指北針

指北針的指針具有磁性，指針箭頭是 N 極，另一端為 S 極。

由於磁鐵的性質是異極相吸，所以指針箭頭（N極）與位在地球北方的地磁 S 極相互吸引，而 ... 六上電磁作用 透過指北針與磁鐵的指向，了解指北針的指針是一個小型磁鐵(或磁化過金屬片)進而地磁的概念。

也利用指北針受通電電線的影響偏轉的現象，得知電能生磁的概念學習。

並能比較電磁鐵與磁鐵的異同。

單元概念學習 指北針與地磁 指北針 指南針是中國三大發明之一。

推至戰國時代，當時有一種稱為「司南」的指南器具，指南針的發明並無確切時間即發明者記載。

在北宋曾公亮的「武經總要」中曾提及在行軍時用指南魚來幫助辨別方向。

現代則多以指北針取代指南針，其原理相同。

指北針的指針是小磁鐵做成的，具有磁性。

北針的指針受到地磁的影響，會指向南、北方。

指北針的指針和磁鐵一樣，都有同極相斥、異極相吸的現象。

指北針應遠離磁鐵、鐵器及電器用品，以免影響指北針的指針偏轉方向。

指北針的指針具有磁性，指針箭頭是 N極，另一端為 S極。

由於磁鐵的性質是異極相吸，所以指針箭頭（N極）與位在地球北方的地磁 S 極相互吸引，而朝向北方。

地磁 地球具有磁性，它的內部就好像有一支長條形的大磁鐵，科學家稱為「地磁」。

地磁的 N極靠近地球的南方，S 極靠近地球的北方，如下圖所示。

地磁形成原因 http://www.eq.ccu.edu.tw/lab/lab105/public_html/members/master/87/alife_earth/magnetic.htm 練習測驗題-選擇題 指北針可以指引方向，是運用何種性質？ 地熱 正確 不正確! 地磁 正確 不正確! 地球引力 正確 不正確! 地震 正確 不正確! 指北針的指針不具備下列哪種特性？ 具有磁性 正確 不正確! 有　N　極和　S　極 正確 不正確! 同極相斥、異極相吸 正確 不正確! 需使用電池 正確 不正確! 下列關於地磁的敘述，何者正確？　○１○２○３○４指。

地磁　N　極和地理北極都位於北半球 正確 不正確! 地磁會吸引樹葉，使樹葉掉落地面 正確 不正確! 懸掛的磁鐵不會受到地磁影響 正確 不正確! 北針的　N　極受到地磁　S　極吸引，指向北方 正確 不正確! 練習測驗題-是非題 指北針的指針是一個小磁鐵，所以指針會受到地磁的吸引指向南北方向。

對 錯 正確! 不正確! 電磁鐵 電與磁的親密關係 一七七七年，一位名叫奧斯特（H.C.Oersted）的人，出生於一個藥劑師家庭，後來到德國和法國遊學時，在上天造萬物必有其關係的哲學洗禮下，他堅信電現象和磁現象有著共同的根源。

一八二○年，奧斯特主持一個電磁的講座，當天晚上他正在講課時突然靈感一來：「如果將通電導線與磁針平行排列，磁針會有怎樣的反應？」結果小磁針會擺動，當改變電流方向時，發現小磁針會向相反方向偏轉，此一現象說明了電流方向與磁針轉動之間有著某種關聯，於是在一八二○年七月二十一日向科學界宣布了電流的磁效應。

