桃園_南崁高中
活動資訊
日期：113.12.13
地點：國立中央大學物理演示實驗室
講師：物理演示實驗室 朱慶琪 陳志勳
活動流程
09：00-12：00 我的第一本電磁學導讀（看見磁力線）
13：00-14：00 磁鐵的排列、搖搖生電動手作
14：00-15：00 充電盤、漂浮鋁片
15：00-16：00 電磁學小盒子（搖搖生電、載流導線在磁場中受力）
活動內容
http://edu.ac.liu.phy.tw/other/itemlist/tag/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E5%AD%B8?start=0#sigProGalleria4a333b4c60
台北_中山女中
活動資訊
日期：113.04.12
地點：國立中央大學物理演示實驗室
講師：物理演示實驗室 朱慶琪
活動流程
09：30-10：30 掌中光譜儀
10：30-12：00 電磁學小盒子（載流導線在磁場中受力、電磁學實驗）
活動內容
宇宙原力庫侖世界
111 秋季假日科學廣場
活動資訊
日期：111.12.17
地點：國立中央大學科學教育中心(綜教館203教室)
講師：國立中央大學科學教育中心講師 邱瀚陞
活動大綱
1. 宇宙原力是什麼？
2. 靜電是電磁力的一種
3. 靜電的吸引與排斥
4. 自製驗電瓶
5. 范氏起電器
6. 自製萊頓瓶
7. 靜電水母
活動紀錄
這次的假日科學廣場「宇宙原力庫侖世界」，響應聯合國的「基礎科學促進永續發展國際年」（IYBSSD2022），邀請到中大科教講師——邱瀚陞老師帶領大家進入「靜電」這個神秘的科學國度！
一開始，老師先讓大家運用桌上的材料，透過摩擦物體產生靜電，就是「摩擦起電」。接著，現場進行了一場比賽，每一組要設法利用帶電物體讓桌上的鋁罐掉到地板上，大家都熱情的要贏得比賽，現場氣氛也相當熱絡！
接下來是驗電瓶的實驗，大家都非常用心的製作。驗電瓶是透過正負電荷的分離或中和，造成瓶內的鋁箔紙開合的現象。邱老師也教導大家用各種方式，讓驗電瓶能變得更靈敏，小朋友們也都驚訝於鋁箔紙產生的變化。
活動的尾聲，老師利用范氏起電器以及萊頓瓶，把現場參與者集結起來，藉由讓所有人牽手、接觸的方式，來體驗「被電到」的感覺，在所有人都被電到的瞬間，大家同步發出尖叫聲，活動也到達最高潮。最後雖然已經超過活動時間了，漢堡哥哥還是利用最後一點時間，用尼龍繩製作靜電水母，大家都在體驗自製的靜電玩具時，老師也詳細的再次介紹今天所有實驗的玩法，現場氣氛非常活絡！
活動照片
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門多西諾馬達
111春季假日科學廣場 門多西諾馬達
活動資訊
日期：111.06.04
地點：國立中央大學科學教育中心(線上課程)
講師：彰化縣南鎮國小 曾秋雲
活動大綱
1.門多西諾馬達製作
2.門多西諾馬達原理介紹-電磁學
3.門多西諾馬達探究的方式-磁鐵數量、光的強度等
活動內容
http://edu.ac.liu.phy.tw/other/itemlist/tag/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E5%AD%B8?start=0#sigProGalleria1ce9374b34
e起探究3
目的
瞭解磁鐵與金屬有相對運動時，如何產生渦電流(eddy surrent)，以及楞次定律(lenz law)如何解釋磁煞車效應。
實驗
實驗裝置：約一米長的鋁管一枝，垂直站立。強力磁鐵(neodymium magnet, 釹鐵硼磁鐵)、乒乓球各一只。
1.讓乒乓球在鋁管中自由下落，觀察下落的情形。
2.讓強力磁鐵在鋁管中自由下落，觀察下落的情形。
3.比較兩實驗的差別。
原理思考
為什麼掉落的速度會有差別呢？
磁鐵運動時造成週遭磁通量(magnetic flux)的變化，因此在鋁管內部產生感應電動勢(induced emf )形成渦電流(eddy current)，此時，渦電流產生的磁場方向與磁鐵的磁場方向相反，磁鐵受到相斥的作用力、也就是阻力，因此造成磁鐵以較慢的速率落下。
討論
1.若置換成其它材質（ex. 塑膠、鐵、銅…）的圓管，則會有何種情形發生？
2.相同材質不同管徑對其掉落速度影響為何?
3.若在磁鐵上施加重物，則磁鐵下落的速度是否會改變？
關於實驗
參考資料
“University Physics", Rev. ed., John Wiley & Sons, 1995, USA., Ch31.
