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壹、活動目標 Goal
3C越來越先進，許多生活用品漸漸都用磁卡感應的方式，作為交易、通訊及偵測。為什麼可以透過通電微量的電力產生磁力？這是本活動主要探討之學習內涵。
本活動希望先連結學生先備知識，引導學生理解磁鐵的特性，藉由生活中容易取得的物品，發現生活中電器通電的原理作用，啟發小朋友的興趣與想像。
大概念 Big Idea
電生磁原理
電流磁效應
磁鐵特性
核心問題(探究問題) Essential Question
想想看，如果將電池串聯數量增加/線圈數/強力磁鐵，通電後磁力是否能產生更大的翻轉力?
教學對象
國小生 1-6年級
教學時間
80分鐘 （約 2 節課）
作者(服務單位)
蔡正立
(蔡正立科學實驗室主持人)
蘇純姿
(花蓮縣豐山國小教師 )
仿生與環境工作坊團隊 (主持人：楊悠娟 )
通訊作者e-mail
a7702027@gmail.com
貳、課程綱要對照 Course Outline
※以十二年國教素養導向綱要呈現
【自然科-學習內容】
INe-Ⅱ-7 磁鐵具有兩極，同極相斥，異極相吸；磁鐵會吸引含鐵的物體。磁力強弱可由吸起含鐵物質數量多寡得知。
INe-Ⅲ-10 磁鐵與通電的導線皆可產生磁力，使附近指北針偏轉。改變電流方向或大小，可以調控電磁鐵的磁極方向或磁力大小。
【自然科-學習表現】
ai-Ⅱ-3 透過動手實作，享受以成品來表現自己構想的樂趣。
ai-Ⅲ-2 透過成功的科學探索經驗，感受自然科學學習的樂趣。
參、活動原理 Theory
丹麥科學家厄斯特於西元1820年在做電學實驗時意外發現，通有電流的導線會在其周圍產生磁場，使磁針發生偏轉，其效果和磁鐵建立的磁場相同。當電流方向改變時，可發現磁針的偏轉方向會和原來的方向不同，表示電流方向不同所產生的磁場方向也會不同。磁鐵是最常見的磁性材料之一，其特性包括同極相斥和異極相吸。利用當一個電流通過一個線圈時，線圈周圍將產生一個磁場，使電線一旁的指北針會產生偏轉，稱為電流磁效應。
肆、活動材料 Material
串聯電磁座1個
大顆圓柱磁鐵1個
小顆圓柱磁鐵1個
約是0.4~0.6mm漆包線圈1卷
三號電池2顆
透明膠帶1捲(少量用到)
指北針1個
伍、活動步驟 Step
第一部分
一、引起動機
1.先觀看影片：10’08～13’30 有關電磁鐵通電後，電線周圍產生磁場，影響指北針發生偏轉，證明電生磁原理
https://www.youtube.com/watch?v=XmdNhb2plYI
2.教師提問:
(1)通電後的線圈使用甚麼物品，讓線圈產生變化?
(2)通電後的線圈與沒有通電的線圈哪裡不同?
(3)通電的線圈具有什麼特性?
第二部分
將漆包線的兩端的絕緣物質，用剪刀或麼砂紙刮除約1cm長。
將電池座兩端電線的塑膠絕緣體，各剪掉1cm。
將漆包線兩端和電池座兩端相互纏繞，並用膠帶加以固定，以免鬆脫造成短路。
建議將電線和漆包線圈用雙面膠固定在桌面，避免移位造成實驗操作麻煩。
將2顆3號電池裝入電池座，小顆磁鐵放在漆包線上。
最後按下電池座開關。
第三部分
一、教師行間巡視，查看各組實驗的結果。
二、教師提出問題討論：
(問題一)說說看，為什麼磁鐵會反轉? 磁鐵的大小、重量是否會影響反轉?
(問題二)想想看，由電力產生磁力，再翻轉磁鐵產生的動力，在生活中有那些應用?