他證明了電與磁之間是有關係的，也揭開了電磁學的序幕。

後來人們為了紀念他，就把磁場強度的單位以「奧斯特」命名。

於是包括安培（AndreMarieAmpere）在內的法國科學家們如夢方醒，才知道他們錯誤地信奉了吉爾伯特關於電、磁之間沒有關係的教條。

在聽到奧斯特的實驗結果之後，這些科學家開始重複奧斯特的實驗，並提出了磁針轉動方向和電流方向的關係遵從右手定則，這個定則後來被命名為「安培定則」。

此後，安培又做了許多實驗，描述兩電流元之間的相互作用和兩電流元的大小、距離以及方向之間的關係。

後來人們把這個定律稱為「安培定律」。

目前所用的電流強度單位──安培就是以他的名字來命名的。

奧斯特和安培的研究工作，揭示了長期以來被認為性質截然不同的電現象和磁現象，二者之間的關聯性，在很短的時間內，電磁學便進入了一個嶄新的發展時期。

從最早吉爾伯特提出電與磁不相關的理論，一直到奧斯特證明它們之間的息息相關；電既然可以生磁，那就有人想，磁是否也能生電呢？這個問題首先被一個人提出同時也證明了，他就是偉大的科學家法拉第（MichaelFaraday）。

接下來就讓我們來了解一下這個偉大的人物吧！ 米契爾．法拉第，一七九一年出生在一個鐵匠的家中，由於家境貧窮，他幼年並沒有受到完整的初等教育，在因緣際會之下進入了皇家學院實驗室，法拉第的科學生涯也隨之展開。

奧斯特的電磁效應論文發表後，法拉第的心中一直存著一個疑問，既然電與磁有密切聯繫，電能產生磁，那麼它的逆效應「磁能產生電」嗎？一八三一年的某一天，他在公園散步時突然想到，是否反過來利用磁的運動也可以產生電流，於是他急忙回到實驗室進行試驗，結果試驗成功。

把一塊磁鐵放入金屬線圈中時，會使電流流入線圈，拿出磁鐵時，電流則反方向流動。

這一現象肯定了一個事實，電流不能無中生有，必須作功才能產生，於是他發現了電磁感應現象，這個現象的發現，奠定了日後電力工業發展的基礎。

後來法拉第提出一種全新的概念和物理圖像，「力線」及「場」，還提出了電磁波的臆測：電磁作用可以波的形式傳播，而光可能是一種電磁波，這些猜測後來被馬克斯威爾和赫茲所證實。

後人對法拉第的評價極高，認為他是十九世紀最偉大的實驗科學家。

可見電磁波的概念最早是由法拉第所提出，此一概念造就了日後通訊的蓬勃發展。

從電生磁一直到磁生電的實驗都一個個得到了證明，但是這些看似獨立的電磁現象，需要有人做個有系統地整理和綜合，這個偉人就是馬克斯威爾（JamesClerkMaxwell）。

資料來源：《科學發展》2004年6月，378期，62~67頁 生活點滴小故事 富蘭克林：一艘正在大西洋上顛簸前進的郵輪，旅客都進艙休息了，只有富蘭克林總是不知疲倦地在甲板上忙來忙去，一會兒遠眺、一會兒俯瞰、一會兒凝神思索、一會兒又在隨身攜帶的筆記本上記錄甚麼。