製作
v.1 曾助理
指導老師
朱慶琪
撰稿
黃時霖、朱慶琪
磁鐵太空漫步
目的
瞭解磁鐵與金屬有相對運動時，如何產生渦電流(eddy surrent)，以及楞次定律(lenz law)如何解釋磁煞車效應。
實驗
實驗裝置：約一米長的鋁管一枝，垂直站立。強力磁鐵(neodymium magnet, 釹鐵硼磁鐵)、乒乓球各一只。
1.讓乒乓球在鋁管中自由下落，觀察下落的情形。
2.讓強力磁鐵在鋁管中自由下落，觀察下落的情形。
3.比較兩實驗的差別。
原理思考
為什麼掉落的速度會有差別呢？
磁鐵運動時造成週遭磁通量(magnetic flux)的變化，因此在鋁管內部產生感應電動勢(induced emf )形成渦電流(eddy current)，此時，渦電流產生的磁場方向與磁鐵的磁場方向相反，磁鐵受到相斥的作用力、也就是阻力，因此造成磁鐵以較慢的速率落下。
討論
1.若置換成其它材質（ex. 塑膠、鐵、銅…）的圓管，則會有何種情形發生？
2.相同材質不同管徑對其掉落速度影響為何?
3.若在磁鐵上施加重物，則磁鐵下落的速度是否會改變？
關於實驗
參考資料
“University Physics", Rev. ed., John Wiley & Sons, 1995, USA., Ch31.
製作
v.1 曾助理
指導老師
朱慶琪
撰稿
黃時霖、朱慶琪
帶電流導線在磁場中的運動
目的
燈絲在點亮時，有電流通過。此時若加上磁場會有什麼現象。
實驗
實驗裝置：將白熾燈泡通以交流電，在旁邊加上磁鐵，觀察燈泡內的變化。
原理思考
將燈泡在通以交流電後，為何靠近磁鐵後發現燈絲的形狀改變，但遠離磁鐵又會復原狀？
燈絲可以視為帶電流的一段導線，放置於磁場中會受到F=ILB的作用力，使燈絲移動，而交流電的的方向不斷的改變，燈絲的受力方向也因此不斷的改變，造成我們看到的晃動現象。
討論
是否可將實驗結果更加清楚呈現？
(燈絲太細無法清楚辨識)
燈泡亮度與其結果是否有關？
1.可以，本實驗中使用之方法如下將燈泡調至最亮並加上燈罩(上方為空)，使用凸透鏡成像原理將燈絲之像成像至屏幕(白板、牆壁或其他欲展示處) 2.有影響，同一燈泡之亮度與其上通過之電流平方成正比，而電流大產生之磁場較大，若燈絲在燈泡內的固定方式相同，則理論上電流大晃動應更明顯。
關於實驗
實驗用的燈泡需使用有燈絲的燈泡，LED、日光燈管是看不到此現象的。
參考資料
製作
葉尚祐
指導老師
朱慶琪
撰稿
朱慶琪、葉尚祐
搖搖生電
簡介
利用手腕搖動使吸管中的磁鐵和線圈作相對運動，當磁鐵進出線圈的過程中將產生電磁感應，藉此來設計搖搖生電。
製作步驟
準備材料：吸管×1、橡皮筋×1、已剪切海棉塊×2、磁鐵×1、漆包線圈×1、LED燈×1、透明膠帶×1、雙面膠×1、剪刀×1。
1.將一根粗吸管剪斷約9cm 長，再將兩端各剪出V型缺口。
2.將磁鐵放入吸管中，吸管兩端用海綿塊塞住，再用橡皮筋套在吸管上V型缺口處當作固定用。
3.將漆包線圈線兩頭部分的漆用砂紙磨除，裸露出銅線的部分分別纏繞在LED燈的兩個電極處，注意裸露銅線不可彼此接觸避免短路，再將LED燈用透明膠帶固定於漆包線圈上
4.最後將吸管塞入已纏繞LED燈的漆包線圈中心的孔洞，用膠帶將吸管與線圈固定後，搖搖發電即製作完成。
操作要領
拿著吸管的一端沿著吸管的方向用力地重複搖動，且發電過程中若能降低周圍燈源的干擾，更能看出LED燈閃爍的效果。
教學使用方式
搖搖生電可讓學生探索:
“搖搖生電”的原因?
為什麼LED 燈光是一閃一閃的，而不是一直亮著?
控制燈光明亮強度的原因有那些?
