(一) 電動機(俗稱【馬達】)

A. 原理：

(1) 利用電流的【磁效應】，將【電能】轉換為【力學能】(【動能】及【重力位能】)的裝置。
電能à【磁能】(電流磁效應)à鐵芯與永久磁鐵間【引力】和【斥力】à線圈的【動能】

(2) 生活中電器用品，如：電扇、洗衣機、抽水機、吸塵器、冷氣機…等均裝有馬達。

B. 構造及功能：

C. 轉動原埋：

(1) 鐵芯的轉動方向會因通電線圈內的【電流方向】不同而異。

(2) 由於線圈內的電流恆沿同一方向流動，半圓形集電環會因線圈每轉【半圈】，電流方向改變一次，造成線圈兩端的極性恆與磁鐵之【極性相同】而產生【排斥】，故線圈與轉軸就能繼續不斷朝同一方向轉動。

(3) 圖(一)，馬達構造缺少半圓形的集電環和電刷，因此線圈【轉半圈】，便停止不動。

(4) 圖(二)，馬達轉動軸上裝有【半圓形集電環】，鐵芯每【轉半圈】，流入線圈內電流便會改變一次方向，而鐵芯與永久磁鐵間，因極性相同而產生【排斥】作用，因此可以不斷地繼續轉動。

$描述: F:\SCAN\理化\磁\9694.BMP$
$描述: F:\SCAN\理化\磁\9693.BMP$

(5) 說明：

甲、電刷只能與半圓形的集電環【相切接觸】，【不能】隨鐵芯轉動。

乙、半圓形的集電環固定在鐵芯上，與【鐵芯】一起轉動。

(二) 喇叭；

A. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9692.BMP$ 原理：利用【電流磁效應】，將【電流訊號】轉變為【聲音】之裝置。

B. 構造：

(1) 【線圈】：線圈纏繞在【中空圓筒】上，藉由電流訊號的【強弱】產生不同強度的磁性，能與【永久磁鐵】相吸或相斥。

(2) 【錐形盆】：將聲波【能量】集中，可以使聲音傳遠些。

(3) 【永久磁鐵】：為一【固定磁場】，可與【線圈磁場】產生交互作用。

C. 發聲原理：

(1) 當【音源】(如CD、MP3或麥克風等) 輸出不同大小與方向的電流訊號到線圈時，線圈會因電流的變化，而產生不同【強弱】與【方向】的磁場。

(2) 線圈磁鐵與永久磁鐵產生不同大小的【排斥力】或【吸引力】，使得中空圓筒、線圈與錐形盆發生振動，而使【錐形盆】前方空氣振動產生聲波。

(3) 聲波【振幅】大小與【頻率】高低會隨電流訊號變化而異。

( )1. 電動機是屬於下列何種原理應用的裝置？
(A)電磁感應 (B)電流磁效應 (C)發拉第定律 (D)歐姆定律。

【解答】：(B)

【解析】：

( )2. 下列何者不是利用電流的磁效應之裝置？
(A)電鈴 (B)伏特計 (C)檢流計 (D)日光燈。

【解答】：(D)

【解析】：

$描述: F:\SCAN\理化\磁\9685.BMP$

( )3. 右圖為馬達構造圖，繞有線圈之鐵芯轉動不是下列何種原因造成？
(A)力的轉動 (B)兩磁鐵異名極相吸 (C)兩磁鐵同名極相斥 (D)電磁鐵裝有半圓形金屬環，每轉半圈，使流入的電流反向一次。

【解答】：(B)

【解析】：

( )4. 電動機的鐵芯能在場磁鐵中，每轉半圈即產生排斥力，而使鐵芯依一定方向不停轉動，是因有何構造之故？
(A)集電環 (B)電刷 (C)磁鐵 (D)線圈。

【解答】：(A)

【解析】：

( )5. 喇叭是利用哪一種原理所製成的裝置？
(A)電流磁效應 (B)電流熱效應 (C)電流的化學效應 (D)電流磁效應。

【解答】：(A)

