搖 頭 電搖 頭 電研 究 者： 薛 乃 真研 究 者： 薛 乃 真•研究大綱研究大綱壹、壹、研究動機研究動機 玖、 玖、研究心研究心得得 貳、貳、研究目的研究目的 拾、 拾、參考書參考書目目 參、參、研究方法研究方法 肆、肆、名詞解釋名詞解釋伍、伍、研究器材研究器材 陸、陸、研究步驟研究步驟柒、柒、研究內容研究內容 捌、捌、研究結果與發現研究結果與發現

壹、研究動機壹、研究動機 暑假我和家人到曾文水庫踏青，沿途風光明暑假我和家人到曾文水庫踏青，沿途風光明媚鳥語花香，當車子經過大壩時，不禁讚嘆大自媚鳥語花香，當車子經過大壩時，不禁讚嘆大自然的神奇和美麗，更驚訝人定勝天的偉大，看到然的神奇和美麗，更驚訝人定勝天的偉大，看到洩洪水道的壯觀、洩洪時的滂沱奇景，讓我突發洩洪水道的壯觀、洩洪時的滂沱奇景，讓我突發奇想地想知道許許多多的問題。我想：除了水力奇想地想知道許許多多的問題。我想：除了水力發電和火力發電外，其他的動力是否也能發電？發電和火力發電外，其他的動力是否也能發電？又如何能結合環保等自然資源來改變觀念，發揮又如何能結合環保等自然資源來改變觀念，發揮善用能源、節約能源的功能。善用能源、節約能源的功能。

貳、貳、研究目的研究目的一、了解發電機的構造及動能轉換電能的原理。一、了解發電機的構造及動能轉換電能的原理。二、了解手搖式收音機的構造。二、了解手搖式收音機的構造。三、探討手搖式收音機轉速越快，發電的時間是否三、探討手搖式收音機轉速越快，發電的時間是否 越久？越久？

參、研究方法參、研究方法一、收集有關發電機的資料並加以整理。一、收集有關發電機的資料並加以整理。二、利用手搖式收音機進行實驗分析結果。二、利用手搖式收音機進行實驗分析結果。

肆、肆、名詞解釋名詞解釋一、一、發電機：發電機：是一種利用電磁感應原理產生是一種利用電磁感應原理產生 電流的裝置。電流的裝置。二、二、動能：動能：運動的物體因運動而產生的能量。運動的物體因運動而產生的能量。三、三、電能：電能：磁鐵與線圈作相對運動所產生的電 磁鐵與線圈作相對運動所產生的電 流。流。

伍、研究器材伍、研究器材•碼表。碼表。•手搖式收音機。手搖式收音機。•發電機。發電機。

陸、研究步驟陸、研究步驟 一、觀察發電機的結構並了解動能轉換成電能一、觀察發電機的結構並了解動能轉換成電能的的 原理。原理。 二、觀察手搖式收音機的結構。二、觀察手搖式收音機的結構。 三、實驗探討手搖式收音機搖動速度與發電時間三、實驗探討手搖式收音機搖動速度與發電時間 的關係。的關係。

柒、研究內容柒、研究內容

圖一：手搖式發電機正面圖圖一：手搖式發電機正面圖

研究一：（一）了解發電機的構造

圖二：手搖式發電機背面圖圖二：手搖式發電機背面圖

（二）發電機的原理：（二）發電機的原理： 發電機主要部分為發電機主要部分為（（ 11 ）產生磁場的磁鐵。）產生磁場的磁鐵。（（ 22 ）裝在磁鐵中間，能自由轉動的多匝線圈。）裝在磁鐵中間，能自由轉動的多匝線圈。 當以動力使線圈的兩極間快速轉動時，通過線當以動力使線圈的兩極間快速轉動時，通過線圈的磁場大小就不斷地隨時間改變，這時線圈圈的磁場大小就不斷地隨時間改變，這時線圈內便有感應電流產生，此電流經電刷導出後，內便有感應電流產生，此電流經電刷導出後，可使與之連接的小燈泡發亮。可使與之連接的小燈泡發亮。• 此種利用磁場發生快速變化而產生電流此種利用磁場發生快速變化而產生電流的原理即的原理即法拉第定理法拉第定理。。

