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1、117.1電磁感應現象熱 身引 言感生電壓感生電流的方向應 用進度評估 1?E17.1 電磁感應現象2你有沒有想過，如果我們使導線在磁場內運 動，反過來可產生電流？熱 身認為一定有 電流產生認為一定沒 有電流產生 1234517.1 電磁感應現象30引 言 1831 年，英國人法拉第 (Michael Faraday) 和美國人亨利 (James Henry) 各自發現：改變中的磁場可以產生電流這種現象稱為電磁感應 (electromagnetic induction)。17.1 電磁感應現象4實 驗 17a 研究電磁感應現象 研究當導體與磁鐵有相對運動時所產生的感 生電壓。光束檢流計10 匝
2、的 線圈磁鐵(i)磁鐵插入線圈中，(ii) 磁鐵放置在線圈 中停留一會， (iii) 磁鐵從線圈中拉 出來。在下列情況中，觀察檢流 計的光標怎樣偏轉。17.1 電磁感應現象5實 驗 17a 研究電磁感應現象然後，把一段導線線圈在 兩塊平板形磁鐵之間移動。接光束檢流計接光束 檢流計改變以下條件：(i)導線移動的速率(ii) 磁鐵的數目磁場 強度(iii) 線圈的匝數17.1 電磁感應現象6實 驗 17a 研究電磁感應現象錄像片段17.1 電磁感應現象71感生電壓 當磁鐵插入線圈時： 光標偏轉到一邊 感生電流當磁鐵停止移動： 光標返回中央的零點位置 沒有感生電流當磁鐵被拉出線圈時： 光標偏轉到另一
3、邊 感生電流方向相反17.1 電磁感應現象81感生電壓結論：無論磁鐵移近或移離線圈都 會產生電壓，稱為感生電壓 (induced voltage)。磁鐵靜止不動 沒有感生電壓感生電壓使電流環繞電路流動， 這電流稱為感生電流。17.1 電磁感應現象91感生電壓當導線經過磁場時 電壓會在導線內產生如果導線停止移動只向 側移動（即與磁場平行） 不會產生電壓17.1 電磁感應現象101感生電壓實驗的兩個部分也證明感生電壓可用以下方 法增強：加快移動導線線圈或磁鐵的速度，改用更強的磁鐵， 圍繞磁鐵的線圈匝數 圍繞磁鐵的導線長度17.1 電磁感應現象111感生電壓從以上的結果可以推斷出： 導體切割磁力線時
4、，會產生電壓。 法拉第電磁感應定律：導體中感生電壓的大小，與導體 切割磁力線的速率成正比。17.1 電磁感應現象12實 驗 17b 利用數據收集器研究線圈內的感生電壓 研究感生電壓的大小如何受以下因素影響：(i) 線圈的匝數，和(ii)磁鐵移向及移離 線圈的速率。磁鐵線圈17.1 電磁感應現象13實 驗 17b 利用數據收集器研究線圈內的感生電壓錄像片段17.1 電磁感應現象142感生電流的方向我們可用兩種方法來推斷感生電流的方向：a弗林明右手定則b楞次定律17.1 電磁感應現象15這只是一個找出力、磁場和電流方向 的方法（不是定理。）2感生電流的方向a弗林明右手定則導線穿過磁場的磁力線時運動
5、或力 F磁場 B感生電流 I17.1 電磁感應現象162感生電流的方向b楞次定律感生電流阻礙磁鐵 離開線圈（磁鐵被 吸引）感生電流阻礙磁鐵 進入線圈（磁鐵被 排斥）17.1 電磁感應現象172感生電流的方向在這兩種情況下，磁鐵 的運動都受阻。這些阻力做了功，把動 能轉換為電能。感生電流總是與產生它的運動抗衡。b楞次定律17.1 電磁感應現象18線圈的感生電流E2感生電流的方向問 題?例題 117.1 電磁感應現象193應 用 a動圈式微音器它的運作原理是怎樣的？17.1 電磁感應現象203應 用當有人說話時， 膜片就會振動。聲波磁鐵膜片可動線圈振動 帶動線圈在磁鐵兩極之間 上下移動 線圈產生感