簡易風力發電
簡介
利用風力使葉片轉動進而帶動磁鐵轉動與靜止的線圈產生電感應效應來設計簡易發電機。
製作步驟
準備材料：乒乓球×1、髮夾×1、寶特瓶蓋×1、強力磁鐵×2、吸管×1、漆包線圈×1、LED燈×1、透明膠帶×1、雙面膠×1、電風扇×1。
1.將乒乓球對半剪開並將邊緣剪成葉片狀，再將乒乓球中心穿洞並將髮夾穿過其中，髮夾頭留在球底再用熱熔膠黏牢。
2.吸管剪約2cm長，並於一端約0.5cm長處穿洞，左右各穿一個。
3.寶特瓶蓋左右兩側中間位置各穿一個3mm直徑的洞。刮乾淨鑽洞碎屑。
4.將漆包線圈線頭部分的漆用砂紙磨除，裸露出銅線的部分纏繞在LED燈的電極處，注意裸露銅線不可彼此接觸避免短路，再將LED燈用透明膠帶固定於漆包線圈上。
5.將吸管一端用雙面膠固定於寶特瓶蓋內蓋處，注意吸管上的穿孔必須與寶特瓶蓋上的穿孔連成一直線。
6.將髮夾穿過瓶蓋與吸管，將強力磁鐵夾住髮夾，置於瓶蓋中位於吸管上方，大約在瓶蓋正中。
7.將纏繞LED燈的漆包線圈用雙面膠固定於吸管上，如要使之更堅固可再用透明膠帶將線圈固定在寶特瓶蓋旁。
8.最後將已黏乒乓球葉片之髮夾穿過寶特瓶蓋與吸管上之孔洞中，簡易風力發電機即完成。
操作要領
將簡易發電機放置於風扇前時應與風吹的方向垂直，讓風能有效的帶動葉片使之轉動。
教學使用方法
1.將簡易發電機拿到電風扇前，藉由風扇的風帶動乒乓球葉片的轉動，就能讓LED燈發出閃光，藉此可讓學生探索風力發電的原因?
2.為什麼燈光是閃閃發光而不是一直亮著?
3.各個零件的作用?
4.影響電力強弱的變因。
奇妙的鋁罐
簡介
利用摩擦後的吸管去接近空的平躺鋁罐，會使鋁罐就地滾動。
製作步驟
準備材料: 空鋁罐×1、吸管×1、面紙×1。
1.準備一根吸管，用面紙在吸管上來回摩擦約十秒鐘。
2.將空鋁罐平躺於桌面上，再用摩擦過的吸管接近鋁罐。
3.發現鋁罐會被吸管吸引並朝吸管的方向滾動。
操作要領
當吸管接近鋁罐時，最好是能由鋁罐的上方往側邊即朝預期滾動的方向輕輕劃過，讓兩者若即若離不可相撞。此舉能讓鋁罐更容易轉動。
教學使用方式
本實驗可以簡單地讓學生從趣味中探索:
面紙和吸管摩擦會有什麼效果?
為什麼吸管會讓空鋁罐就地滾動?
裝滿飲料的鋁罐會不會被吸管帶動?為什麼?
面紙能不能讓鋁罐就地滾動?
韋式起電器
目的
韋氏起電機(Wimshurst machine)發電原理介紹。
實驗
裝置：
韋氏起電機由兩個起電盤（貼有金屬片的塑膠圓盤）、兩個集電器、兩個金屬電極組成。
實驗：
將兩個金屬電極調整到適當距離，手握旋轉握把後旋轉數圈，觀察金屬電極間有何變化？
原理思考
為什麼兩個金屬電極間會產生放電？
主要是因為摩擦起電。為方便講說在此將韋氏起電機的構造以2維的示意圖（圖一）表示，內圈順時針方向旋轉的為前方起電盤，外圈逆時針方向旋轉的為後方起電盤。
若起始狀況，如圖二所示，後起電盤上金屬片上因摩擦而帶有些許正電荷（紅色表示），則相對應的前起電盤上金屬片
則因感應起電使正電荷經由中間的電刷到對側的金屬片上，此時
就有較多負電荷（黃色表示）。
第一步，當繼續轉動後，如圖三所示，金屬片旋轉到左側集電器（也就是萊頓瓶，Leyden jar）時，便開始儲電[1]。
第二步，如圖四所示，後起電盤上的電荷分佈會因中間電刷及前起電盤電荷分佈的關係而對換。
第三步，如圖五所示，左右萊頓瓶儲存相異的電荷。
第四步，如圖六所示，回到圖二的起始狀態重複循環作動。
第五步，如圖七所示，左右萊頓瓶儲存相異的電荷。
如此不斷循環使萊頓瓶儲存大量的電荷後，進而透過空氣放電。
討論
1.一開始金屬片上為負電荷，則結果會如何？
2.若此實驗是另一方向旋轉，則結果會如何？
關於實驗
操作前先將兩個金屬電極接觸，不可用手先接觸集電器上有金屬的部分或金屬電極，避免集電器內殘留的電荷造成觸電。
參考資料
萊頓瓶儲電原理請參閱本網站靜電杯
“University Physics", Rev. ed., John Wiley & Sons, 1995, USA., Ch22.
”觸摸”科學體驗發現-物理原理展示，國防工業出版社，頁87-88。
製作
市售商品
指導老師
朱慶琪
撰稿
黃時霖