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紙杯喇叭（一）紙杯耳機／跨領域：自然領域
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生活中的電與磁（第六冊第二章第三節）
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電流磁場交互作用
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45分鐘
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林宣安老師
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一、 理解當紙杯喇叭將電流訊號轉換成聲音時，紙杯會隨之產生振動，並從中得知振動是聲音產生的重要要素。
二、 藉由實驗觀察可知能量傳遞路徑為：當電流流經線圈時會產生磁場，並與強力磁鐵產生交互作用力，線圈帶動紙杯振動而發出聲響。
三、 認識交流電可提供變動的電流訊號，並能使線圈磁場產生改變。
四、 理解當線圈通入帶有聲音訊息的電流訊號後會產生磁場，經由振動後才能將電流轉換為聲音輸出。 -
#33漆包線圈、強力磁鐵（10mm x 10mm）、紙杯、快速接頭、3.5mm音源線（公接頭）、萬能黏土、剪刀、砂紙、美工刀、點火槍、保麗龍膠（其他膠類亦可）、手機或MP3、3號電池、撥線鉗、膠帶。
- 時間 教學活動流程 教學資源
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10分鐘一、 生活連結與預測
1. 引起動機：
(1) 以錄音線連接音樂撥放器和擴音器（喇叭），演示音樂透過擴音器放出聲音的效果。
(2) 老師告訴同學：「我們可以簡單地利用紙杯自製出喇叭。」並將自製紙杯喇叭之方法示範予學生觀摩。
2. 生活連結：
(1) 請學生觀察從音響拆解開的喇叭，使學生試著說明喇叭內有何種材料。
(2) 電話的聽筒
3. 舊課程回顧：
(1) 磁鐵的基本性質。
(2) 電流磁效應。
(3) 電流與磁場的交互作用。 -
20分鐘二、 操作與觀察
1. 將製作好的紙杯喇叭接上音樂撥放器，請學生觀察其是否能發出聲音。
2. 請學生將強力磁鐵靠近線圈中央，聽聽看有何不同？並請學生觸摸紙杯，敘述有何感覺？
3. 請學生將強力磁鐵180度翻轉，並再次靠近線圈中央，聽聽看是否產生變化？
4. 將磁鐵翻轉90度，或者其他角度，聽聽看哪個角度的聲音較大聲？
5. 將磁鐵換成更大顆的強力磁鐵，聽聽看是否產生改變？
6. 請學生將磁鐵黏貼在紙杯上，聲音效果與原先相比是否有所差異？
7. 試著改變喇叭的線圈圈數與漆包線的粗細，觀察聲音效果是否有所差異？ -
10分鐘三、 原理說明
1. 先簡要說明音樂播放器就是將聲音訊號轉變為電流訊號的裝置（詳細 原理暫時無需說明），當我們將電流訊號通入線圈，線圈會伴隨著產生哪一種物理量？磁場。
2. 線圈輸入有大小變化的電流訊號後，線圈會產生變化性的磁場，此時線圈喇叭並不會有聲音，因為聲音的產生必須要有什麼要素？ 振動。
3. 在線圈中央放入強力磁鐵後，線圈產生的變化性磁場與強力磁鐵的磁場產生交互作用，並因受力而振動；並能帶動紙杯產生振動發出聲音。 -
5分鐘四、 問題與討論
1. 聲音訊號透過音源線轉成電流訊號，線圈通入電流訊號後，會產生什麼物理量？此物理量的大小是變動的還是固定的？
2. 線圈通入聲音的電流訊號後，產生磁場，如何使它產生振動而把聲音輸出？
3. 強力磁鐵在此裝置中扮演什麼角色？
4. 若線圈通入的磁場是固定的，則放入強力磁鐵時，還會產生振動嗎？
5. 紙杯喇叭發出聲音時，輕觸紙杯時將會有何感受？
6. 若是改變磁鐵強度，聲音的大小是否亦會產生改變？
7. 紙杯在此線圈喇叭中扮演什麼腳色？若是沒有使用紙杯，聽得到聲音嗎？
8. 將強力磁鐵翻轉，以不同磁極放入線圈，線圈喇叭的聲音大小是否將產生差別？
9. 若將強力磁鐵轉成以水平的方式（原本放入的方式轉90度）放入線圈，則聲音會產生何種差別？
10. 想想看，有哪些方法可以使紙杯喇叭發出更大聲響？
11. 想想看，日常生活中還有哪些裝置是以電流與磁場的交互作用作為設計基礎？
