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國小-敲敲發電與刷刷發電
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電與磁的奇妙世界(南一六上) 電磁作用(翰林三下)
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能源與愛地球、能源議題
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40分鐘
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曾秋雲
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一、 能夠利用簡易材料製作小型發電機。
二、 透過生活用品構思能源取得的方法,進而珍惜現有資源。
三、 引導學生創新思考,活化與應用在日常生活中。 -
線圈(1040匝)、LED指示燈(5mm)、氧化鐵磁鐵兩個(直徑35mm、高6mm)、光碟片、打火機、膠帶
- 時間 教學活動流程 教學資源
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5分鐘一、 經驗與生活連結
1. 教室的燈為什麼會亮呢?
2. 電是從哪裡來的呢?
3. 發電廠是怎麼「製造」電的呢? -
10分鐘二、操作與觀察
1.發下線圈、LED燈及磁鐵,說明上述材料就能製作一個發電機。
2.請學生猜猜看,要如何組合上述三種材料才能讓燈亮起來呢?
3.依據操作步驟進行實驗與觀察。 -
15分鐘三、原理說明
法拉第發現:原先沒有電流的封閉線圈,會因為線圈內的磁場發生變化而產生電流。「敲敲發電與刷刷發電」使磁鐵與線圈具有快速的相對運動,讓通過線圈的磁場大小不斷地隨時間改變,這時線圈內便產生感應電流而點亮LED燈。而LED燈具有單向導電特性,若方向相反,則不會亮。 -
10分鐘四、問題與討論
1.如果把磁鐵換個方向,敲一敲還會亮燈嗎?刷一刷還會亮燈嗎?
解答:
(1) 敲敲發電只有敲一邊磁鐵會亮燈,另一邊不會。這與冷次定律有關,國小學生只需知道LED燈如果電池裝錯邊是不會亮燈的,同樣的道理,如果電流方向不對,燈也不會亮。意即如果磁鐵N極往線圈敲產生的電流會亮燈,那麼S極敲過去產生相反的電流方向就不會亮燈。
(2) 而刷刷發電兩邊都能亮燈。因為刷刷發電的動作,當一刷過去時,同時有靠近線圈及遠離線圈兩個動作,如果靠近時產生的電流不能亮燈,遠離時也一定會產生相反電流而亮燈。
2. 回到最初的問題,「發電機是如何生電」的呢?
解答: 由於對象是小學生,教師只要拿著完成品,介紹發電的主要三條件:磁鐵、線圈與兩者產生相對運動。
3. 除了人力發電機,請同學舉例電力公司的其他發電方式。
解答: 現代資訊蓬勃發展,學生能很容易的回答該問題。教師總結時 只需簡單介紹幾種發電方式。只要讓學生了解我們利用風或水或石油等能量,就能帶動渦輪,讓發電機裡的磁鐵與線圈產生相對運動,電因此產生了。