电流的磁场

24
I'
鋁膜
I'
永久磁鐵
聽筒的電磁鐵
金屬膜振動
改變磁場 的強度
發出聲音 發出聲音
16.2 電流的磁場
25
?
問 題
例題 3
門 鈴
16.2 電流的磁場
進度評估 2
1 2 3 4 5 6 把開關閉合，磁鐵會怎樣？ 把開關閉合，磁鐵會怎樣？ 磁場在 P 點的方向是怎樣的？ 點的方向是怎樣的？
26
下列哪一種電磁鐵最強？ 下列哪一種電磁鐵最強？ 下列哪一種裝置不是應用電磁鐵的例子？ 下列哪一種裝置不是應用電磁鐵的例子？ 不是應用電磁鐵的例子 下列哪一幅圖最適合用來形容新的…… 下列哪一幅圖最適合用來形容新的 是非題： 是非題：圖中的兩個門鈴X 和Y……
16.2 電流的磁場
16
以下方法可加強電磁鐵的磁場： 以下方法可加強電磁鐵的磁場：
17
?
問 題
例題 2
線圈的磁效應
16.2 電流的磁場
5 電磁鐵的應用
a
18
電鈴與蜂鳴器
b
電話
16.2 電流的磁場
a 電鈴與蜂鳴器 電鈴的運作： 電鈴的運作： 按下按鈕 按鈕， 當按下按鈕， 1. 電流流過 電流流過 電磁鐵產生磁性 電磁鐵產生磁性 2. 拉動鈴錘 敲響鈴鐺 拉動鈴錘 3. 「斷路器」的觸點脫開 斷路器」的觸點脫開 切斷電流 切斷電流 4. 鈴錘彈回原位 觸點重新接合 觸點重新接合
門鈴 X
16.2 電流的磁場
門鈴 Y
33
完結
16.2 電流的磁場
例題 2
線圈的磁效應
34
有大小相同的電流通過以下四個線圈。 有大小相同的電流通過以下四個線圈。哪個線圈
鋼
軟鐵
A
B
C
D
(a) 所產生的磁場最弱？試簡單解釋。 的磁場最弱？試簡單解釋。
因為線圈的匝數最少， 線圈 A ：因為線圈的匝數最少，並且沒 有鋼心或軟鐵心。 有鋼心或軟鐵心。
源自文库
如果電流減少， 如果電流減少，流動的方 向也相反。 向也相反。下列哪一幅圖 最適合用來形容新的磁場？ 最適合用來形容新的磁場？ A B C D
16.2 電流的磁場
Q6
是非題： 是非題：圖中的兩個門鈴 X 和 Y……
32
是非題： 是非題：圖中的兩個門鈴 X 和 Y 均能正常地 操作。 操作。
（對／錯）
2
16.2 電流的磁場
熱身
3
A B
C
當電流在導線上流動時有風吹過。 當電流在導線上流動時有風吹過。 當電流在導線上流動時， 當電流在導線上流動時，指南針周圍 出現磁場， 出現磁場，而這磁場並不是地球的磁 場。 其他： 其他：________________
16.2 電流的磁場
0 引言
不單只磁鐵可產生磁性，電流同樣也可以。 不單只磁鐵可產生磁性，電流同樣也可以。 我們能以電流經過不同形狀的導電體的實驗， 我們能以電流經過不同形狀的導電體的實驗， 研究由電流產生的磁場。 研究由電流產生的磁場。
∴ ∴ ∴ ∴
塑料端
塑料桿
塑料管
塑料端
P
彈簧 金屬板 B
16.2 電流的磁場
Q
軟鐵桿 線圈 電鈴按鈕 金屬板 A
42
返回
16.2 電流的磁場
16.2 電流的磁場
例題 2
線圈的磁效應
35
有大小相同的電流通過以下四個線圈。 有大小相同的電流通過以下四個線圈。哪個線圈
鋼
軟鐵
A
B
C
D
(b) 的北極在左方？試簡單解釋。 的北極在左方？試簡單解釋。
可利用右手握拳定則推斷出來。 線圈 B ：可利用右手握拳定則推斷出來。
16.2 電流的磁場
例題 2
注意： 磁場的強度， 注意：要 ↑ 磁場的強度，可以 ↑ 電流 ↑ 線圈的匝數 線圈的匝數
16.2 電流的磁場
實驗 16c
電磁鐵
13
製作電磁鐵、感受電磁鐵的磁力大小， 製作電磁鐵、感受電磁鐵的磁力大小，並 電磁鐵 觀察它的磁場圖形。 觀察它的磁場圖形。
錄像片段
16.2 電流的磁場
4 電磁鐵
電磁鐵 (electromagnet) – 就像永久磁鐵一樣， 就像永久磁鐵一樣， 但它的磁性可以開關。 但它的磁性可以開關。 開關 – 它是由一捆多匝的絕緣 它是由一捆多匝的絕緣 銅線線圈所組成。 銅線線圈所組成。 線圈所組成 ↑ 線圈匝數 ↑ 磁場 線圈可以繞在軟鐵心等磁性材料上， 線圈可以繞在軟鐵心等磁性材料上 磁性材料 增強電磁鐵的磁場。 增強電磁鐵的磁場。
磁場方向
16.2 電流的磁場
2 扁平線圈的磁場
圓形線圈
9
在線圈的中心： 在線圈的中心： 中心 磁力線是畢直的，並與線 磁力線是畢直的 畢直 圈所在的平面垂直 垂直。 圈所在的平面垂直。
電流方向
在線圈以外： 線圈以外： 磁力線呈環形 環形。 磁力線呈環形。
16.2 電流的磁場
3 螺線管的磁場
螺線管：一捆長線圈，由多匝導線圈組成 螺線管：一捆長線圈，
16.2 電流的磁場
例題 3
門鈴
38
(a) 試簡單說明為甚麼按下和鬆開門鈴按鈕時， 試簡單說明為甚麼按下和鬆開門鈴按鈕時， 會聽到「叮噹」聲響。 會聽到「叮噹」聲響。 按下門鈴按鈕時 門鈴按鈕時， 按下門鈴按鈕時， I 通過線圈 產生磁場 磁場吸引軟鐵部分，把棒拉入線圈內 磁場吸引軟鐵部分， 軟鐵部分
16.2 電流的磁場
熱身 引言 長直導線的磁場 扁平線圈的磁場 螺線管的磁場 電磁鐵
? ?
