[國高中組] 轉轉小馬達
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壹、活動目標 Goal
動手製作一簡單的電動馬達，體驗電與磁的交互作用。
教學對象
國中生1-3年級
教學時間
10分鐘
作者(服務單位)
曾賢德
(國立東華大學物理系)
通訊作者e-mail
sdtzeng@mail.ndhu.edu.tw
參、活動原理 Theory
當電流通過磁場時，電流會受到一電磁作用力。例如，當導線裡面的電流向上，通過朝向左方的磁場時，會產生一個向後方的力量。但若向上的電流，通過朝向右方的磁場時，會產生一個向前方的力量，如下圖所示。
本實驗利用強力磁鐵產生磁場，利用一顆電池供電，讓銅線上的電流通過磁場，然後產生磁力。實驗裝置示意圖如下。
此圖中，一段銅線折成對稱的通路，銅線中點接觸電池負極（-），端點接觸下方磁鐵，而磁鐵吸住電池正極（+）。由於磁場在兩側的方向不同（此圖中，都朝向電池外），當左右邊的銅線都產生向上的電流，左半段銅線產生向後的力，右半段銅線則產生向前的力，如此造成銅線逆時針轉動。
肆、活動材料 Material
器材
一段銅線、3 號電池、強力磁鐵、示範教材、解說圖卡。
藥品
無
伍、活動步驟 Step
第一部分
本實驗可多名學生同時進行闖關。學生就位後先向關主問候，並開始聽取關主講解及示範。
關主可先用已經折好的銅線，架到電池上，示範此一馬達的運作。
以圖卡簡單說明電流在磁場中的磁力，並介紹馬達的原理。
解說闖關成功條件：利用手上的一段銅線，自行折出適當的通路形狀。能架設在電池上，並成功產生連續轉動者即過關。
第二部分
1. 每位同學領取所需的材料：每人一段銅線。
2. 提示學生折線的注意事項：(1) 形狀儘量對稱、(2) 中點折成凸出的支點、(3) 銅線末端僅能輕輕接觸下方的磁鐵。
3. 以關主桌上先準備好的數組電池（可找沒電的電池，但下方仍吸上磁鐵），供學生嘗試折線。（數量依每次闖關人數而定）
4. 學生將銅線折好適當形狀，在試轉用的電池上能穩定支撐且不會卡，即可到關主前嘗試。
第三部分
1. 關主桌上另準備數組有電的電池(下方吸上磁鐵)，當學生折好的銅線試轉順利時，可拿到此處架設。若可以穩定轉動，即闖關成功。
2. 請關主判定學生是否完成此關，並給予證明。
3. 學生感謝關主指教，即完成此關。
教案學習單
（待調整）
可依學生程度，選擇下列問題於闖關單或學習單上詢問學生：
1. 銅線會產生轉動，是因為有下列何種力？
(1) 電力，(2) 磁力，(3) 萬有引力。［答案：(2) 磁力］
2. 如果將磁鐵翻轉 180 度，則馬達(銅線)的轉動方向會：
(1) 跟之前一樣，(2) 跟之前相反，(3) 不會轉。［答案：(2) 跟之前相反］
實作注意事項
實驗安全事項
請學生注意銅線末端不要刺到人。
實驗廢棄物處理
可讓學生帶回成品，或加以分類、回收。
教學心得
此一闖關實驗相當有趣。可以用很簡單的方式讓學生體驗複雜的電磁作用。
參考資料
預算表
預算表
每人次／每組的材料及預算（*以一組為單位）
- 一段銅線 / 自備
- 3 號電池 / 自備
強力磁鐵 / 自備
總計 / 每人次(或每組) /
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