九下國三下學期 🔶最新課綱🔶 自然ch2-4電磁感應(1)
數學很簡單
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2026年3月14日
⭐講義第82~85頁
⭐法拉第定律與冷次定律
⭐電動機(馬達)與發電機
⭐補充教學~變壓器原理
⭐適用現在就讀國三學生
⭐內容涵蓋康軒版、翰林版、南一版
⭐自然很簡單 史考特老師
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在講義的頁數的話
這頁數應該會是在第82頁
不過筆記可以做在84頁
如果你有講義的話可以抄在第84頁
來我們來看一下這個單元
我們現在要教的是電磁感應
在二之四的章節叫電磁感應
那什麼叫電磁感應呢
它是說當你磁場發生變化的時候
它就會導致產生電流
就是必須磁場有變化才會有電流
磁場沒有變化就不會有電流
所以所謂電磁感應是說磁場先變化
它有一個變化在
有變化之後才會產生電流
那因此這有兩個定律
一個叫做法拉第定律
一個是冷次定律
什麼叫法拉第呢
法拉第你會發現
諧音很像法拉利那個跑車對不對
那個跑車是速度很快沒錯
法拉第定律就跟那個速度有關係
什麼速度呢
磁場變化的速率如果越大
越大的話呢
這時候產生的感應電流就越大
所以你磁場的變化
這個速率越快
一秒變化十次
跟一秒來回變化六十次
六十次的速率比較快
你速率越快
它的電流就會越大
所以法拉第定律呢
是判斷感應電流的大小
你磁場的變化速率是越快的
越大的
它的電流就會越大
你可以這樣記喔
磁場變化速率越大
電流就越大
這是法拉第定律
那冷次定律的話呢
我印象中108剛剛把它刪掉
不過沒關係
我們要多個補充教學喔
冷次定律呢
是來判斷這個感應電流的方向
那怎麼樣判斷呢
他研究發現了
當我們這個是一個線圈
螺形線圈
這個是一個減流計
減流計呢
是感應電流的方向
電流從這邊過來
指針朝右邊
電流這樣子過來
指針朝左邊
這叫減流計
它是看那個電流的方向
他研究發現
當這個磁鐵的N級的S級
他快速靠近的時候
很奇怪喔
他快速靠近的時候呢
這個時候這個線圈呢
他快速靠近
他會排斥他
這邊會生出N級
這邊生出了S級
快速靠近
他就排斥他
快速靠近排斥他
你要過來不跟你過來
排斥他
N級喔
生出了N級
這個時候呢
一樣使用是安培右手
螺形線圈的安培右手
什麼意思呢
這個時候呢
四指的指向是電流方向
拇指的指向是磁場的方向
那磁場是這邊N在右邊
所以我拇指要指向右邊
這個時候呢
四指YG怎麼樣
是不是向下
那向下的時候呢
電流是靠近
我們這一側是往下的
來
四指放下面
這個是N級
這個是S級
拇指指向N級
四指是電流方向
它是往下的
所以是往下
我畫個箭頭往下
往下往下往下
因為是往下到這邊怎麼樣
是不是這樣過來
電流這樣流過來
這樣過去
這樣子流過來
就通了
所以電流是這樣子流過來
流過來之後呢
這減流器會感應到
電流從右邊過來
它的指針呢
就會指向右邊
因為它感應到電流流過來的
所以它指針會這樣子偏過來
從中間偏右
偏右一下
所以你快速的靠近
指針就偏一下
這樣子偏一下就回來了
所以你靠近的速率越快
它的偏的角度就越大
所以你慢慢的靠近了
它就慢慢的偏一下就回去了
因為它感應沒那麼大
所以呢
當你這個磁鐵快速靠近的時候呢
它不讓你靠近
產生了N級
一樣的道理喔
當我這個磁鐵快速離開的時候
快速離開的時候呢
它不讓你離開
這邊就產生了S級
你要走不給你走
你要來不給你來
所以你要來不給你來
產生N級
你要走不給你走
產生S級
這邊就N級
所以它要離開不給它離開