1
電磁鐵的應用 進度評估 2
16.2 電流的磁場
熱身
無論你怎樣轉動指南針，它的磁針總會指向一 無論你怎樣轉動指南針， 個特定的方向。 個特定的方向。我們說這是地球磁場對指南針 的影響。 的影響。 想像你是一位科學家，並觀察到以下的情況。 想像你是一位科學家，並觀察到以下的情況。 試猜猜這些情況背後的原因。 試猜猜這些情況背後的原因。
P
彈簧 金屬板 B
16.2 電流的磁場
Q
軟鐵桿 線圈 電鈴按鈕 金屬板 A
例題 3
門鈴
41
(b)(ii) 如果棒 PQ 改由銅桿和塑料桿製成，門 如果棒 改由銅桿和塑料桿製成， 鈴還能如常運作嗎？ 鈴還能如常運作嗎？ 銅桿不是磁性材料 銅桿不是磁性材料 當電流通過時，銅桿不會被吸引到線 當電流通過時， 圈去。 圈去。
16.2 電流的磁場
圍繞導線的磁力線
電流： 電流：指入紙面 導線 末端） （末端） 電流： 電流：指出紙面
7
×
電流方向
電流方向
電流方向的符號： 電流方向的符號：
16.2 電流的磁場
1 長直導線的磁場
右手握拳定則： 右手握拳定則：
電流方向
8
假設右手握住導線， 假設右手握住導線， 而拇指指向電流方向， 拇指指向電流方向， 指向電流方向 那麼，彎曲的手指指著的 那麼，彎曲的手指指著的 手指 就是磁力線的方向。 磁力線的方向 就是磁力線的方向。
線圈 金屬板 B
16.2 電流的磁場
電鈴按鈕 金屬板 A
例題 3
門鈴
40
(b)(i) 如果電池兩極對調了，門鈴還能如常運作嗎？ 如果電池兩極對調了，門鈴還能如常運作嗎？
電池兩極對調 改變線圈磁場的極性 改變線圈磁場 磁場的極性 仍會被吸引到線圈中去。 棒 PQ 仍會被吸引到線圈中去。
塑料端 塑料桿 塑料管 塑料端
16.2 電流的磁場
19
電磁鐵 接觸斷 路器
鈴錘 鈴鐺 敲響 返回
5. 電磁鐵再次通電 以上過程不斷重複 電磁鐵再次通電
a
電鈴與蜂鳴器 蜂鳴器內， 電流流過， 蜂鳴器內，當電流流過， 流過 薄金屬簧片振動 蜂鳴器嗡嗡作聲
20
16.2 電流的磁場
b
電話
話筒 碳塊 碳粒 金屬膜
21
I
鋁膜
I
永久磁鐵
16.2 電流的磁場
14
4 電磁鐵
一旦電流切斷，軟鐵心的磁 一旦電流切斷， 電流切斷 場便會減弱消失。 場便會減弱消失。 如果改用鋼心， 如果改用鋼心， 鋼心 則即使電流切斷， 則即使電流切斷，電磁鐵仍 會保留磁性。 保留磁性。
15
16.2 電流的磁場
4 電磁鐵
↑ 線圈的匝數 ↑ 電流 在線圈中插入軟鐵心 大型電磁鐵可用來提起沉重 大型電磁鐵可用來提起沉重 電磁鐵可用來提起 的鐵器， 小型的電磁鐵則 的鐵器，而小型的電磁鐵則 可用於多種電器產品， 可用於多種電器產品，如電 鈴、電話和揚聲器等。 電話和揚聲器等。
線圈的磁效應
36
有大小相同的電流通過以下四個線圈。 有大小相同的電流通過以下四個線圈。哪個線圈
鋼
軟鐵
A
B
C
D
(c) 在電源切斷後，磁場仍然存在？試簡單 在電源切斷後，磁場仍然存在？
解釋。 解釋。 鋼心在電源切斷後， 線圈 B ：鋼心在電源切斷後，仍能保 持磁性。 持磁性。
16.2 電流的磁場
37
返回
10
I
I
I 通過螺線管時，每一圈所起的作用就像一個扁 通過螺線管時， 平線圈一樣。螺線管的磁場 磁場就是所有線圈合成的 平線圈一樣。螺線管的磁場就是所有線圈合成的 磁場。 磁場。
