第六章 電與磁 ( 目錄 )

1. 第一節 電的認識 第二節 直流電與交流電 第三節 電流的熱效應、 電能與電費的計算 第四節 磁鐵與地磁 第五節 電流的磁效應 第六節 變壓器與電力輸送 第七節 家庭用電與用電安全 第六章　電與磁 (目錄) 總目錄

2. 下一頁 第一節　電的認識 一、摩擦起電 二、靜電感應與感應起電 三、驗電器 四、庫侖定律 五、閃電與避雷針 六、靜電沉積除塵器 目　錄

3. 上一頁 下一頁 電的認識 • 公元前600 年，古希臘人發現與毛皮摩擦後的琥珀，可以吸引極輕微的小物體如紙屑或羽毛等。 • 十七世紀初，科學家吉伯特發現這種帶電的現象並不僅限於摩擦後的琥珀，而是一種相當普遍的現象。 節目錄

4. 上一頁 靜電效應 • 梳過頭髮後的塑膠梳子也可以吸引小紙片。 • 天氣乾燥時，脫下毛衣除了常可聽見劈啪聲響外，有時也可看見放出小火花 。 節目錄

5. 上一頁 下一頁 摩擦起電-3 • 物體因摩擦而帶電的現象稱為摩擦起電 。 • 膠棒與毛皮摩擦後，膠棒帶負電 而毛皮則帶著等量的正電。 • 玻璃棒與絲絹摩擦後，玻璃棒帶正電， 而絲絹則帶等量的負電。 節目錄

6. 上一頁 下一頁 電的分類 ── 正、負電荷： • 富蘭克林（Benjamin Franklin，美國人，1706-1790）首先提出。 • 將兩種電荷定名為正電(positive charge) 與負電(negative charge) 。 節目錄

7. 上一頁 下一頁 電的分類-1 ── 正、負電荷： • 將與絲絹摩擦後的玻璃棒所帶的電稱為 正電。 • 將與毛皮摩擦後的膠棒所帶的電稱為 負電。 節目錄

8. 上一頁 下一頁 摩擦起電 • 實驗結果： 同性電相互排斥，異性電相互吸引。 節目錄

9. 上一頁 下一頁 摩擦起電-1 • 摩擦起電並不是摩擦後的物質會產生電荷，而是因摩擦的緣故使電荷從一物體轉移到另一物體上。 節目錄

10. 上一頁 下一頁 物體不帶電── • 一物體帶電是指其所含的正負電荷數量不相等。 • 正電荷多於負電荷則物體帶正電，反之則帶負電。 • 當物體正負電荷相等時，則稱該物體不帶電 或 電中性。 節目錄

11. 下一頁 第一節-二 -0 二、靜電感應與感應起電 節目錄

12. 上一頁 下一頁 1. 絕緣體與導體 物體因導電程度的不同而分類： • 絕緣體(insulator) • 導體(conductor) 橡膠、乾燥木材、陶瓷材料、空氣等。 金屬與合金均為良好的導體，人體也是導體。 節目錄

13. 上一頁 下一頁 絕緣體 玻璃棒與膠棒極容易摩擦起電 • 這是因為這些物質帶有電荷後，電荷固定於原處，不易在其上移動，此類物質稱為絕緣體。 節目錄

14. 上一頁 下一頁 導體 當物質當帶有電荷時，電荷可在其內自由移動 • 導體的原子對其最外圍電子的束縛力極弱，室溫下有部分電子可脫離原子核的吸引，而成為自由電子(free electron)。 節目錄

15. 上一頁 下一頁 2. 靜電感應 金屬棒 絕緣座 節目錄

16. 金屬棒內的自由電子移向左端，呈現負電性。 右端則因缺電子而呈現正電性。 上一頁 下一頁 2. 靜電感應-1 金屬棒 金屬棒 玻璃棒 - + - + 絕緣座 節目錄

17. 上一頁 下一頁 2. 靜電感應-2 金屬棒 若 將帶正電的玻璃棒移至遠處， 則 金屬棒左端堆積的負電荷將再回到右端原處。 絕緣座 節目錄

18. 上一頁 下一頁 2. 靜電感應-3 金屬棒 玻璃棒 - + - + 絕緣座 金屬棒內的自由電子移向左端，呈現負電性。 節目錄

19. 上一頁 下一頁 2. 靜電感應-4 金屬棒 玻璃棒 - + - + 絕緣座 因為帶電體的接近，使導體的正負電荷出現分離的現象稱為靜電感應。 節目錄

20. 上一頁 下一頁 3. 感應起電 • 利用靜電感應的方式使導體帶電。 金屬棒 節目錄

21. 上一頁 下一頁 3. 感應起電 -1 • 利用靜電感應的方式使導體帶電。 金屬棒 若將帶電體直接接觸一原未帶電的導體，則電荷將直接傳到該導體上，分開後， 導體將與帶電體呈現同樣的電性。 節目錄

22. 上一頁 下一頁 接觸-1 • 若將帶電體直接接觸一原未帶電的導體，則電荷將直接傳到該導體上， • 分開後， 導體將與帶電體呈現同樣的電性。 節目錄

23. 上一頁 下一頁 圖6-4 帶電體會吸引 未帶電的小紙片 -1 • 帶正電的玻璃棒接近小紙片時，因距離不同，故吸引力大於排斥力，紙片被吸往玻璃棒。 節目錄

24. 下一頁 第一節-三 -0 三、驗電器 節目錄

25. 上一頁 下一頁 金箔驗電器 • 利用靜電感應原理來檢驗物體是否帶電。 • 遠離端的金箔片會帶 與帶電體相同電性的電荷，兩金箔片因此而張開。 • 因靜電感應使金屬球(近端)帶異性電 節目錄

