小數蛙到狐狸貓家作客

兩人坐在沙發上聊天

小數蛙突然想上廁所

站起來時不小心勾到電話線

結果電話掉到地板

導致聽筒裂開

掉出一塊電磁鐵

小數蛙變得很緊張

深怕電話壞掉　急忙道歉

但狐狸貓看了看覺得沒有大礙

便跟小數蛙說：沒事啦！

我等等再組裝回去就好

小數蛙鬆了一口氣

不過小數蛙想知道狐狸貓手上撿起的是什麼

狐狸貓便解釋

這是電磁鐵

聽筒中的電磁鐵

會因電流而產生磁力

前方的金屬薄片

則會受到磁力大小的改變所影響

進而振動並發出聲音

所以我們才能透過電話聽到對方的聲音

小數蛙覺得很神奇

電和磁之間有什麼關聯呢？

其實在西元1820年

丹麥有一位科學家叫做厄斯特

他有一次在做實驗的時候

發現導線通電時

周圍會有磁場產生

這個發現也引起了很多人的興趣

並開始研究電與磁的關係

狐狸貓向小數蛙提議要不要做個實驗

因為只要拿電池和指南針

就可以看出電是會產生磁場的

小數蛙興奮地答應了

首先　狐狸貓和小數蛙

要來看一下長直導線通電（載流）後周圍的磁場

狐狸貓先將導線與電路連接

再把指南針放在導線上面

小數蛙發現磁針動了

這是因為電流會產生磁場

而指南針內的小磁針N極

會因為磁場影響而轉動

這種因電流而產生磁場的現象

就稱為電流的磁效應

小數蛙繼續問狐狸貓

他想知道如果把導線放在指南針上

磁場也會改變嗎？

狐狸貓回答：會哦！

你看　磁針的轉向不同了

其實指南針內小磁針N極的指向

就是磁場方向

而電流方向如果不同

所產生的磁場也會不同

所以如果我們將正負極顛倒的話

磁針轉動的方向就會相反

狐狸貓提了一個問題想請小數蛙回答

請螢幕前的你也一起幫忙想一想吧！

狐狸貓繼續向小數蛙補充說明：

法國有一位科學家　叫做安培

他在深入研究後發現

導線周圍磁場強弱

和導線上的電流大小成正比

和距導線的距離成反比

而如此具體描述

電流磁效應的大小與電流的關係

稱為安培定律

而指南針若離導線越遠

所感應的磁場就越弱

磁針偏轉的角度就會變小

小數蛙聽完後問狐狸貓

那電流越大

所建立的磁場是不是就越強

磁針偏轉的角度也就越大呢？

狐狸貓回答：沒錯！

你看　多加了電池後

磁針偏轉的幅度也更大了

但是磁針的偏轉角度只能表現磁場方向

並不能完全呈現出磁場強度喔！

小數蛙回應狐狸貓：對呀！

我看到這個磁針緊貼著導線時

最大也只會指向西

角度只能偏轉九十度

小數蛙和狐狸貓接著進行下一個實驗

他們要來看看載流導線周圍的磁場變化

狐狸貓拿出一張紙板

將紙板架高擺在桌子上

並將導線穿過紙板

再擺上四個指南針

小數蛙則幫忙將電路和導線接上

當導線通電時

長直載流導線周圍的磁場方向

和電流方向互相垂直

而各磁針N極指向不完全相同

小數蛙接著想知道

有沒有更直接能看出磁場的方式

狐狸貓回答

當然有！

只要把鐵粉撒在導線旁邊

就可以看出磁力線的分布情形囉！

於是小數蛙興奮地撒起了鐵粉

鐵粉呈現一圈一圈的形狀

小數蛙覺得很神奇

從鐵粉的分布圖樣

我們可以看出導線周圍的磁力線形狀

是以導線為圓心的封閉同心圓

像狐狸貓剛剛說的

磁場強弱

和距導線的距離成反比

所以離導線越近

所建立的磁場也就越強

做完實驗後

狐狸貓又提出了一個問題想考考小數蛙

請螢幕前的你一起幫忙小數蛙想一想吧！

狐狸貓將今天學到的知識

做了一個重點整理：

電流會在其周圍產生磁場的現象

稱為電流的磁效應

電流磁效應的強弱

和導線上的電流大小成正比

和距導線的距離成反比

且所建立的磁場方向和電流方向互相垂直

最後　和狐狸貓與小數蛙一起來腦力激盪吧！

將一條長直載流導線

穿過紙板

並且在A、B、C三點放置磁針

你覺得哪個磁針偏轉角度最大

哪個最小？