操作過程與現象

「簡易馬達」是很多趣味科學實驗的主題之一。舉例簡易的製作方法如下：

1.如圖一；以漆包線捲成圓圈（約三圈即可），並以砂紙將左右二端漆包線的漆磨掉，製作為轉子。

2.剪一小段吸管，分別插入圖一中漆包線轉子的左右二側。

3.取二根小迴紋針，彎折如圖二，分別接在乾電池兩端。

4.將漆包線轉子放進迴紋針的勾槽中，再將強力磁鐵吸附在乾電池上，就可以看到漆包線轉子快速的轉動起來了！（如圖二）

為了增加實驗的趣味性，除了旋轉、也可以讓漆包線轉子爬坡喔！製作方法如下：

1.如圖三、圖四；取一木板，在木板上等距離的排放強力磁鐵（同極朝上，相距的空隙約0.5公分）。為了固定強力磁鐵，建議以電鑽挖洞，再將強力磁鐵塞進洞裡。

2.在磁鐵上方（高約2公分）放置兩條銅線，銅線相距約5公分。完成後，在二條銅線尾端分別連接電池的正負極（如圖三左側）。

3.將木板的一邊墊高，形成斜坡。最後將轉子放在較低的一端（如圖四右端），轉子就會一邊旋轉一邊往上爬坡囉！

觀賞實驗影片（11.3M）

漆包線會旋轉的原因，是由於電磁感應的作用。以圖五為例，利用右手開掌定則，在轉子的圈圈的上方，右手的拇指為電流方向（黑色箭頭，朝右），此方向為電池電流的流通方向。其他四指為強力磁鐵的磁場方向（綠色箭頭，朝上）；因此代表運動方向的掌心方向（紅色箭頭，朝向讀者），使得轉子轉動。反之，在轉子的下方，電流的方向相反，所以運動方向為遠離讀者，因此轉子會持續快速的旋轉。

利用轉子有特定的旋轉方向性質，而且轉子的兩端接觸銅線後（見圖四），由於摩擦力的作用（如同輪胎與地面之間有摩擦力），轉子就會一邊旋轉一邊前進了。另一方面，由於木板上排放了數顆強力磁鐵，當轉子前進後離開了第一顆磁鐵的作用，就由第二顆磁鐵繼續作用，如此就形成轉子持續轉動、上坡的現象了。但是請注意轉子的旋轉方向是否與爬坡方向一致，如果轉子往下坡的方向轉動，則只要對調乾電池的正負極，或者調換轉子的方向就可以了。

1.以漆包線製作圖一的轉子時，建議不要使用太細的漆包線，以免當為旋轉軸的漆包線太軟，產生扭動而使旋轉不順暢。

2.轉子的直徑不要太大，建議和強力磁鐵的直徑相當即可。

3.讓轉子爬坡的實驗中，常會發生轉子只在原地轉動，而不會前進（爬坡）。原因包括摩擦力太小、木板斜坡太大、轉子轉速太快等因素。調整方法為：(1)降低斜坡；(2)增加轉子漆包線的圈數（增加重量）；(3)增加轉子與強力磁鐵之間的高度，以降低作用力，減少轉速。

4.本實驗的原理概念適合國中以上，但是操作難度國小高年級應可勝任。在教學上可以指導學生實驗與討論以下問題：(1)觀察與紀錄強力電磁的方向、電流方向以及轉子的繞圈方式（順或逆時針），對於轉子的旋轉方向有何影響？(2)製作完成爬坡轉子後，比賽誰的爬坡速度（爬坡距離）或是爬坡能力（斜坡角）最佳？

1. YouTube影片：http://www.youtube.com/watch?v=it_Z7NdKgmY

2. Educational Videos and Games for Kids about Science, Math, Social Studies and English：http://www.neok12.com/php/watch.php?v=zX5b4c696f007c5c7d525a6b&t=How-It-Works