26. 上一頁 下一頁 金箔驗電器-1 • 帶電體所帶電量越大，金箔張角就越開。 • 可以利用靜電感應原理來檢驗物體是否帶電。 • 若物體不帶電，金箔片自然就不會張開了。 節目錄

27. 上一頁 下一頁 接觸 帶電體接觸金屬球後，電荷經金屬桿傳導至金箔， • 因同性電相斥而使兩金箔片張開。 節目錄

28. 下一頁 第一節-四 -0 四、庫侖定律 節目錄

29. 上一頁 下一頁 庫侖定律 • 庫侖（Charles Augustin de Coulomb，法國人，1736-1806）。 節目錄

30. 上一頁 下一頁 庫侖定律-1 • 若兩點電荷分別帶有電量q 1及q 2，其間的靜電作用力F 滿足下列的關係： • 與兩者距離的平方成反比 • 與兩者所帶電量的乘積成正比。 • 作用力F 在兩點電荷的連線方向上， • 同性電為排斥力，異性電為吸引力。 節目錄

31. 上一頁 下一頁 庫侖定律-2 • 以數學式表示： • r 為兩點電荷間的距離。 兩電荷符號相反時(F <0)為相互吸引力， 符號相同時(F >0) 為相互排斥力。 節目錄

32. 上一頁 電量的單位 • 電量 的國際單位為庫侖(coulomb)，簡記為 C。 • 一庫侖的電量約相當於6.25×1018個電子的電量。 • 一個電子所帶的電量量值為1.60×10－19庫侖，此值稱為基本電量。 節目錄

33. 下一頁 第一節-五 -0 五、閃電與避雷針 節目錄

34. 上一頁 下一頁 1. 閃電 • 雲層間因相互摩擦而帶電。 • 當帶電雲塊接近地面時，由於地球是一個導體，因而產生靜電感應。 • 由於靜電感應的緣故，靠近雲塊的地球表面會堆積(異性)電荷。 節目錄

35. 上一頁 下一頁 閃電 節目錄

36. 上一頁 下一頁 1. 閃電-1 • 當電荷累積到一定數量後，雲塊與地球間的空氣會形成正負離子對， 而成電的通路，故使兩者堆積的電荷激烈放電。 • 進而形成閃電與震耳欲聾的雷聲。 節目錄

37. 上一頁 下一頁 2. 避雷針 節目錄

38. 上一頁 下一頁 避雷針的工作原理： • 帶負電雲層接近建築物時，感應的正電荷經避雷針尖端不斷地放電。 圖6-8 節目錄

39. 下一頁 第一節-六 -0 六、靜電沉積除塵器 節目錄

40. 上一頁 下一頁 六、靜電沉積除塵器 ──採用靜電方式使灰燼顆粒沉積 （自數萬伏特至數十萬伏特） • 金屬外殼接電源供應器的正極並且接地以保護工作人員的安全 • 除塵器內銅導線則接負極 • 由於兩極的電壓很高，可使除塵器內部的空氣游離而形成離子對。 圖6-9 節目錄

41. 上一頁 下一頁 六、靜電沉積除塵器 ──採用靜電方式使灰燼顆粒沉積 • 大部分塵埃顆粒都吸附負電荷，因而帶負電的塵埃顆粒會向正極的除塵器四壁飛去而吸附在器壁上。 圖6-9 節目錄

42. 第二節　直流電與交流電 一、電流 二、電阻及歐姆定律 三、直流電與交流電 目　錄

43. 下一頁 第二節-一 -0 一、電流 節目錄

44. 上一頁 下一頁 一、電流 • 電荷在導體中的連續移動稱為電流(electric current)。 • 金屬導體內有自由電子可任意的移動，當它們受到電力作用時，就往受力的方向移動而形成電流。 節目錄

45. 上一頁 下一頁 電流 • 電流的大小是以單位時間流過導線某一截面的電量來表示。 • 設在t時間內有電量q流過導體的某一截面，則其平均電流為 節目錄

46. 上一頁 下一頁 電流的單位 電流的國際單位： • 庫侖/秒，稱為安培。 • 符號簡記為A。 節目錄

47. 上一頁 下一頁 電流的單位-1 電流的國際單位： • 庫侖/秒，稱為安培。 • 1 安培的電流即每1 秒鐘流過1 庫侖的電量，這相當於每秒鐘約有6.25×1018個自由電子流過導線的某一截面。 節目錄

48. 上一頁 下一頁 電流的方向 • 電流的方向規定為正電荷流動的方向 • 這是因為當初科學家以為是正電荷在導體內運動的緣故。 • 電流的方向恰好 與電子移動的方向相反。 節目錄

49. 上一頁 下一頁 電流的方向-1 • 氣體或液體的正負離子均可運動，電流的方向是： • 正離子移動的方向， • 也是負離子移動的反方向。 節目錄

50. 下一頁 第二節-二 -0 二、電阻及歐姆定律 節目錄