Transcript 課程名稱：電流與磁場的交互作用
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課程名稱：
電流與磁場的交互作用
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
Slide 2
磁場間的交互作用
Slide 3
磁場間的交互作用
磁場間的交互作用：
（1）二磁鐵間：
同名極相斥
異名極相吸
異名極
同名極
Slide 4
在磁場中的載流導線
磁場間的交互作用：
（媒體：1 ，2’6”）
（2）在磁場中的載流導線：
當磁鐵以某角度靠近載流導線時，導線會擺動
顯示導線受到 磁力 的作用。
切斷導線電流時，導線 恢復原狀
。
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導線在磁場中
的交互作用
Slide 6
載流導線在磁場中的交互作用
載流導線在磁場中的交互作用：
（1）討論：圖中載流導線甲、乙、丙、丁，電流大小 I，若分別置
放於永久磁場中：
導線的受力情形受導線電流方向 I
與磁場方向 B 的夾角而決定
I
B：導線 不受力（甲） 。
平行時，所受磁力為 0 。
I
B：導線 受力擺動（乙丙丁）。
其中以 I B 二者垂直時，
所受磁力 最大（丁） 。
I
（所受磁力方向：
甲 乙
以 右手開掌定則 判斷之）
B
丙
丁
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右手開掌定則
載流導線在磁場中的交互作用：
（2）右手開掌定則：
適用時機：用於 I 方向與 B 方向 垂直 時之導線：
方法：右手掌伸直
大拇指，指向導線上電流 I 方向（張開與四指垂直）
四指，指向磁場 B 方向
掌心，指向為導線的受力 F 方向。
B （別人）
B
導線
向外運動 F
B
I
I
I （自己）
（自己）
F
（B I F）
Slide 8
直流電動機受力討論
實例討論：
（1）討論一：直流電動機會向順時針轉？還是逆時針轉呢？
I
I
B：導線 BC 段與 AD 段，不受力。
B：導線 AB 段與 CD 段，受力。
且 I B，以「右手開掌定則 」判斷受力方向。
導線 AB 段：受力向 下 。
導線 CD 段：受力向 上 。
合力矩方向： 順時針 。
亦可以「同極相斥、異極相吸」判斷
F
C
B
N
●
●
B
I
B
●
S
D
●
I A
F
Slide 9
粒子進入磁場中的受力討論
實例討論：
（2）討論二：粒子進入磁場中的受力
粒子由甲、乙、丙、丁四個方向射入垂直磁場中，其受力如何
偏向：
I
B
F
B 方向：N → S
F
F
I I B
I
I
BF
B IF
F
B
B
F
B
BI
F
假想導線
粒子電性
I
B
甲方向進入
乙方向進入
丙方向進入
丁方向進入
正電
向北
向東
向南
向西
負電
向南
向西
向北
向東
不帶電
不偏向
不偏向
不偏向
不偏向
Slide 10
粒子進入磁場中的受力討論
實例討論：
（2）討論二：粒子進入磁場中的受力
映像管原理：
利用電磁鐵產生不同強度與方向的磁場。將電子槍射出的高速電
子束產生水平方向與上下方向的偏移。使電子束能不斷的掃描塗
有螢光物質的螢幕上各點而顯示出影像。
極光：
太陽風中帶電粒子，
順著地磁磁力線的方向
被牽引到南、北兩極附
近，與大氣層中的氣體
原子碰撞放電，於是產
生炫麗的極光。
Slide 11
電子在磁場中的偏向
（媒體：1 ，2’18”）
Slide 12
極光
（媒體：1 ，10’05”）
Slide 13
載流平行同向導線間的受力討論
實例討論：
（3）討論三：載流平行同向導線間的受力
若甲、乙 兩長直導線載有同向的電流，其電流方向均為由南向北
二載流導線，同向電流時，二導線會互相 吸引 。
I甲
I乙
B甲
F乙 F甲
B乙
I
I
甲
乙
甲
乙
先標自己I 的方向，再把他人B 的方向畫入，然後觀察掌面方向 F
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載流平行反向導線間的受力討論
實例討論：
（4）討論四：載流平行反向導線間的受力
若甲、乙 兩長直導線載有反向的電流，其電流方向為南北向
二載流導線，反向電流時，二導線會互相 排斥 。
I甲
B甲
B乙
F乙
F甲
I乙
I
I
甲
乙
甲
乙
先標自己I 的方向，再把他人B 的方向畫入，然後觀察掌面方向 F
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範例解說
1.（ C ）如圖所示，一直導線懸於兩磁極中間，其長度方向與磁場
方向垂直。當導線上通有由南向北的電流，如圖所示，則
導線受到磁場的作用，所受磁力的方向為何？
（A）向西 （B）向東 （C）向上 （D）向下。
F
I
B
先標自己I 的方向，
再把他人B 的方向畫入，
然後觀察掌面方向 F。
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範例解說
2. （ A ）如圖所示，在赤道的正上方有一電子垂直地面入射，若
赤道的地球磁場是呈水平；則此電子因受到地磁作用而
發生偏轉時，其落點應該接近何處？
(A) a (B) b (C) c (D) d。
假想導線
電子偏向可能軌跡
I
B
F
先標自己I 的方向，再把他人B 的方向畫入，然後觀察掌面方向 F
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範例解說
