沒有電池,指針卻會動?線圈與磁鐵的神奇實驗(電磁感應實驗)

我是科學訓練師桑子研,每一天都是實驗日!

沒有接電池,也沒有插插座,只要把磁鐵靠近線圈,電流就會自己跑出來。不管看幾次,都還是會忍不住驚呼一聲「咦?」這個現象就叫做電磁感應。磁鐵靠近線圈時有電流,停住不動電流就消失,一拉開又會產生電流。光是動動手所花的力氣(動能),竟然就變成了電能,是不是很神奇呢?這次就來跟大家介紹,怎麼親身體驗電磁感應的實驗!

先由老師示範實驗

一開始,由老師先做示範。使用的是 Pascal 電線。把 Pascal 電線接上檢流計(可以檢測微弱電流的儀器),然後拿磁鐵對著電線靠近、遠離看看。

接著,把 Pascal 電線一圈一圈繞成線圈,用同樣的方式再做一次。請特別注意,只有一條電線時和繞成線圈時,檢流計的指針擺動會有什麼不一樣。

換同學們親自動手挑戰!

接下來,換同學們親手來做實驗。

準備材料

・Pascal 電線
・線圈
・棒狀磁鐵
・檢流計

步驟

1 讓磁鐵對著線圈靠近、遠離,觀察檢流計的指針怎麼動

2 改變移動磁鐵的方式再做一次(快速移動、慢慢移動)

3 換成不同圈數的線圈,用同樣的方式實驗

4 把兩根磁鐵疊在一起,用同樣的方式實驗

實驗中的觀察重點

做實驗的時候,請特別留意下面幾個地方。

磁鐵靠近和遠離時,指針偏轉的方向會一樣嗎?一般來說,方向會相反喔。還有,只要磁鐵一停下來,指針就會回到 0。因為只有在線圈裡的磁場(磁鐵的力量作用的空間)正在變化的時候,才會有電流流過。

磁鐵動得越快,指針就擺得越大。這是因為磁場變化得越急,產生的電流(感應電流)就越大。另外,增加線圈的圈數,或是把兩根磁鐵疊起來讓磁力變強,指針的擺幅也都會變大。建議先猜猜看會發生什麼事,再來做實驗,結果會讓你覺得更有趣喔!

電磁感應就藏在我們身邊

這個原理其實默默支撐著我們的生活。發電廠的發電機,就是靠磁鐵和線圈之間的相對運動來發電的。腳踏車的發電機(發電花鼓)、感應悠遊卡之類的電子支付,還有手機的無線充電,全都用到了電磁感應的原理。小小的理化教室裡的一個實驗,其實跟整個社會的大系統是連在一起的呢!

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