6、生交流電（頻率 與聲波一樣）a動圈式微音器17.1 電磁感應現象213應 用b磁帶的錄音和放音過程磁帶：它是一條長長的塑膠 帶，表面塗上一層磁 性微粒。磁性微粒的作用就好像細小的磁鐵一樣。17.1 電磁感應現象223應 用 錄音時：錄音磁頭磁帶在新的磁帶上，磁性微 粒（小磁鐵）隨機排列以磁的形式把聲 波抄錄下來！交流電交流電產生交變的磁場 把磁性微粒磁化磁性微粒按照特定 的方式重新排列（軟鐵心）I17.1 電磁感應現象233應 用 放音時：連接到揚聲器 的感生交流電磁性微粒（像磁鐵 一樣）移入磁帶以勻速移動被抄錄下來的交 變磁場 使磁頭的鐵心產生 一個交變的磁場I交變的磁場感生交流電放音磁頭磁
7、帶（軟鐵心）17.1 電磁感應現象243應 用 磁帶的錄音和放音過程：I 隨聲音而變化錄音磁頭磁帶以勻 速移動放音磁頭磁帶錄音： 磁化磁帶放音： 磁帶使線圈感生交流電到放大器及揚聲器去的 感生交流電17.1 電磁感應現象253應 用 磁帶的錄音和放音過程：錄影帶的原理與錄音帶一樣， 只是過程更加複雜。17.1 電磁感應現象261.1下列哪種情況不會在線圈內 2.2檢流計的指針會怎樣偏轉？進度評估 1 17.1 電磁感應現象27A磁鐵移離線圈。B線圈移離磁鐵。C磁鐵和線圈同時向右移 動。D以上各項皆不正確。下列哪種情況不會在線圈內產生感生電流？Q1 下列哪種情況不會在線圈內17.1 電磁感應現象
8、28Q2 檢流計的指針會怎樣偏轉？根據楞次定律，感生電流在線圈內流動 以_磁鐵移動。因此 _點會變成線圈的北極。而根據螺線管的右手握拳定則，電流由 _ 經檢流計流動至_，所以檢流計的指 針會向 _（A B ）偏轉。抗衡 DA B B如果電流經檢流計由 B 流向 A， 檢流計的指針會向 A 偏轉。當磁 鐵下落時，檢流計的指針會怎樣 偏轉？ABDC17.1 電磁感應現象29完 結17.1 電磁感應現象30例題 1 線圈的感生電流 磁棒穿過線圈時的情形：(a) 指出在以上三種情況下，感生電流的方向 ，並加以解釋。(i)(ii)(iii)17.1 電磁感應現象31例題 1 線圈的感生電流 (a) 指出
9、感生電流的方向，並加以解釋。(i)磁棒的北極移近線圈時，感生電流會沿某個特定的方 向流動，使線圈產生北極，阻礙磁棒接近。楞次定 律ISN17.1 電磁感應現象32例題 1 線圈的感生電流 (a) 指出感生電流的方向，並加以解釋。(ii)在感生電流改變方向的瞬間， 感生電流的大小為零。17.1 電磁感應現象33例題 1 線圈的感生電流 (a) 指出感生電流的方向，並加以解釋。(iii)磁棒的南極離開線圈時，感生電流的方向正好 使線圈產生一個阻礙磁棒離開的北極。INS17.1 電磁感應現象34例題 1 線圈的感生電流 (b) 拿走檢流計，電路便變得不完整。 當磁棒移近線圈時，線圈的兩端仍有感 生電壓嗎？ 會有感生電流流經線圈嗎？線圈的兩端仍有感生電壓嗎？ 會有感生電流流經線圈嗎？ 17.1 電磁感應現象35返 回17.1 電磁感應現象