產生了S級
要把它吸回來
它要離開就變S級了
變S級之後你看喔
一樣呢
我們用的是螺旋線圈
用的是安培右手
拇指指向N級
這要指向N級
這邊是N碼
拇指朝向左邊
這個時候我們四指是電流方向
我是這樣抓
我這樣抓的時候呢
它的那個電流方向是往上的
好
往上
往上我就畫這樣往上
往上
往上的箭頭
往上
往上不就這樣過來了
它會電流從這邊這樣過來
這樣流經這邊
然後從這邊過去
這樣過來繞一圈
靠近你這一側都是往上的
這個減流器呢
它就感應到電流從左邊過來
它的減流器的指針呢
就會朝向左邊偏一下
所以它會向左偏
因為電流呢
會從左邊過來
這就是那個冷刺電律
它呢
是用來做什麼呢
用來判斷感應電流的方向
怎麼做的
一方面呢
磁鐵靠近的時候
不讓你靠近
產生了N級
你只要安培右手去比一下
看電流怎麼走的
磁鐵要離開的時候
不給你離開啊
產生了S級
你要走不給你走
這邊S級
把它吸回來
那你的拇指呢
就朝向左邊
是這樣抓
所以四指是電流方向
你會看得出來說
電流是這樣子走的
從左邊過來
所以這兩個是不一樣的喔
第一個
法拉第電律呢
是用磁場變化速率越大
它的電流就越大
冷刺電律呢
是來判斷感應電流方向
不過我稍微看一下
108克剛好像把這個給刪掉
好像啦
還沒有很確定喔
那題目再多做一下
我們看一下到底有沒有不見了
好那以上這個講的就是
法拉第跟冷刺電律
這邊有沒有問題
好沒有
我們來看那個題目的本身
來
好這個就是老師剛剛講那個
再複習一下
我們剛剛說
法拉電律就是說呢
磁場快速變化的時候
磁場快速變化
它的電流就越大
那這個是用冷刺電律做判斷的
怎麼判斷呢
當你這個磁鐵快速靠近的時候
來
它會怎麼樣
快速靠近喔
S級靠近了
S級靠近我不跟你靠近了
這邊就伸出了S級
那這邊就是N級
對不對
好這個時候呢
是螺形線圈
你就把這個拇指方向呢
是N級的指向
這邊是N級
所以拇指朝向右邊
我這樣抓的時候呢
四指是電流方向
是向下的
電流方向往下對不對
所以你看喔
我們怎麼畫呢
靠近你這一側的電流
都是往下
往下
對不對
往下
因為往下這樣畫
所以這樣繞一圈
從這邊這樣過來
它會從這邊下來
對不對
這樣過去
這樣子過去嘛
所以它就繞一圈
靠近你這一側的往下
這樣繞是沒有錯的
所以這個減流鏡呢
它就會感應到電流
從右邊過來喔
指針朝向右邊
會變這樣子
所以這個是向右偏轉
減流鏡的這個指針
會向右偏轉
那我們看下一個圖喔
來下一個這個
不一樣的喔
來
我把它擦掉
所以當我剛剛那磁鐵呢
是快速靠近的時候
是這樣判斷的喔
那如果這個磁鐵
是快速離開呢
它快速離開的時候呢
這個時候
這線圈不給它離開啊
所以你要離開
這 S 級要離開啊
這邊就怎麼樣
伸出了 N 級不給你走
這邊就變 S 級
好
這個時候一樣
我們的拇指方向
是 N 級的方向
在這邊喔
所以拇指指 N 級
我變成手是這樣子比
有沒有
這樣比的時候
電流方向是往上的
來
畫箭頭
這邊是往上的
往上的
繞一圈下來
從這邊這樣過來
這邊這樣子繞過去
往上沒有錯
這邊這樣過去的喔
所以你會發現
電流從左邊過來
這個時候減流計的指針呢
它本來是指在中間的位置啊
所以你電流從左邊過來啊
它怎麼樣
它就偏轉了
它會向哪邊偏轉
向左邊偏轉
指向這一邊來
這樣偏轉過來
所以答案是向左偏轉
這是那個減流計的判斷喔
好 這個有沒有問題
這個 OK 齁
好
OK 之後呢
我們看一下那個發電機
來
好 發電機
我再簡單說明一下
在那個講義的第82頁
我說到發電機呢
它就是利用電池感應的原理啊
它將力學換成電能的一種裝置
就是所謂的發電機
那講發電機以前
我覺得應該要先講那個
