狐狸貓和小數蛙相約在家裡玩圍棋

正玩得起勁的時候

所有的燈突然熄滅了

小數蛙趕緊打開門看發生什麼事情

結果好像是附近正在修理電線

導致停電了

因為停電　導致家裡到處都黑黑的看不到路

這時小數蛙想到可以用手電筒照明

狐狸貓跟小數蛙說不用緊張

我們家的抽屜有放手電筒

很幸運地　抽屜裡剛好有兩支手電筒

他把其中一支拿給小數蛙

拿著手電筒的小數蛙按下開關

手電筒卻沒有亮

緊張的跟狐狸貓說：

難道我們今天都要在漆黑的房子裡嗎？

狐狸貓示範給小數蛙看怎麼使用手電筒

他開始上下搖晃手電筒

然後打開開關

這時手電筒竟然開始發亮了

小數蛙覺得很神奇

為何狐狸貓只是用手搖晃手電筒

就可以產生光呢？

狐狸貓決定把手電筒拆開來

給小數蛙看裡面的構造

小數蛙發現手電筒裡有螺線管和磁鐵

難道手電筒會發光的秘密

是因為這兩個東西嗎？

讓我們跟著狐狸貓和小數蛙　一起來做實驗吧！

做實驗之前要先認識「檢流計」

檢流計

是檢驗電流大小和方向的儀器

未通電時　指針指向中央的零

接通電路後　若指針偏向左

表示電流由左接頭流入檢流計

而指針偏轉幅度

即可表示電流的大小

接下來就要真正進入實驗了

桌上有已經纏好的螺線管

檢流計和一根長條磁鐵

當狐狸貓

把磁鐵放在螺線管旁不移動

檢流計的指針不會偏轉

但當磁鐵靠近或遠離螺線管時

檢流計的指針會發生偏轉

表示有電流產生

而這樣因為螺線管中的磁場發生變化而產生的電流

稱為感應電流

感應電流的大小與哪一些因素有關呢？

小數蛙把磁鐵用比較快的速率

靠近其中一個裝置

而狐狸貓則是用比較慢的速率

這時可以發現

小數蛙使用的檢流計偏轉比較大

也就是說

磁鐵與螺線管的相對運動速率

會影響感應電流的大小

接下來

狐狸貓把其中一個螺線管

換成圈數較多、較密集的螺線管

小數蛙把磁鐵靠近此裝置

狐狸貓用磁鐵靠近另外一個裝置

可以發現小數蛙使用的檢流計　偏轉也比較大

也就是說

電流的大小

跟螺線管的圈數也有關聯

上面的實驗是由法拉第這位科學家提出的

因此後人將此實驗得出的結果

稱為法拉第定律

感應電流的大小

和螺線管內磁場變化的速率成正比

增加螺線管的圈數

或增加磁鐵與螺線管的相對運動速率

都會讓感應電流變大

我們已經了解什麼是感應電流

但好像磁鐵進入、離開螺線管

感應電流的方向不太一樣

這又是什麼現象呢？

曾經有一位俄國的物理學家──冷次

分析研究

發表了判斷螺線管中感應電流方向的原則

稱為冷次定律

當狐狸貓將磁鐵的N極靠近螺線管時

螺線管產生感應電流

螺線管右端感應形成N極

以抵抗磁棒的進入

產生與磁鐵

反方向的磁場

因此可以判斷電流的方向

若狐狸貓將磁鐵的N極遠離螺線管時

螺線管右端感應形成S極

產生與磁鐵同方向的磁場

因此

就可以判斷各種情況下的感應電流方向

接下來

跟著狐狸貓和小數蛙回答下面的問題吧！

小數蛙剛剛拿的手電筒

便是靠著磁鐵進入和遠離螺線管

產生感應電流

使燈泡發亮

回答完問題後

燈也剛好亮了

外面的電線修好了

小數蛙和狐狸貓很開心

終於可以繼續玩遊戲了！

經過實驗後

小數蛙和狐狸貓將今天學到的知識

做了以下的重點整理：

封閉螺線管內的磁場產生變化時

螺線管上會有電流產生

稱為電磁感應

法拉第定律：

感應電流的大小

和螺線管內磁場變化的速率成正比

增加螺線管的圈數

或增加磁鐵與螺線管的相對運動速率

都會讓感應電流變大

冷次定律：可用來判斷感應電流的方向

螺線管感應電流所生的磁場

為抗拒原磁場的變化