16.2 電流的磁場
3 螺線管的磁場
磁場強度均勻
11
在螺線管以內： 磁力線筆直，線與線之間距離均等 在螺線管以內 磁力線筆直，
I
I
在螺線管以外： 在螺線管以外 磁場圖形，與磁棒的磁場圖形十分相似。 磁場圖形，與磁棒的磁場圖形十分相似。
16.2 電流的磁場
3 螺線管的磁場
要斷定螺線管的極： 要斷定螺線管的極： 螺線管的右手握拳定則
N S
12
假設右手握住螺線管， 假設右手握住螺線管， 彎曲的手指指向 指向電 而彎曲的手指指向電 方向， 流方向， 拇指指向的就是螺 拇指指向的就是螺 北極。 線管的北極 線管的北極。
30
下列哪一種裝置不是應用電磁鐵的例子？ 下列哪一種裝置不是應用電磁鐵的例子？ 不是應用電磁鐵的例子 A B C D 電話的話筒 電鈴 門鎖 磁浮火車
16.2 電流的磁場
31 Q5 下列哪一幅圖最適合用來形容 下列哪一幅圖最適合用來形容…… 導線內的電流正向紙面流入， 導線內的電流正向紙面流入，在導線的周圍產 生了磁場。 生了磁場。
A B C D E
指入紙面 指出紙面 指向上 指向下 P 點並沒有磁場
16.2 電流的磁場
Q3
下列哪一種電磁鐵最強？ 下列哪一種電磁鐵最強？
29
下列哪一種電磁鐵最強？ 下列哪一種電磁鐵最強？
A
2A
B
2A
硬紙筒
C
3A
D
2A
16.2 電流的磁場
Q4
下列哪一種裝置不是應用電磁鐵…… 下列哪一種裝置不是應用電磁鐵
Q 端敲擊 金屬板 A
產生「叮」 產生「 的聲音
塑料端
塑料桿
塑料管
塑料端
P
彈簧 金屬板 B
16.2 電流的磁場
Q
軟鐵桿
I
線圈 電鈴按鈕 按下 金屬板 A
例題 3
門鈴
39
(a) 試簡單說明為甚麼按下和鬆開門鈴按鈕時， 試簡單說明為甚麼按下和鬆開門鈴按鈕時， 會聽到「叮噹」的聲響。 會聽到「叮噹」的聲響。 鬆開門鈴按鈕後 門鈴按鈕後， 鬆開門鈴按鈕後， 沒有 I 通過線圈 磁場消失 軟鐵桿不再被吸引 軟鐵桿不再被吸引 塑料管 塑料端 塑料端 塑料桿 彈簧把棒推出 線圈外 P 端敲擊板 B P Q 產生「噹」聲 產生「 彈簧 軟鐵桿
16.2 電流的磁場
Q1
把開關閉合，磁鐵會怎樣？ 把開關閉合，磁鐵會怎樣？
27
把開關閉合，磁鐵會怎樣？ 把開關閉合，磁鐵會怎樣？
A B C
被線圈吸引 被線圈排斥 不受影響
16.2 電流的磁場
Q2
點的方向是怎樣的？ 磁場在 P 點的方向是怎樣的？
P
兩條導線 相當接近
28
點的方向是怎樣的？ 磁場在 P 點的方向是怎樣的？
聽筒的電磁鐵
金屬膜振動
16.2 電流的磁場
b
電話
話筒 碳塊 碳粒 金屬膜
22
I
鋁膜
I
永久磁鐵
聽筒的電磁鐵
碳粒反覆受壓， 碳粒反覆受壓， 時鬆時緊
使電阻反 覆改變
16.2 電流的磁場
b
電話
話筒 碳粒 金屬膜 碳塊
23
I'
鋁膜
I'
永久磁鐵
聽筒的電磁鐵
電流大小產生變化
16.2 電流的磁場
b
電話
話筒 碳粒 金屬膜 碳塊
4
16.2 電流的磁場
實驗 16b
電流產生的磁場
5
用鐵屑研究載電流導線、線圈和螺線管的磁場。 用鐵屑研究載電流導線、線圈和螺線管的磁場。
錄像片段
16.2 電流的磁場
錄像片段
1 長直導線的磁場
磁力線呈圓形，圍繞導線 磁力線呈圓形， 靠近導線的磁場最強 電流 磁場越強
6
若電流以反方向流動 磁力線的方向也會相反