有個水手過來說：「富蘭克林先生，您在欣賞海景嗎？」「欣賞海景？噢，不！」富蘭克林隨後又補充地說：「也算欣賞海景吧。

」「怎麼是『也算』呢？」水手好奇地問。

「啊，我是在思索海灣暖流對陸地氣候的影響。

」富蘭克林把手搭在水手的肩上說：「你能協助我測量一下海流的速度和溫度嗎？」「我願意效勞。

」水手高興地答應了。

水手協助富蘭克林工作時，他不理解富蘭克林為甚麼在航行的空檔裡也要做些事情，富蘭克林說：「時間不可空過。

」他轉頭望著水手說：「你熱愛生命嗎？」當他見水手點了頭，又繼續說：「那麼別浪費時間，因為時間是組成生命的材料啊。

」水手突然明白的說：「所以您在航行的空檔裡也要做研究。

」「哈、哈、哈」富蘭克林愉快地笑了。

法拉第：當法拉第已經是舉世聞名的科學家時，還沒有自己的房子，仍然住在英國皇家學院的頂樓小屋裡。

退休當天，他和妻子，兩個老夫婦提著皮箱下樓，想到出了皇家學院大門，就要露宿街頭，心裡有些茫然。

沒想到出了大門，眼前出現的是整齊的英國皇家儀隊和維多利亞女皇。

女皇對著這位貧窮但卻是當代最偉大的科學家說：「請搬到我所準備的皇家別墅吧！」法拉第拒絕了，因為他付不出房租，女皇說：「不用付租金。

」法拉第說：「但是房子太大，我付不出維修費用。

」女皇笑著說：「別擔心！我來付好了。

」和其他科學家比較起來，法拉第最偉大的地方，就是他不曉得自己有多偉大。

馬克斯威爾：馬克斯威爾誕生於蘇格蘭古城愛丁堡，父親是一位學識淵博的律師，對馬克斯威爾的成長影響極深。

他從小就有很強的求知慾和想像力，愛思考、好提問。

據說在他兩歲時，看見一輛馬車停在路旁，就問爸爸：「那車為什麼不走？」父親說：「它在休息。

」他又問：「它為什麼要休息呢？」父親隨口答了一句：「大概是累了吧！」「不！」馬克斯威爾很認真地說：「牠是肚子疼！」。

還有一次，姨媽給馬克斯威爾帶來一籃蘋果，他不是拿來就吃，卻是一個勁地問：「這蘋果為什麼是紅的？」姨媽不知道如何回答，便叫他去吹肥皂泡，哪知他在看到肥皂泡上五彩繽紛的顏色時，提出的問題就更多了......。

所以啦！學習的重點不在於學會多少，而是問了多少好問題。

赫茲：赫茲能有今天這麼偉大的成就，他的母親功不可沒。

赫茲在六歲時便能拿穩筆，母親就教他雕刻，培養他能夠長期工作的專心與耐心，奠下他日後能以熟練的雙手製造出精密光電儀器的基礎。

而他的愛情故事除了感性更具趣味性，有一回赫茲在溫雷克堡的長春藤下面，正非常興奮地對著可愛的女友伊利莎白講述他對電磁學研究的心得：「妳知道電磁波嗎？知道電磁波接收器嗎？知道由於電位差而產生的電弧嗎？......」伊利莎白小姐面帶微笑地傾聽著這位表情緊張的男士，滔滔不絕地述說著當時連物理系的高材生也不會懂的內容。

伊利莎白只是用微笑的眼神，鼓勵他繼續說下去，她知道那是赫茲一生的執著，不計名利的研究菁華。

到落日餘暉染紅了小山麓上的冷杉樹，她整整地聽赫茲述說了四個小時。

當赫茲講完電磁學的實驗，接著問伊利莎白說：「那妳願意......嫁給我嗎？......」孤獨的一條電波，在尋找一聲愛情的共振。

「是的，我願意。

」伊利莎白意志堅定地回答。

伊利沙白沒有想到這麼一聲的肯定，竟燃起一個體弱男人的生命熱情，建立了日後全球的無線電波通訊網路。

迄今全世界每一個電台，天天都會提到的一個名字--「赫茲」。

你們知道他是誰嗎？我想你已經知道答案了，沒錯他就是德國物理學大師──「電磁波王子」赫茲。

資料來源：《科學發展》2004年6月，378期，62~67頁   磁鐵 磁性：可以吸引小鐵屑的性質。

磁鐵：具有磁性的物體。

1、磁性物質：可以被磁鐵吸引的物質。

磁鐵只能吸引鐵、鈷、鎳製成的物質。

2、非磁性物質：不能被磁鐵吸引的物質。

例如：塑膠、銅（不能製作磁鐵）。

磁極 1、 磁極：磁鐵兩端，磁性最強。

2、 中性區：磁鐵中間，磁性最弱。

3、 磁鐵的N、S兩極必同時存在，無磁單極存在。

磁力：兩磁極之間的吸引力或排斥力。

磁力是一種超距力。

(1) 同性（名）極【相斥】，異性（名）極【相吸】。

(2) 兩極之間距離愈小，磁力愈強。

(3) 磁鐵的磁性愈強，磁力【愈大】。

認識電磁鐵 加了鐵棒的線圈，在通電後磁力增加許多，就像一般的磁鐵，可以吸起迴紋針。

像這種繞有漆包線的鐵棒，通電後會產生磁性的裝置，稱它為「電磁鐵」。

磁力線 磁感線的概念是著名物理學家法拉第最先發明並引入的。

在電場中可以用電場線形象地描述各點的電場方向，在磁場中也可以用磁感線形象地描述各點的磁場方向，磁感線是在磁場中畫出而實際不存在的一些有方向的曲線，這些曲線上每一點的切線方向都和這點的磁場方向一致。

