單元 4.1(print-note start)

$10 $5 $2 $1 50 ¢ 20 ¢ 10 ¢ 舊(1997 之前) 新(1997 或以後) 習題與思考 4.1 題12

因此，指南針並不是指着正北的方向。 同時，地球的磁極並非固定不變。兩極現在分別位於加拿大的艾利斯摩爾島附近和南極洲的威爾克斯地附近。

1: 當一磁石分為二後， 各自有南極和北極。 N S ??? N S

磁性物料：鐵、不銹罁、鎳、鈷 磁化 磁化前 S N 無數不規則的微細小磁石 S N

短時間(~秒) 鐵 暫時磁石 長時間(~年) 不銹罁、鎳、鈷 永久磁石

2: 浮於空中?

內有磁石， 斥力令物體浮於空中。

3: 永磁體可分為以下的幾類： 鐵氧體‎‎：以氧化鐵為其主要成份的陶瓷材料。 永磁體可分為以下的幾類： 鐵氧體‎‎：以氧化鐵為其主要成份的陶瓷材料。 鋁鎳鈷合金：添加了鋁（Al）、鎳（Ni）、鈷（Co）元素的鐵合金。 稀土磁鐵‎‎：由稀土元素合金所組成的強力永久磁鐵，其中最常見的有釹磁鐵（也稱做釹鐵硼磁鐵）及釤鈷磁鐵。

單元 4.1(print-note end)

第 4 冊 單元 4.1 磁力與磁場

硬幣層層疊 起 點 我們不需一雙巧手，也能輕易地將幾枚硬幣疊高。 這是怎樣做到的？

磁 鐵 磁石能吸引鐵製的物體；懸起時，會指向南北方向。  用來製造磁鐵和指南針

磁棒的磁力在磁鐵的兩極（兩端）最強。 平板形磁鐵和環形磁鐵的兩極在底面兩側。  北極和南極 北極 南極

用幼線把磁鐵懸起  磁鐵停下的時候會指住南北方向  指向北方的極稱為北極，指向南方的極稱為南極  地球是一個很大的磁鐵 N S

(p.164) S 視訊 故此， “ 指南針 ” 是指向北的。

把兩支磁棒放在一起  極與極之間有磁力作用 北極排斥北極，吸引南極 南極則排斥南極，吸引 北極 磁極同極相斥，異極相吸。

磁性物料： 受磁鐵吸引的物料 例如：鐵、鋼、鎳、鈷 非磁性物料： 不受磁鐵影響的物料 例如：塑膠、木、銅、 鋁………….

注意： 只有一毫和五毫硬幣才適用於這個小把戲。 參看 。 要把硬幣疊高，秘訣是應用強力磁鐵。 注意： 只有一毫和五毫硬幣才適用於這個小把戲。 ∵ 它們含大量鐵和鈷。 起 點

錢幣中的磁鐵 取一張 $10 紙幣。 用鉗夾着一根長針， 使它垂直向上。 把紙幣對摺，用針把錢幣托起。 把磁鐵移近紙幣。

????? $10 紙幣會被磁鐵吸引！ ∵ $10 紙幣上的油墨含鐵。 錄像片段 試改用其他紙幣，看看會否被磁鐵吸引？ 會!!

$10 $5 $2 $1 50 ¢ 20 ¢ 10 ¢ 舊(1997 之前) 新(1997 或以後) 習題與思考 4.1 題12

磁 場 與電力相似，即使磁鐵和磁性物體沒有互相觸碰，磁鐵仍能向磁性物體施力。 磁力是非接觸力。 磁 場 在磁鐵或磁性物體周圍有磁力作用的空間 矢量場

1 把一支磁棒固定在有機玻璃板下面，然後在有機玻璃板上撒些鐵屑，並輕敲有機玻璃板，觀察鐵屑所呈現的圖形。 磁場圖形 實 驗 4a 1 把一支磁棒固定在有機玻璃板下面，然後在有機玻璃板上撒些鐵屑，並輕敲有機玻璃板，觀察鐵屑所呈現的圖形。 2 改用兩支磁棒，讓它們 (a) 異極相向、 (b) 同極相向， 再用鐵屑顯示磁棒之間 的圖形。 錄像片段 4.1 (a)

3 把兩塊平板形磁鐵分別放在鋼軛的兩端，異極相向。把有機玻璃板放在鋼軛上，然後用鐵屑顯示磁極之間的圖形。 3 把兩塊平板形磁鐵分別放在鋼軛的兩端，異極相向。把有機玻璃板放在鋼軛上，然後用鐵屑顯示磁極之間的圖形。 錄像片段 4.1 (b)

