• 活動標題：磁來運轉 
• 活動類型：  □ 實驗     □ 觀察    ■ 實作
• 適合年齡：  ■ 全年齡   □       歲以上

 

• 活動內容簡述

1.介紹磁鐵特性

2.介紹磁轉玩具原理

3.製作磁轉風車與磁轉玩偶

4.利用磁轉玩偶通過測試

 

• 運用原理和操作步驟

運用原理：

1.物體在運動過程會有轉動現象，主要是因為力矩不平衡（總力矩不為零）的因素。

2.本操作中，二個磁鐵不是平行的！如果互相平行，吸管上的磁鐵受到竹筷上磁鐵的吸引只會「移動」，而不會「轉動」。

吸管上磁鐵會轉動的原理，下圖上面圓盤代表吸管上的磁鐵，下面的圓盤代表竹筷上的磁鐵。下面的磁鐵偏向右上（可以由竹筷控制偏右或偏左），當下方的磁鐵（竹筷）往前移動時（綠色箭頭），會帶動上方磁鐵移動。除了移動，因為A點比較靠近下方磁鐵，所以吸引力大於B點（紅色箭頭）。而由於兩個磁鐵在A點上隔著一層吸管相互貼近，磁鐵吸引力大於B點，磁鐵的吸引力增加了磁鐵與吸管表面垂直的正向力（紅色箭頭），也同時增加了摩擦力，降低了A點的移動傾向（藍色箭頭）。此外，如果磁鐵與吸管在A點直接接觸，可以把A點當作支點，讓（磁吸引力小較易移動）的B點邊移動邊繞著A點轉，因此磁鐵以順時針方向旋轉（紫色箭頭，由上往下看為順時針）。」

當下方黑色磁鐵運動方向相反時（綠色箭頭的反方向），上方磁鐵的轉動方向也會跟著改變。而且，上、下的磁鐵指南極和指北極對調時，吸引力沒有變化，磁鐵的轉動方向也還是一樣（亦即二個磁鐵是N-S相對，還是S-N相對，旋轉方向都會一樣）。

 

操作步驟

1.取二個磁鐵，尺寸是0.82公分x 0.25公分的黑色磁鐵（如圖一）。

 

2.將一個磁鐵直立在竹筷的上方（注意：是直立，不是平放），再以膠帶（或熱熔膠）黏貼固定（如圖二）；膠帶將整個磁鐵包覆起來，並使大小能夠在吸管內穩定的自由移動為原則。

 

3.剪二段小紙片（或是剪成圓形小紙片），交叉為十字型後以膠帶或黏膠固定。再將另一個磁鐵黏貼在中央（如圖三）。十字型紙片的正面可以塗上一些圖案，讓紙片旋轉時更好看。

 

4.製作完成後，可試驗效果。將包著磁鐵的竹筷插入大吸管，並將十字紙片放在大吸管上面，會被竹筷上的磁鐵吸引住。（如圖五）

 

5.一手拿著吸管，一手拿竹筷前後來回滑動，十字紙片就可以快速的旋轉起來（如圖六）

 

• 注意事項

無

 

• 參考資料（若實驗內容有引用他方所製圖片、文章的部份，請於此處加上來源。）

1. 國立台中教育大學 NTCU 科學教育與應用學系  科學遊戲實驗室 磁轉玩具   https://scigame.ntcu.edu.tw/electric/electric-044.html