三、教師進行歸納與統整：
通電的線圈周圍產生磁場，具有磁鐵的特性，同極相斥，異極相吸。放上一顆磁鐵就能觀察斥力與吸力的現象或是讓指北針發生偏轉，這現象我們稱為電磁流效應。
教案學習單
（待調整）
通電的導線周圍產生磁場，這種現象稱為? 電磁流效應
通電的導線跟磁鐵有哪些相同的特性? 同極相斥、異性相吸
如何讓磁鐵能在線圈上翻滾? 通電開關的速度快、將磁鐵放在線圈的正中央
實作注意事項
實驗安全事項
電池座的電池如不使用，要先將其中一顆拔除，避免漏電 。
實驗廢棄物處理
廢電池要集中於回收桶統一回收 。
教學心得
實驗需要不斷的操作及調整，考驗學生的耐心與觀察力。
使用標示磁性的磁鐵來操作，讓學生於實驗過程清楚知道線圈磁性。
參考資料
均一平台2-3 電流磁效應 https://www.youtube.com/watch?v=RIz9QB_aAsU
簡單的電磁感應｜電磁感應｜親子實驗 https://www.youtube.com/watch?v=GgNTMETd5v0
通電線圈產生磁場 https://www.youtube.com/watch?v=XmdNhb2plYI
Magnetic Effect of Currents https://www.youtube.com/watch?v=Zfv-0bQtqaE
闖關活動(十分鐘)
壹、準備活動
★教師準備：
闖關地點預先放置長桌子。
準備材料：
器材類：指北針、磨砂紙、漆包線圈、電池、磁鐵、電線、膠帶、剪刀、靶心圖。
張貼操作說明海報、得分統計表和貼紙。
印製闖關卡和學習單：闖關卡為闖關順序蓋章處，另一張則是學習單。
準備過關印章。
★學生準備：
同質分組，班級為單位。教師在闖關前先發下闖關卡交由組長保管。
攜帶文具用品。
貳、闖關之前
關主及學生就位，關主負責解說闖關步驟、說明器材，副關主則指導學生進行操作。
宣導學生不要在場內奔跑，闖關時需站立於長桌外側面向關主。
参、進入關卡
關主請小組列隊，小組向關主問好。
關主介紹關名「翻滾吧~磁鐵」，利用海報說明操作過程。
副關主指導闖關學生組裝電路，連接好線路後。
進行測試，線路是否通電，線路周圍放指北針，觀察是否偏轉，偏轉的方向為何?
接下來將磁鐵放在線圈上(線圈下方放一張靶心圖<附件一>)，進行通電，磁鐵跳起來那面貼上貼紙做記號。
每個人有五次的機會，並將這五次的得分紀錄在學習單與統計表上。
寫完學習單並回答問題完，即過關。
關主掌握時間及隨時給予指導，闖關結束，小組離開前往下一關 。
肆、闖關結束
收回闖關集點卡。
學生心得分享(包括成功與失敗的原因) 與關卡的相關科學原理。
關主視通關人數給予評分。
關主在闖關卡上簽名或蓋通過章。
學生心得分享(包括成功與失敗的原因) 與關卡的相關科學原理。
鼓勵學生設計更多的不同型態的潛望鏡。
預算表
預算表
每人次／每組的材料及預算（*以一組為單位）
項目.材料 / 數量/金額 (元)
項目.材料 / 數量/金額 (元)
1.串聯電磁座1個
1.串聯電磁座1個
2.大顆圓柱磁鐵1 個
2.大顆圓柱磁鐵1 個
3.小顆圓柱磁鐵1 個
3.小顆圓柱磁鐵1 個
4.約是0.4~0.6mm漆包線圈1捲
4.約是0.4~0.6mm漆包線圈1捲
5.三號電池2顆
5.三號電池2顆
6.透明膠帶1捲(少量用到)
6.透明膠帶1捲(少量用到)
總計 /每組約$144元以內
總計 /每組約$144元以內
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