3.（ A ）在一根無限長之導線旁邊放置一矩形線圈，二者均通以電
流 I，如圖所示，則線圈受力的方向為何？
（A）向左 （B）向右 （C）向上 （D）向下。
順時針
I
F上
B
F1
順時針
F2
I
B
F下
南北向合力＝0
I 同向，相吸； I 反向，相斥。
F1 F 2 合力向左
Slide 18
範例解說
4. 馬達裝置如圖，回答下列問題：
（ B ）當通電流時，CD 導線受磁場影響後的受力方向為
何？ (A)向上 (B)向下 (C)向左 (D)向右。
（ A ）關於此馬達的敘述，下列何者錯誤？
(A) 線圈受合力矩方向為順時針 (B)線圈受合力＝0
(C) 集電環會與線圈一起轉動 (D)導線CB 的電流與
外部磁場平行，不受力。
B
F
F
B
I
I
I
AD 及 BC I
AB 及 CD I
B F＝0
B F≠0
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範例解說
5. （ B ）水平擺放一矩形的銅線 abcd，在迴路中央放置一金屬
棒PQ，接一電池後，均通有電流。金屬棒PQ受到bc、
da的電流所產生的磁場作用，所受的磁力為何？
(Ａ)方向向右(Ｂ)方向向左(Ｃ)方向向上(Ｄ)合力為零。
Fbc
Fad
I 同向，相吸； I 反向，相斥。
（媒體：1 ，1’36”）
Slide 20
範例解說
6.如圖所示，一電流 I1 由上而下，其東西兩側各懸掛兩條導線L2、L3，
L2 通以由西向東的電流 I2、L3 通以由北向南的電流I3，則：
導線 L2受到電流 I1 產生的磁場作用，其受力方向？ 向下
。
導線 L3 受到電流 I1 產生的磁場作用，其受力方向？ 不受力 。
B1
2
I3
I2
3
B1
F
Q : L 2 導線會受電流
I1 , I 3產生之磁場作用,
會如何運動呢
?
先標自己I 的方向，再把他人B 的方向畫入，然後觀察掌面方向 F
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延伸思考
Q : L 2 導線會受電流
I1 , I 3產生之磁場作用,
B3
B3
2
B1
會如何運動呢
L2
I2
F3
3
B1
F1
?
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課程結束
課程名稱：
電流與磁場的交互作用
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
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磁場間的交互作用
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磁場間的交互作用
磁場間的交互作用：
（1）二磁鐵間：
同名極相斥
異名極相吸
異名極
同名極
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在磁場中的載流導線
磁場間的交互作用：
（媒體：1 ，2’6”）
（2）在磁場中的載流導線：
當磁鐵以某角度靠近載流導線時，導線會擺動
顯示導線受到 磁力 的作用。
切斷導線電流時，導線 恢復原狀
。
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導線在磁場中
的交互作用
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載流導線在磁場中的交互作用
載流導線在磁場中的交互作用：
（1）討論：圖中載流導線甲、乙、丙、丁，電流大小 I，若分別置
放於永久磁場中：
導線的受力情形受導線電流方向 I
與磁場方向 B 的夾角而決定
I
B：導線 不受力（甲） 。
平行時，所受磁力為 0 。
I
B：導線 受力擺動（乙丙丁）。
其中以 I B 二者垂直時，
所受磁力 最大（丁） 。
I
（所受磁力方向：
甲 乙
以 右手開掌定則 判斷之）
B
丙
丁
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右手開掌定則
載流導線在磁場中的交互作用：
（2）右手開掌定則：
適用時機：用於 I 方向與 B 方向 垂直 時之導線：
方法：右手掌伸直
大拇指，指向導線上電流 I 方向（張開與四指垂直）
四指，指向磁場 B 方向
掌心，指向為導線的受力 F 方向。
B （別人）
B
導線
向外運動 F
B
I
I
I （自己）
（自己）
F
（B I F）
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直流電動機受力討論
實例討論：
（1）討論一：直流電動機會向順時針轉？還是逆時針轉呢？
I
I
B：導線 BC 段與 AD 段，不受力。
B：導線 AB 段與 CD 段，受力。
且 I B，以「右手開掌定則 」判斷受力方向。
導線 AB 段：受力向 下 。
導線 CD 段：受力向 上 。
合力矩方向： 順時針 。
亦可以「同極相斥、異極相吸」判斷
F
C
B
N
●
●
B
I
B
●
S
D
●
I A
F
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粒子進入磁場中的受力討論
實例討論：
（2）討論二：粒子進入磁場中的受力
粒子由甲、乙、丙、丁四個方向射入垂直磁場中，其受力如何
偏向：
I
B
F
B 方向：N → S
F
F
I I B
I
I
BF
B IF
F
B
B
F
B
