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國三下理化⏱ 約 20 分鐘PhETKc-IV-6

2.4 電磁感應

任務簡報:手搖式發電手電筒不需要電池就能發亮,這是利用電磁感應原理發電的。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

手搖式發電手電筒不需要電池就能發亮,這是利用電磁感應原理發電的。這一節,我們要透過模擬實驗,探究電磁感應的現象。

2

實驗工作站:PhET Interactive Simulations — Faraday's Law

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,將磁鐵拖曳靠近或遠離線圈,觀察電表指針的偏轉情形。

  2. 2

    改變磁鐵移動的速度,觀察感應電流大小(電表偏轉幅度)的變化。

  3. 3

    改變線圈的圈數設定,觀察感應電流大小的變化。

  4. 4

    將磁鐵以相反方向(靠近變遠離)移動,觀察電表指針偏轉方向的變化。

  5. 5

    思考:如果磁鐵和線圈都靜止不動,會產生感應電流嗎?為什麼?

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作

這個平台不開放直接嵌入(放進來會是空白),請點按鈕在新分頁開啟:

🚀 前往實驗室

打開新分頁後,跟著左邊的步驟操作;做完記得回來繼續闖關!
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:感應電流大小 約 0~100。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

磁鐵運動情形電表偏轉方向感應電流大小
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

電磁感應是如何發生的?需要滿足什麼條件?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電磁感應是指當穿過線圈(或迴路)的磁通量發生變化時,線圈中會產生感應電動勢與感應電流;發生條件是磁鐵與線圈間必須有相對運動,或磁場強度本身發生變化。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

使用模擬工具觀察磁鐵靠近與遠離線圈,電表指針偏轉方向有何不同?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

觀察發現,磁鐵靠近線圈與遠離線圈時,電表指針偏轉方向相反,顯示感應電流方向相反。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

楞次定律如何說明感應電流的方向?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

楞次定律指出,感應電流的方向,會使其產生的磁場阻礙原磁通量的變化:磁通量增加時,感應電流產生反向磁場;磁通量減少時,感應電流產生同向磁場。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

電磁感應有哪些應用?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電磁感應應用於發電機、變壓器、感應爐、金屬探測器、無線充電、手搖發電手電筒等。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:感應電流大小的影響因素 ▶

使用 PhET「Faraday's Law」嘗試改變磁鐵移動速度與線圈圈數,記錄電表偏轉幅度的變化,並整理出影響感應電流大小的因素。

phet.colorado.edu · Faraday's Law 🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對電磁感應有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電磁感應的發現使人類能夠透過發電機大量生產電力(如水力發電、風力發電、火力發電等皆利用電磁感應原理),是現代電力系統的核心基礎;沒有電磁感應,我們現今高度仰賴電力的生活型態將難以實現。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你認為電磁感應的發現對現代生活有什麼重要影響?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