Transcript 一、電流 二、載流長直導線產生的磁場 三、載流圓形線圈產生的磁場 四、載流螺線管產生的磁場 範例 1 範例 2 範例 3 範例 4 一、電流 1.水在水管中的流動稱為水流。同樣的，電荷在 導體中的流動稱為電流。 來 源 與 方 向 2.金屬導體內有自由電子可以自由的移動，當它 們受到電壓作用時，就移動而形成電流。 3.電流的方向規定為正電荷流動的方向，故電流 的方向，恰好與電子移動的方向相反，如下頁 圖所示。 3 定義 每單位時間內通過導線上某一截面的電量。 公式 若在t 秒內有Q 庫侖的電量通過導體的某截 Q I t 。 面，則其平均電流： 1. 庫侖 / 秒(C/s) 。 安培(A) 2. 。 單位 ※註：1 安培的電流即導線上某一截面，每1 秒鐘流過1 庫侖的電量，相當於每秒鐘有 6.25 × 1018 個自由電子流過導線的某一截面。 範例 1 已知某導線上每分鐘有6 × 1020

一、電流
二、載流長直導線產生的磁場
三、載流圓形線圈產生的磁場
四、載流螺線管產生的磁場
範例 1
範例 2
範例 3
範例 4
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一、電流
1.水在水管中的流動稱為水流。同樣的，電荷在
導體中的流動稱為電流。
來
源
與
方
向
2.金屬導體內有自由電子可以自由的移動，當它
們受到電壓作用時，就移動而形成電流。
3.電流的方向規定為正電荷流動的方向，故電流
的方向，恰好與電子移動的方向相反，如下頁
圖所示。
2
3
定義
每單位時間內通過導線上某一截面的電量。
公式
若在t 秒內有Q 庫侖的電量通過導體的某截
Q
I
t 。
面，則其平均電流：
1. 庫侖 / 秒(C/s) 。
安培(A)
2.
。
單位
※註：1 安培的電流即導線上某一截面，每1
秒鐘流過1 庫侖的電量，相當於每秒鐘有
6.25 × 1018 個自由電子流過導線的某一截面。
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範例 1
已知某導線上每分鐘有6 × 1020 個電子通過電路
的任一截面，則通過此導線電流為
安培。
Q
平均電流：I  。
t
1個電子之電量為1.6×10－19庫侖
Q 1.6  10－19  6  1020
I  
 1.6(A)
t
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二、載流長直導線產生的磁場
厄
斯
特
的
發
現
1.西元1820 年，丹麥物理學教授厄斯特在
無意中發現，當導線通有電流時，導線
附近的磁針會發生偏轉。
2.在1820～1826 年期間，安培建立起描述
電流與磁場關係的數學理論。
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安
培
右
手
定
則
載電流長直導
線所產生的磁
場方向可由安
培右手定則來
決定：用右手
握住導線，拇
指平伸指向電
流的方向，則
環繞導線的其
他四指表示磁
場的方向(即N
極的方向)，如
右圖所示。
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磁
場
的
大
小
長直導線通
以電流時，
周圍所產生
的磁場之大
小與通過的
電流成正比，
與導線的距
離成反
比。
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範例 2
甲、乙兩條直導線垂直於紙面，在右圖所示的位
置上，甲電流流出紙面，乙電流流入紙面，且甲、
乙兩條導線的電流相同。則右圖中
(1)在A 點的磁場方向為
。
(2)在B 點的磁場方向為
。
(3)在C 點的磁場方向為
。
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(1)載流長直導線產生的磁場大小與導線的距離
成反比。
(2)以安培右手定則判斷磁場的方向。
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A、B、C 三點的磁場如右圖所示，可
得其磁場方向分別為↓、↑、↓。
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三、載流圓形線圈產生的磁場
將導線繞成圓形，並通以電流後，也會產生
磁場，如下圖所示。
現
象
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1.載流圓形線圈中心處磁場的方向，可用下列
的右手定則來決定：右手四指順著電流的方
向彎曲，拇指伸直所指的方向就是圓形導線
磁 中心處磁場的方向（即N 極的方向），如下
場 圖所示。
的
方
向