在磁鐵外部，磁感線從N極出來，進入S極；在內部由南極到北極。

磁感線是為了研究磁場而人為假想的曲線，並不是客觀存在於磁場中的真實曲線。

    磁力線-特點 (1)磁感線的切線方向表示磁場方向，其疏密程度表示磁場的強弱。

(2)磁感線是閉合曲線，在磁體外部，磁感線由N極出來，繞到S極；在磁體內部，磁感線的方向由S極指向N極。

(3)任意兩條磁感線不相交。

資料來源：台灣WIKI 磁鐵與電磁鐵比較 判斷電磁鐵磁極 線圈與磁極的關係 測驗練習題-選擇題 下列關於電磁鐵的敘述，何者正確？ 磁力大小固定 正確 不正確! 具有　N　極、S　極 正確 不正確! 能吸起塑膠尺 正確 不正確! 同極相吸、異極相斥 正確 不正確! 下列何者為製作電磁鐵的材料？ 漆包線 正確 不正確! 電池 正確 不正確! 鐵棒 正確 不正確! 以上皆是 正確 不正確! 下列哪一種方法無法增強電磁鐵的磁力？ 線圈內放置鐵棒 正確 不正確! 漆包線纏繞的圈數較多 正確 不正確! 線圈連接電池正負極方向相反 正確 不正確! 增加串聯的電池數量 正確 不正確! 將通電的電線放在指北針上方或下方時，指北針的指向會如何變化？ 指針會偏轉 正確 不正確! 指針轉一圈後回到原指向 正確 不正確! 指針會上下抖動 正確 不正確! 不受影響 正確 不正確! 進行漆包線圈數影響電磁鐵磁力的實驗時，實驗的操作變因為何（必須改變的變因）？ 漆包線的粗細 正確 不正確! 漆包線纏繞的圈數 正確 不正確! 線圈中的棒狀物材質 正確 不正確! 連接的電池數量 正確 不正確! 改變下列哪一項因素時，電磁鐵的磁極方向會產生改變？ 連接電池數量 正確 不正確! 線圈中的棒狀物材質 正確 不正確! 連接電池正負極方向 正確 不正確! 線圈圈數 正確 不正確! 製作電磁鐵時，要將漆包線兩邊末端的漆刮除，主要目的是什麼？ 可以增加磁力 正確 不正確! 要接通電流 正確 不正確! 比較美觀 正確 不正確! 可以加強固定 正確 不正確! 在通電的漆包線線圈中放入下列哪一物品，能吸起最多的迴紋針？ 塑膠棒 正確 不正確! 木棒 正確 不正確! 鐵棒 正確 不正確! 不放任何物品 正確 不正確! 下列何者為電磁鐵的應用？ 電池 正確 不正確! 電風扇 正確 不正確! 手電筒 正確 不正確! 指北針 正確 不正確! 是非題 將電磁鐵連接電池正負極的方向改變，電磁鐵的磁極也會跟著改變。

對 錯 正確! 不正確! 電磁鐵的每個部位磁力都一樣強。

對 錯 不正確! 正確! 磁鐵、通電的電線和電磁鐵，都可以使指北針的指針偏轉。

對 錯 正確! 不正確! 電磁鐵永久具有磁力，使用時不須通電。

對 錯 不正確! 正確! 漆包線纏繞圈數愈多，電磁鐵的磁力就愈強，能吸起的迴紋針數就愈多。

對 錯 正確! 不正確! 電風扇具有馬達的裝置，馬達內有電磁鐵。

對 錯 正確! 不正確! 資料使用來源：104學年六年級上學期翰林出版社