理化組─電磁學實驗

理化組最近做了個有趣的電磁學實驗，在電池下方貼兩個強力磁鐵（我們是用NdFeB，釹鐵硼磁鐵，就是一般銀色小粒的強力磁鐵），再把漆包線摺成類似心型的形狀，把心型的凹下處和兩端的漆磨掉，小心的把心型的凹處放在電池正極上，下面兩條端點要輕觸磁鐵。結果漆包線就會在電池上自轉！

實驗示意圖

原理解釋：

先從「勞倫茲力」開始說。

勞倫茲力：一個帶電粒子在磁場中移動，此粒子就會受到力的影響，此力即為勞倫茲力。一個帶電粒子在磁場中運動的受力，算式為 F=q(v*B)（其中F、v、B為向量，''*''為向量外積。F為受力、q為帶電量、v為運動速度、B為磁場），其力的方向，為兩個向量v、B的外積方向，可以用右手定則來決定。（先將手掌攤平，四隻手指指向v，也就是電流方向，再來把四隻手指往磁場方向彎，形成一個「讚」的手勢，此時大拇指所指的方向就是受力方向。另一種再簡單一點的方法，手掌攤平，四隻手指的指向維磁場方向，大拇指為電流方向，掌心就是受力方向，這種方法缺點是要磁場與電流垂直時才能派上用場。）

根據勞倫茲力，可以得出磁鐵N、S極與旋轉方向的關係。如下圖所示：

                                                             

圖中左邊受到向內的力量，所以從上俯視，這個線圈會是順時針轉。如果把磁極倒反，轉動方向就會相反。

網路上有相關實驗影片：