1、,6-5 電流的磁效應,6-5-1 長直載流導線所產生的磁場,6-5-2 螺線管和電磁鐵,6-5-3 磁場作用於載流導線上的磁力,6-5-1 長直載流導線所產生的磁場,2 of 17,十九世紀前，電和磁被認為是兩種獨立的現象。1820年，丹麥物理學教授厄斯特在上課時，意外發現一條通有電流的導線，竟然會使附近的磁針產生偏轉。,6-5-1 長直載流導線所產生的磁場,3 of 17,載流導線的周圍會產生磁場，這稱為電流的磁效應，顯示電與磁有密切的關係。,利用鐵粉灑於長直載流導線的周圍，可觀察出磁力線的分布，是一圈圈的同心圓。,6-5-1 長直載流導線所產生的磁場,4 of 17,磁力線的方向(即磁針
2、N極的受力方向)可以用安培右手定則來定：以右手大拇指指向電流方向，其餘四指即為磁場方向。,離導線越近，磁力線越密集，顯示磁場較強；反之離導線越遠，磁場越小。,(9)下圖(a)為一沿南北方向放置的磁針，在(b)圖中將一長直載流導線至於上方，發現磁針的指北極向右偏一角度，導線上的電流方向為何？又若將(b)圖中的導線改放置在垂直於南北方向，如圖(c)，則磁針的指北極應如何偏轉？,習題6-5,5 of 17,6-5-1 長直載流導線所產生的磁場,解：(1)由北向南流。 (2)磁針指向北 ，不偏轉。,6-5-2 螺線管和電磁鐵,6 of 17,安培發現若將導線彎成環形，則通電流所產生的磁場，看起來就像圓
3、盤型磁鐵所產生的磁場。,進一步將導線彎成螺旋形，則所通電流產生的磁場，和圓柱形磁鐵棒所產生的磁場一樣。,6-5-2 螺線管和電磁鐵,7 of 17,載流螺旋型線圈(或稱螺線管)所產生的磁場方向，也可以用安培右手定則來決定。,6-5-2 螺線管和電磁鐵,8 of 17,螺線管內部所產生的磁場相當均勻，若導線繞出的螺線管越長，則磁場會越均勻。,使螺線管內磁場增強的方法有：增大電流、多繞幾圈使線圈更密集或者加入鐵心。,6-5-2 螺線管和電磁鐵,9 of 17,加入軟鐵心的螺線管，或是在U型軟鐵心外繞上線圈，通電流後軟鐵心會被磁化而具有磁性；當電流切斷時，其磁性隨電流消失，稱為電磁鐵。(屬於暫時磁鐵
4、),6-5-2 螺線管和電磁鐵,10 of 17,電磁鐵的應用：於電鈴、電磁門鎖、工業上以大型的電磁鐵作為起重機使用。,6-5-3 磁場作用於載流導線上的磁力,11 of 17,實驗中我們發現，置放在磁場中的載流導線，會受到橫向的磁力作用。,受力方向可用右手開掌定則得到：拇指指向電流方向、四指順著磁場方向，掌心朝向受力方向。,6-5-3 磁場作用於載流導線上的磁力,12 of 17,利用此原理，至於磁場中的載流線圈，其垂直於磁場方向的兩邊受到相反的磁力作用，產生力矩而轉動。,請問同學，若電流方向不變，則在旋轉半圈後，線圈還會繼續轉嗎？,請同學用右手開掌定則比比看，載流線圈在此磁鐵中所受的磁力方
5、向是否如圖所示。,答案：不會，因為力矩方向反過來了！,6-5-3 磁場作用於載流導線上的磁力,13 of 17,所以要製作一個會一直朝同一個方向旋轉的載流線圈，就要想辦法在旋轉半圈後讓電流反過來流動，這樣所產生的力矩就會朝著同一個方向作用了！,請問同學，左圖中哪個部份是為了達到上述目的而設計的呢？,克服了這個困難，你就做出了可通電一直轉動的電動機喔！,6-5-3 磁場作用於載流導線上的磁力,14 of 17,另一個應用是電流計或稱檢流計，是用以檢測流過電流大小的工具。,請同學想想，如果有電流通過線圈時，線圈會怎麼樣？,當線圈轉動時，游絲彈簧會因形變而產生反向的恢復力矩，制衡線圈的旋轉，使指針停
6、在某標度上。,答案：線圈會受磁力的力矩而轉動。,6-5-3 磁場作用於載流導線上的磁力,15 of 17,指針旋轉的角度與流過線圈的電流有關。,電流越大，旋轉角度越大，所以可以從指針偏轉的角度顯示電流的大小。,(10)右圖中A、B為兩載流長直島線，電流方向如圖：(a)導線A的電流在附近空間造成磁場，說明圖中P點的磁場方向？(b)導線B出現在導線A所建立的磁場中，試根據右手開掌定說明導線B所受的磁力方向(c)導線A也受到磁力嗎？,習題6-5,16 of 17,解：(a)指入紙面的方向。 (b)吸向導線A的方向。 (c)有電流、有磁場受磁力，所以有受力。,6-5-3 磁場作用於載流導線上的磁力,網路資源：,1.物理遊樂場 教學示範影片http:/www.ied.edu.hk/has/phys/phydemo/others/index.htm,17 of 17,2.台師大物理教學示範實驗教室 電鈴工作原理 http:/www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/index.htm,
