋＋＋＋－－－（甲）：直導線A部分向上，B部分向下

合力矩為順時針，向順時針轉動

（乙）：線圈轉至鉛直面，因物體慣性

向順時針轉動

（丙）：剛轉過90度，集電環接到另一電刷，線圈各

邊電流反向流動，此後每轉半圈，電流方向

反轉一次，直導線A部分向下，B部分向上

合力矩為順時針，向順時針轉動，12－5馬達與電話

馬達的連續轉動過程

直流電動機的圖示螺線形線圈右手定則直流電動機的圖示螺線形線圈右手定則12－5馬達與電話

電話的發明：1876年美國人貝爾

電話的原理

藉話筒之碳粉調節電流大小，來影響聽筒

中電磁鐵的磁力，使金屬薄片振動。聲音大，碳粉緊密，電阻小，電流大

聲音小，碳粉疏鬆，電阻大，電流小12－5馬達與電話

電話的發明：187612－5馬達與電話

電話的圖示：話筒聽筒12－5馬達與電話

電話的圖示：話筒聽筒12－5馬達與電話

光纖通訊原理：

利用雷射光發送訊號，光沿光纖線路反射訊號

至遠方（光行進符合光反射定律）12－5馬達與電話

光纖通訊原理：

12－5馬達與電話

馬達與電話範例

eg1.（）圖為電話聽筒與話筒的構造示意圖，何者正確？

（A）聽筒與話筒內皆具有電磁鐵

（B）講話愈大聲，通過碳粉的電流愈小

（C）碳粉盒被壓縮得較為疏鬆時，電阻較大

（D）聽筒上的金屬薄片振動，能產生電流

eg2.如圖（一）、圖（二）通電後，轉動情形？

（A）靜止不動（B）轉動1/4圈即停止

（C）轉動1/2圈即停止（D）不停地轉動圖一圖二12－5馬達與電話

馬達與電話範例

eg1.（12－6磁可以產生電嗎？

電能生磁電流的磁效應

磁能生電

1831年英國人法拉第發現

1.電磁感應：磁場發生變化時產生電流的現象

磁場發生變化＝磁力線數目有增減（

B0）

2.感應電流：因電磁感應產生的電流

實驗中，常以檢流計檢驗有無電流產生檢流計－－

刻度零位在中間

偏轉方向是電子流的

方向G12－6磁可以產生電嗎？

電能生磁12－6磁可以產生電嗎？

電磁感應圖說一

磁鐵向右移動時，線圈內磁場減少，有感應電流產生

B＜0

I0磁鐵向左移動時，線圈內磁場增加，有感應電流產生

B＞0

I012－6磁可以產生電嗎？

電磁感應圖說一12－6磁可以產生電嗎？

電磁感應圖說二

磁鐵向右移動時，線圈內磁場減少，有感應電流產生

B＜0

I0磁鐵靜置於線圈旁，線圈內磁場不變，無感應電流產生

B＝0

I＝0Q小問題感應電流的有無如何判斷？電流方向如何判斷12－6磁可以產生電嗎？

電磁感應圖說二12－6磁可以產生電嗎？

電磁感應圖說三

Q小問題圖中眼所見感應電流的方向是順時針或逆時針？12－6磁可以產生電嗎？

電磁感應圖說三

電磁感應圖說電磁感應圖說12－6磁可以產生電嗎？

電磁感應圖說四

※

磁能生電的二角色：磁鐵迴路電磁感應原磁場

B0

二者相對運動使迴路產生感應電流，迴路於是形成電磁鐵感應磁場冷次發現了

此二磁場間的關係…..12－6磁可以產生電嗎？

電磁感應圖說四12－6磁可以產生電嗎？

感應電流

1.有無

B0

2.方向冷次定律：產生新磁場恆反抗原磁場

『線圈右手定則』反推電流方向

法拉第定律

感應電流大小與磁場變