電動機才對啊
講馬達啦
我們先講馬達好了
因為發電機這個
馬達懂
這個就懂了
來 這是馬達
簡易的馬達
我們看一下
好 這個馬達
這是馬達
有幾個東西介紹一下
第一個呢
這個地方呢
稱之為集電環
就這個半圓的鐵片
你要這樣看喔
它這邊有一個鐵片
這個鐵片在對不對
這個鐵片在
它是兩個一半一半的鐵片
但沒有互相接觸到喔
它是一半一半鐵片喔
它叫做集電環
那什麼叫做電刷呢
它電刷這樣子喔
它跟這個集電環是微微的碰觸到
碰觸到沒有黏死喔
因為黏死它就不會轉動了嘛
所以這個白色的叫集電環
我現在畫這個橘色的
叫電刷
它跟它是輕輕的碰觸到
但是沒有黏死
它是碰它
碰它之後呢
集電環還是可以轉的喔
好 那再來就是
它需要一個磁鐵
造成磁場還有線圈
那你看喔
它的磁場呢
左邊很明顯
就是N
這邊是N
我寫一下
這邊是S
對不對
N跟S
好
那你看電流喔
這邊是正
這邊是負
所以電流方向呢
會從正這樣子過來
到這邊的時候
這個是電刷
碰到集電環
電往這邊送
所以正的這樣流過來
到這邊的電流方向是往這邊
繞到這邊來
電流往這邊是往下
電流又往下
對不對
然後再回到
回到這邊來
到這個集電環
到電刷
回到負極
這個是我們的馬達的一個
簡單的設計原理喔
那它怎麼轉動
來 看喔
N到S
是四指方向
右手開掌喔
右手開掌的時候呢
這是N到S喔
底下是N到S
所以你是N到S嘛
我要變這樣比
真討厭
這樣比多順啊
變這樣比喔
好 這樣比的時候呢
再看喔
這樣比喔
所以我們的電流方向
是往這邊對不對
你的四指的方向
S是
你的手指要N到S
要變這樣比喔
然後呢
會是往下
有沒有
你看我是不是要這樣比
N到S
N到S嘛
電流又是往這邊
往裡面嘛
往黑板方向
我掌心是不是朝下
朝下什麼意思呢
這一邊的這個導線喔
它受磁場影響
它的力是往這邊轉動
這個是順時鐘方向
它會變成這樣轉動
所以這一個導線呢
它會受到順時鐘力這樣轉動
對不對
換這個了喔
這邊的話呢
一樣磁場方向N到S
我的四指一樣是這樣比喔
可是呢
這個時候呢
電流方向往這邊
怎麼比呢
變這樣子了
是不是變這樣
是掌心朝上對不對
N到S
這個沒有錯嘛
電流呢
朝向這個方向
這樣過來嘛
是這個方向
掌心會朝上
朝上的時候呢
它這邊的這個導線
受力方向是往上的啊
往上面的是這樣子
又是這樣子的喔
結果你看
這個是往這邊
這個往這邊
它是一個順時鐘方向轉動
那轉動的時候
轉到一半的時候
你會發現
這邊是沒有接觸到
它跟這整套一起動喔
轉動的時候沒有接觸到對不對
再轉的時候呢
它又回復成
這邊是電流這樣過來
所以它會導致它
呈現一個慣性喔
它一直往這邊做轉動
它的馬達就不動
就一直動
就不會停下來
所以呢
這個就是所謂的馬達
電動馬達的設計原理喔
這樣有沒有問題
有聽懂嗎
好再來喔
我們看那個發電機喔
來
發電機是這個
那你看懂這個
馬達的原理之後呢
我們再來看那個
發電機怎麼操作的
這個是發電機
來我把這個擦掉
也是利用那個
磁場的快速變化
然後產生電流方式
把它給收集起來
所以變成為什麼說
我們那個發電機的發電
它都會是交流電
因為它一樣
每隔半圈
電流方向就會轉變一次
記得喔
發電機跟馬達都一樣
它是每隔半圈
電流方向
它就轉變一次
好這個是發電機的部分
好那再來這個喔
這個是背三個的課程
叫變壓器喔
變壓器怎麼做變壓的
來看這邊喔
這個就是說
你的線圈繞得越多
它的磁場就會越強
線圈繞得越小
磁場就會比較弱
所以它利用這個磁場的強弱呢
把這個交流電
交流電是一秒變化六十次
因為這一秒會變化六十次
會造成這個磁場
一秒會有六十次的
來回的變化
所以就會有電流
