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靜電產生器
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電與磁(第五冊第四章)
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靜電
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60分鐘
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洪偉清
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一、 學習摩擦起電的科學原理。
二、 利用簡易素材製作靜電產生器和靜電水母。 -
瓶身主體：塑膠瓶（已鑽孔）、附開關的方型3號2只電池盒（UM3X2）、3號鹼性電池兩顆、鱷魚夾兩支（一紅一黑）、橡皮筋、光碟片、多蕊導線兩條（300V，0.5mm2）
上轉軸：上軸心（一端包覆鋁箔）、上轉子、氣球皮帶
馬達組：包含小馬達、連接頭、軸心、下轉子
靜電水母：鋁箔杯及面紙條
工具：熱熔膠、尖頭剪刀、雙面膠、電工膠帶 -
一、 教師課前準備好一組實驗器材。
二、 教師可以在課程講解前直接演示，可達震撼的效果。
三、 事先測試馬達是否能夠順利運轉。
- 時間 教學活動流程 教學資源
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5分鐘一、 經驗連結與預測
1. 引起動機：
直接拿起示範組進行示範演示。請學生預測用各種物件靠近時，會有什麼反應，為什麼?
2. 生活連結：
冬天脫下毛衣聽到噼啪放電的聲音、關車門時偶爾會有輕微的電擊、乾燥天氣時用塑膠梳子梳頭髮時發出滋滋聲響。
3. 舊課程回顧：
複習靜電現象與摩擦起電。PPT、靜電產生器示範組 -
45分鐘二、 操作與觀察
1. 依據操作步驟進行靜電產生器的組裝與測試。
2. 測試接地端接地與未接地端(用手指接觸)，水母的效果有何差異?
3. 分別用手指接觸水母或鋁杯，觀察有何現象發生。
4. 將帶有靜電荷的物件靠近水母，觀察有何現象發生。
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3分鐘三、 原理說明
下圖為凡得瓦靜電產生器（Van de Graaff generator）的基本構造，本實驗利用摩擦起電的方式，當氣球皮帶與滾輪摩擦時，皮帶因摩擦帶電並將電荷往上帶，藉由電刷與導線將電荷導出；而下方電刷接地，則可將滾輪上的負電荷帶走。 -
7分鐘四、 問題與討論
1. 製作靜電產生器時，皮帶兩端為何不需要和電刷接觸？
2. 製作靜電產生器時，鋁箔杯和導線為何要確實接觸？
3. 當電源連通時，靜電水母為何會產生變化？試著將兩靜電水母靠在一起會有什麼變化？
4. 當電源切斷時，靜電水母能否維持形狀？
5. 當電源切斷時，不碰觸和立刻以手指頭碰觸一下鋁箔杯，靜電水母為什麼會有不同的變化？
6. 靜電產生器可以有哪些延伸用途呢?想想看也可以動手試試看。