電流產生的磁場
導線中的電流改變時，周圍的磁場怎樣改變？
改變直導線中的電流方向和大小，用指南針判斷環繞導線的磁場方向與相對強弱。
學習目標
- 用測試指南針確定導線周圍某點的磁場方向。
- 預測反轉電流會反轉磁場方向。
- 比較電流大小、離導線距離與磁場相對強弱。
開始前
- 知道電流是電荷的定向運動。
- 會讀箭頭、圓周方向和「相對強弱」。
互動科學實驗
- 1電流
- 2磁力線
- 3反向
- 4強弱
正在準備互動模型…
正在準備互動模型…
定性教學模型：數值和圖示用於比較趨勢，並非精密測量。
邊觀察，邊解釋
依次完成四步。按鈕會把互動模型切換到對應觀察狀態。
-
載流導線周圍存在磁場。直導線周圍的場方向沿以導線為中心的圓周切線，而不是沿導線向外輻射。
你的任務: 接通電流，沿一條場線追蹤完整圓周。
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小指南針北端沿所在點的磁場方向排列。把它放在導線周圍不同位置，指向會轉動，但始終與當地圓周相切。
你的任務: 比較導線上、下、左、右四處的指南針方向。
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電流方向反轉時，導線周圍每一點的磁場方向也反轉；場的圓形分佈仍以同一導線為中心。
你的任務: 先預測指南針會怎樣轉，再按「反轉方向」核對。
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在距離相同處，較大電流產生較強磁場；對同一電流，離直導線越遠，磁場越弱。方向由電流方向決定，不由大小決定。
你的任務: 把電流從較小調到較大，比較同一點的強弱讀數，再比較近處與遠處。
把現象連成解釋
右手握拳規則
用右手拇指指向約定電流方向，彎曲手指環繞的方向就是磁場方向。反轉電流相當於反轉拇指，彎曲方向也隨之反轉。
場線是表示方法
圓形場線幫助表示每一點的方向，疏密幫助比較相對強弱；空間中沒有真實圓環。線不相交，因為同一點的合磁場只有一個方向。
檢查理解
可列印學習單
先獨立完成練習頁；答案和解釋在獨立一頁。
物理
電流產生的磁場
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導線中的電流改變時，周圍的磁場怎樣改變？
- 長直導線周圍的磁場線形狀最接近？
- 反轉導線中的電流後，磁場怎樣變化？
- 距離導線相同，電流變大通常會怎樣？
解答頁
電流產生的磁場
- 以導線為中心的同心圓
在垂直導線的截面上，場方向沿以導線為中心的圓周切線。
- 方向反轉，圓形分佈保留
右手握拳規則隨電流方向反轉，因此所有圓周箭頭和指南針方向反轉。
- 磁場變強，方向不因大小改變
長直導線的磁場強弱隨電流增大而增大；方向由電流方向決定。