那這個是軟鐵芯
因為你磁場有變的時候
它會受到影響感應過來
所以導致這邊呢
會產生的磁場變化
這裡有磁場變化之後呢
就會有電流
因為是有磁場變化纔有電流
所以變成這樣子喔
這邊因為有電流的流過
造成磁場的變化
這邊是因為磁場有變化
而造成的電流
所以利用這個方式呢
把這個電壓
從高壓轉成低壓的過程
就可以輸出來了
這個是變壓器的原理喔
雖然這個課程已經被刪掉
同學參考就好了
好 再來我們看一下
那個講義的第八十五頁喔
我們來做一些題目好了
好 我把八十五頁說完好了
我要把這黑板的先擦掉
這不用擦
這關掉就好了
好
我們看那個八十五頁的題目
來 第一題喔
馬達中的線圈呢
在通電後
可以保持一定的方向做轉動
它的原因是為什麼
答案選的是
因為控制通路線圈的電流大小
它產生了改變
所以馬達纔能夠
答案是C 是方向改變
是它的方向改變
電流方向改變之後呢
它纔能夠導致它不停的轉動
它每一百八十度
電流方向轉變一次
讓這馬達這個力
才能一直往下轉下去
所以答案選的是C
好 第二題
關於馬達跟發電機的原理呢
下列敘述覈准正確
A拉說呢
馬達是把電能換成力學能
發電機呢
是把力學能變電能
這樣的說法是沒有錯的喔
所以答案選的是A
好 第三題
為了讓這個直流馬達呢
能夠不停的運轉
必須呢 馬達每轉幾度時
它要改變電流方向一次
答案就是一百八十度
選的就是B喔
好 第四題
下列電池中呢
覈准是依據法拉第定律而設計的
法拉第定律喔
設計的答案是發電機
選的就是B喔
好 看那個第五題
玻璃網子呢
設計了一個變壓器
要使一百一十伏特的電源
降到五十五伏特
那它所設計的變壓器
符合下列哪一種敘述
A說變壓器的原理呢
是應用了直流電的電流磁效應
不是 是交流電
一秒變化六十次
會造成一種磁場的變化
磁場的變化
磁場有變化才會產生的電流
所以說A不對啦
那B他說
變壓器的設計應用
應用的是電磁感應
對 沒有錯
答案選的就是B喔
是利用電磁感應的方式喔
好 第六題
下列呢
有關電跟磁交互作用的敘述
何者是有誤的 有錯的喔
A他說
有電流必有磁場
我沒有講過喔
有電流必有磁場
這個是沒有錯的喔
好 那要挑錯的
B他說
有磁場必有感應電流
不是 是磁場有變化
纔有感應電流
磁場沒有變化就沒有
所以有磁場不會有電流
是磁場發生了變化纔有電流
所以答案選的是B錯
好 第七題
有關電與磁的相關敘述
何者是錯誤的
A他說
長直載流導線所產生的磁場的磁力線
它是個圓形的
我們有畫過那個圖喔
長直導線
它那個磁力線都是繞圈圈的喔
所以A沒有錯
B他說
發電機是把一種電能變力學能的機種
機械裝置
這個B也沒有錯
C他說
發電機
剛剛是發動機啦
現在是發電機
發電機是把力學能變電能
這也沒有錯
那答案勝出啦
感應電流的大小和線圈內的磁場變化
乘反比
不對 乘正比
你的電流大小跟線圈內的磁場變化
變化越快
電流就越大
它有乘一個正比關係喔
好 所以答案選的是B錯
絕對不是反比啦
好 第八題
熱效應跟磁效應跟化學效應
以上電流效應中呢
對直流電跟交流電而言
有顯著的差異是哪一種
答案就是
磁效應跟化學效應
為什麼
熱效應的話呢
兩個都會有
不管是直流電交流電
都會有所謂熱效應
但是磁效應的話呢
直流電的磁效應是不變的
但交流電的話呢
是因為電流方向有改變
它的磁效應的話
它的磁極就會改變
那化學效應的話
也是因為這樣子喔
化學效應只是那個電池的什麼
要靠直流電嘛
交流電不能用啦
所以有顯著差異的
就是後面這兩個一根柄
答案選的就是B
好 那我們就今天先上到這裡
我們禮拜四再接著
把後面的課程做一個說明
好 今天講到這邊囉
掰掰