BI
F
假想導線
粒子電性
I
B
甲方向進入
乙方向進入
丙方向進入
丁方向進入
正電
向北
向東
向南
向西
負電
向南
向西
向北
向東
不帶電
不偏向
不偏向
不偏向
不偏向
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粒子進入磁場中的受力討論
實例討論：
（2）討論二：粒子進入磁場中的受力
映像管原理：
利用電磁鐵產生不同強度與方向的磁場。將電子槍射出的高速電
子束產生水平方向與上下方向的偏移。使電子束能不斷的掃描塗
有螢光物質的螢幕上各點而顯示出影像。
極光：
太陽風中帶電粒子，
順著地磁磁力線的方向
被牽引到南、北兩極附
近，與大氣層中的氣體
原子碰撞放電，於是產
生炫麗的極光。
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電子在磁場中的偏向
（媒體：1 ，2’18”）
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極光
（媒體：1 ，10’05”）
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載流平行同向導線間的受力討論
實例討論：
（3）討論三：載流平行同向導線間的受力
若甲、乙 兩長直導線載有同向的電流，其電流方向均為由南向北
二載流導線，同向電流時，二導線會互相 吸引 。
I甲
I乙
B甲
F乙 F甲
B乙
I
I
甲
乙
甲
乙
先標自己I 的方向，再把他人B 的方向畫入，然後觀察掌面方向 F
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載流平行反向導線間的受力討論
實例討論：
（4）討論四：載流平行反向導線間的受力
若甲、乙 兩長直導線載有反向的電流，其電流方向為南北向
二載流導線，反向電流時，二導線會互相 排斥 。
I甲
B甲
B乙
F乙
F甲
I乙
I
I
甲
乙
甲
乙
先標自己I 的方向，再把他人B 的方向畫入，然後觀察掌面方向 F
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範例解說
1.（ C ）如圖所示，一直導線懸於兩磁極中間，其長度方向與磁場
方向垂直。當導線上通有由南向北的電流，如圖所示，則
導線受到磁場的作用，所受磁力的方向為何？
（A）向西 （B）向東 （C）向上 （D）向下。
F
I
B
先標自己I 的方向，
再把他人B 的方向畫入，
然後觀察掌面方向 F。
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範例解說
2. （ A ）如圖所示，在赤道的正上方有一電子垂直地面入射，若
赤道的地球磁場是呈水平；則此電子因受到地磁作用而
發生偏轉時，其落點應該接近何處？
(A) a (B) b (C) c (D) d。
假想導線
電子偏向可能軌跡
I
B
F
先標自己I 的方向，再把他人B 的方向畫入，然後觀察掌面方向 F
Slide 17
範例解說
3.（ A ）在一根無限長之導線旁邊放置一矩形線圈，二者均通以電
流 I，如圖所示，則線圈受力的方向為何？
（A）向左 （B）向右 （C）向上 （D）向下。
順時針
I
F上
B
F1
順時針
F2
I
B
F下
南北向合力＝0
I 同向，相吸； I 反向，相斥。
F1 F 2 合力向左
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範例解說
4. 馬達裝置如圖，回答下列問題：
（ B ）當通電流時，CD 導線受磁場影響後的受力方向為
何？ (A)向上 (B)向下 (C)向左 (D)向右。
（ A ）關於此馬達的敘述，下列何者錯誤？
(A) 線圈受合力矩方向為順時針 (B)線圈受合力＝0
(C) 集電環會與線圈一起轉動 (D)導線CB 的電流與
外部磁場平行，不受力。
B
F
F
B
I
I
I
AD 及 BC I
AB 及 CD I
B F＝0
B F≠0
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範例解說
5. （ B ）水平擺放一矩形的銅線 abcd，在迴路中央放置一金屬
棒PQ，接一電池後，均通有電流。金屬棒PQ受到bc、
da的電流所產生的磁場作用，所受的磁力為何？
(Ａ)方向向右(Ｂ)方向向左(Ｃ)方向向上(Ｄ)合力為零。
Fbc
Fad
I 同向，相吸； I 反向，相斥。
（媒體：1 ，1’36”）
Slide 20
範例解說
6.如圖所示，一電流 I1 由上而下，其東西兩側各懸掛兩條導線L2、L3，
L2 通以由西向東的電流 I2、L3 通以由北向南的電流I3，則：
導線 L2受到電流 I1 產生的磁場作用，其受力方向？ 向下
。
導線 L3 受到電流 I1 產生的磁場作用，其受力方向？ 不受力 。
B1
2
I3
I2
3
B1
F
Q : L 2 導線會受電流
I1 , I 3產生之磁場作用,
會如何運動呢
?
先標自己I 的方向，再把他人B 的方向畫入，然後觀察掌面方向 F
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延伸思考
Q : L 2 導線會受電流
I1 , I 3產生之磁場作用,
B3
B3
2
B1
會如何運動呢
L2
I2
F3
3
B1
F1
?
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課程結束