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2.圓形線圈通電流後，所產生磁場的效果，與
一個長條形磁鐵所產生的磁場相似，如下圖
磁 所示。
場
的
方
向
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範例 3
假設電子繞著原子核作圓周運動，
如右圖所示。則下列有關此原子模
型的敘述，哪一項正確？
(A)圖中電子運動產生的電流為順時針方向
(B)原子核與電子帶同性電荷，提供電子運動所需之力
(C)圖中電子運動產生磁場的N 極方向為射出紙面
(D)原子核與電子之間的作用力，類似於彈
簧，相距愈遠，作用力愈強。
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(1)電流的方向與電子流的方向
相反。
(2)電子運動產生電流，故會產
生磁場。其磁場與載流圓形
線圈產生的磁場相似。
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(A)錯：如右圖所示，
電流應為逆時
針方向。
(B)錯：原子核與電子帶異性電荷。
(C)對：由右手定則可知，圖中電子運動產生磁場的
N 極方向為射出紙面。
(D)錯：原子核與電子之間的作用力為庫侖
力，其大小為，故相距愈遠，作用
力愈弱。
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四、載流螺線管產生的磁場
若將一條外層絕緣的柔軟長導線，繞成均勻
的螺旋形線圈狀者，稱為螺線管，如下圖所
示，其中管長遠大於管的截面半徑。
構
造
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管
內
磁
場
的
分
布
1.因為組成螺線管的線圈每一圈的電流都一樣，
而且又整齊的並排，所以管內的磁場處處同，
為均勻磁場。
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2.方向以右手定則決定：右手大拇指伸直，若
以握拳的四指所彎曲的方向表示流過螺線管
的流方向，則大拇指即指向螺線管管內的磁
管
場方向。
內
磁
場
的
分
布
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3.所產生的磁場與磁鐵棒的磁場相似，在下圖
中，螺線管的左端似 N極，右端似 S 極。
管
內
磁
場
的
分
布
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1.與電流大小成正比。
2.與單位長度內所繞的圈數（匝數）成正比。
管
內
磁
場
的
大
小
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1.在螺線管內插入軟鐵棒或直接將線圈繞在軟
鐵心上，通以電流後，則螺線管內的磁場會
因軟鐵棒的磁化而大大增強，而成為電磁鐵，
如下圖所示。
電
磁
鐵
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2.電磁鐵的磁性是暫時的，跟永久磁鐵不同，
只有在電流通過線圈時，電磁鐵才會產生極
強的磁場；當電流切斷時，磁場就立刻消失。
因此電磁鐵的磁性可以很容易改變和控制。
電 3.電磁鐵的用途很廣，例如碼頭起落貨櫃的起
重機、電鈴及電話聽筒、電磁門鎖、音箱的
磁
揚聲器……等等。
鐵
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範例 4
螺線管
如右圖所示，甲、乙兩
螺線管所繞的導線之粗
細、匝數皆相同，但緊
密程度不同。A點位於
兩螺線管的管口附近並
與兩者等距。已知螺線
管管口附近的磁場大小
約為管內的一半，則：
(1)若通以相同大小的電流，則A點的磁場方向指向
(2)若將乙螺線管拉長，使其緊密程度與甲螺線管
相同，但甲的電流大小為乙的兩倍時，則A點
的磁場方向指向 螺線管。
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螺線管。
(1)以右手定則決定方向。
(2)螺線管內磁場的大小與電流大小成正比，也與單
位長度內所繞的圈數(匝數)成正比。
(3)題目已說明管口附近的磁場約為管內的一半，故
管口附近磁場大小的比較與管內類似。
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(1)乙管纏繞圈數較緊密，故產生的磁場較強，依右
手定則可知，A點的磁場方向指向甲螺線管。
(2)甲管的電流較大，故產生的磁場較強，依右手定
則可知，A點的磁場方向指向乙螺線管。
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