往磁捧上撒鐵屑時，鐵屑會：  受磁捧吸引  排列成特殊的圖形  顯示磁棒所產生的磁場圖形 模擬程式 4.1

把一些繪圖指南針放近一支磁棒，指南針的磁針會首尾相接排列起來。  好像要連成一線，自北極出發指向南極。

把一些繪圖指南針放近一支磁棒，指南針的磁針會首尾相接排列起來。 ∴ 我們可以繪畫磁力線來表示磁場。 ∴ 我們可以繪畫磁力線來表示磁場。 29

2 磁力線的方向就是作用 於磁針北極的磁力方向 磁力線有以下特性： 1 磁力線在磁鐵外由北極 指向南極 2 磁力線的方向就是作用 於磁針北極的磁力方向  磁針會跟磁力線排列 30

3 磁力線愈密  磁場愈強 磁力線愈疏  磁場則愈弱 4 磁力線永不相交 31

放在 A 點的繪圖指南針，磁針不會指向特定的方向。 A 點稱為中和點。 異極之間的磁力線： 同極之間的磁力線： 在 A 點，兩極的磁場互相抵銷。 放在 A 點的繪圖指南針，磁針不會指向特定的方向。 A 點稱為中和點。

事實上，磁場是存在於三維空間的。 藍線：指入磁極 黃線：從磁極指出 三維磁場圖形 錄像片段 4.2

細小的磁棒亦可顯示磁力線形狀。 2-D 3-D

兩支磁棒周圍的磁場 例 題 1 兩支磁棒並排擺放。 (a) 試在圖中標出所有中和點的位置。 35

(b) 試簡單解釋這些位置是中和點的原因。 在 P 點，兩個北極和兩個南極的磁場互相抵銷。 以同樣的原因，可解釋 Q 點為甚麼也是中和點。

(c) 如果把指南針放在這些位置，有甚麼事情發生？ 試解釋原因。 在 P、Q 兩點的磁場是零。 磁針不會指向特定的方向。

把兩塊平板形磁鐵分別放在鋼軛的兩側（磁鐵異極相對）  產生一個均勻的強磁場

兩塊平板形磁鐵產生的磁場圖形： 由指南針顯示 鐵屑圖形

兩塊平板形磁鐵產生的磁場圖形： 磁力線是 互相平行的 彼此平均地分隔開

地球的磁場 地球本身有一個微弱的磁場。 指南針磁針的北極指向北方  地球這塊巨型「磁鐵」的磁南極實際上在北方

地球的磁極與地極的位置稍有不同。

因此，指南針並不是指着正北的方向。 同時，地球的磁極並非固定不變。兩極現在分別位於加拿大的艾利斯摩爾島附近和南極洲的威爾克斯地附近。

地球的磁場非常弱  不會對永久磁鐵的磁場圖形造成太大的影響 除非特別指明，否則我們在往後部分都不會考慮地球磁場的影響。

有些動物（如鴿子）能利用地球磁場來導航。

進度評估 1 1 是非題： 指南針磁針的北極準確地指向地球的地理北極。 對 / 錯 2 由小至大排列在 A、B、C 三點的磁場強度。 1 是非題： 指南針磁針的北極準確地指向地球的地理北極。 對 / 錯 2 由小至大排列在 A、B、C 三點的磁場強度。 B < A < C 48

3 根據撒在磁鐵周圍的鐵屑，可以知道磁鐵周圍的 (1) 磁場強弱。 (2) 磁場圖形。 (3) 磁場方向。 A 只有 (2) B 只有 (3) C 只有 (1) 和 (2) D 只有 (2) 和 (3)

4 下列哪些關於勻強磁場的敍述必然正確？ (1) 磁力線互相平行。 (2) 磁力線是發散的。 (3) 磁力線是平均地分隔開的。 A 只有 (1) B 只有 (2) C 只有 (3) D 只有 (1) 和 (3)

習題與思考4.1 xx/02/2016 交

1: 當一磁石分為二後， 各自有南極和北極。 N S ??? N S

磁性物料：鐵、不銹罁、鎳、鈷 磁化 磁化前 S N 無數不規則的微細小磁石 S N

短時間(~秒) 鐵 暫時磁石 長時間(~年) 不銹罁、鎳、鈷 永久磁石

2: 浮於空中?

內有磁石， 斥力令物體浮於空中。

3: 永磁體可分為以下的幾類： 鐵氧體‎‎：以氧化鐵為其主要成份的陶瓷材料。 永磁體可分為以下的幾類： 鐵氧體‎‎：以氧化鐵為其主要成份的陶瓷材料。 鋁鎳鈷合金：添加了鋁（Al）、鎳（Ni）、鈷（Co）元素的鐵合金。 稀土磁鐵‎‎：由稀土元素合金所組成的強力永久磁鐵，其中最常見的有釹磁鐵（也稱做釹鐵硼磁鐵）及釤鈷磁鐵。

完