（三）操作發電機，分別將開關切換至電動機、燈泡、風扇，並觀察其變化。（三）操作發電機，分別將開關切換至電動機、燈泡、風扇，並觀察其變化。•結果結果：：

圖三：

圖三：搖動手搖式發電機產生電流

圖四：搖動手搖式發電機使燈泡發亮圖四：搖動手搖式發電機使燈泡發亮

圖五：搖動手搖式發電機使電風扇轉動圖五：搖動手搖式發電機使電風扇轉動

研究二：了解手搖式收音機的構造研究二：了解手搖式收音機的構造

圖六：手搖式收音機構造圖圖六：手搖式收音機構造圖

研究三：研究三：（一）轉動手搖式收音機並（一）轉動手搖式收音機並 記錄轉動次數及發電時間 記錄轉動次數及發電時間

圖七：搖動手搖式收音機圖七：搖動手搖式收音機

圖八：搖動手搖式收音機圖八：搖動手搖式收音機

圖九：搖動手搖式收音機圖九：搖動手搖式收音機

捌、研究結果與發現捌、研究結果與發現• 結果：結果：表一：手搖式收音機轉動次數與放電時間關係表表一：手搖式收音機轉動次數與放電時間關係表

表一：表一：手搖式收音機轉動次數與放電時間關係表手搖式收音機轉動次數與放電時間關係表搖動時間搖動時間 轉動次數轉動次數 放電時間放電時間 轉動次數的平方轉動次數的平方 6060 〞〞 5151 33 〞〞 260126016060 〞〞 5757 11 11 〞〞 324932496060 〞〞 8080 48 48 〞〞 640064006060 〞〞 8282 43 43 〞〞 672467246060 〞〞 8787 56 56 〞〞 756975696060 〞〞 9191 58 58 〞〞 828182816060 〞〞 110110 83 83 〞〞 12100121006060 〞〞 132132 104 104 〞〞 17424174246060 〞〞 144144 118 118 〞〞 20736207366060 〞〞 145145 128 128 〞〞 2102521025

圖十：手搖式收音機轉動次數與放電時間關係曲線圖圖十：手搖式收音機轉動次數與放電時間關係曲線圖

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0 5000 10000 15000 20000 25000

1數列

發 現：發 現：一、從實驗中得知：小燈泡發亮的電能來自於轉動後 的動一、從實驗中得知：小燈泡發亮的電能來自於轉動後 的動能，可知動能可以轉換成電能。能，可知動能可以轉換成電能。二、轉動的速度越快，產生的動能就越大，隨之轉換成的電二、轉動的速度越快，產生的動能就越大，隨之轉換成的電能就越大，因此小燈泡發光的時間越久。能就越大，因此小燈泡發光的時間越久。三、在一定的時間裡，轉動的次數越多產生的電能就越大，三、在一定的時間裡，轉動的次數越多產生的電能就越大，轉動次數的平方和電動機產生的電能，好像成平方比的關轉動次數的平方和電動機產生的電能，好像成平方比的關係。係。四、除了現有的核能發電、水力發電和火力發電外，還有許四、除了現有的核能發電、水力發電和火力發電外，還有許多種發電的方法；台灣是個海島型的國家，資源有限，因多種發電的方法；台灣是個海島型的國家，資源有限，因此可以利用海水動力、風力、太陽能和再生回收能源，為此可以利用海水動力、風力、太陽能和再生回收能源，為生活做環保。生活做環保。

玖、研究心得玖、研究心得• 做完了這個研究實驗，不但讓我更了解動能與做完了這個研究實驗，不但讓我更了解動能與電能之間的關係，也讓我學習到在地震或颱風電能之間的關係，也讓我學習到在地震或颱風停電的時候也可以運用發動機的功能，了解外停電的時候也可以運用發動機的功能，了解外面的世界和資訊，並可以利用其它如：面的世界和資訊，並可以利用其它如：海水動海水動力、風力、太陽能和再生回收能源，為生活做力、風力、太陽能和再生回收能源，為生活做環保環保。真是一舉兩得！除此之外，我還要感謝。真是一舉兩得！除此之外，我還要感謝媽媽和家人的協助及小姨丈的指導，才能讓我媽媽和家人的協助及小姨丈的指導，才能讓我的實驗更圓滿順利！的實驗更圓滿順利！

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