【解析】：

( )6. 下列何項電器是利用電流磁效應？
(A)電烤箱 (B)電鍋 (C)電慰斗 (D)電鈴。

【解答】：(D)

【解析】：

( )7. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9686.BMP$ 在都市老公寓之外部公用大門，常有電磁門鎖，只要按下開關，門內的人即可開門外出。其構造如右圖。
由圖中構造可知，線圈之甲點應接電源的哪一極？
(A)正極 (B)負極 (C)正、負極均可，只要從線圈產生磁性將鐵棒吸引 (D) 以上皆非。

【解答】：(C)

【解析】：

( )8. 馬達是利用電流之何種效應？
(A)熱效應 (B)磁效應 (C)化學效應 (D)電磁感應。

【解答】：(B)

【解析】：

( )9. 全電動機運作時。下列哪些內部元件會不停的轉動？
(A)線圈、集電環 (B)線圈、電刷 (C)集電環、電刷 (D)線圈、集電環、電刷。

【解答】：(A)

【解析】：

( )10. 下列何項器具內沒有永久磁鐵？
(A)電扇 (B)喇叭 (C)電鈴 (D)以上三者均有永久磁鐵。

【解答】：(C)

【解析】：

( )11. 用來改變直流馬達內鐵芯 (線圈) 的電流方向之構造，為下列何者？
(A)集電環 (B)電刷 (C)磁鐵 (D)三者皆會改變鐵芯內的電流方向。

【解答】：(A)

【解析】：

( )12. 當直流電動機運轉時，保持固定不變的部分為何？
(A)電刷、磁鐵 (B)集電環、線圈 (C)電刷、集電環 (D)集電環、電刷、場磁鐵。

【解答】：(A)

【解析】：

( )13. 喇叭的構造中缺少下列哪一項裝置？
(A)永久磁鐵 (B)線圈 (C)錐形盆 (D)電源供應器。

【解答】：(D)

【解析】：

( )14. 直流馬達的集電環每轉1圈，線圈內的電流方向變換多少次？
(A)0 (B)1 (C)2 (D)3。

【解答】：(C)

【解析】：

( )15. 電鈴持續擊鈴而發聲時，電鈴內部的電路為何？
(A)一直通路 (B)一直斷路 (C)時通時斷，交替進行 (D)無法判別。

【解答】：(C)

【解析】：

( )16. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9687.BMP$ 右圖為直流電動機簡圖，下列何種方法無法使電動機轉速加快？
(A)增加線圈內的電流 (B)增加線圈單位長度的匝數 (C)增加線圈兩端之電壓 (D)將一電阻與線圈串聯。

【解答】：(D)

【解析】：

( )17. 在通電流的螺旋形線圈內放置下列物品，有幾種無法增加磁力？
(甲)鐵棒； (乙)銅棒； (丙)塑膠棒； (丁)木棒； (戊)玻璃棒。
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4。

【解答】：(D)

【解析】：

( )18. 下列電器中，何項沒有馬達之構造？
(A)電腦 (B)電話 (C)洗衣機 (D)冷氣機。

【解答】：(B)

【解析】：

( )19.馬達的線圈可以維續不停轉動，可由牛頓哪一定律加以解釋？
(A)第一運動定律 (B)第二運動定律 (C)第三運動定律 (D)與牛頓運動定律無關。

【解答】：(A)

【解析】：

( )20.喇叭傳出之聲音的大小及頻率高低，主要是由哪一項控制？
(A)電流訊號的變化 (B)中空圓柱的長度 (C)磁鐵磁性的強弱 (D)錐形盆半徑的大小。

【解答】：(A)

【解析】：

$描述: F:\SCAN\理化\磁\9688.BMP$

( )21.右圖，甲、乙兩直流馬達之旋轉方向，何者正確？
(A)甲 (B)乙 (C)甲乙均正確 (D)甲乙均不正確。

【解答】：(B)

【解析】：

( )22.欲使直流馬達轉動方向相反，下列何項方法無效？
(A)將電池的正、負極反向連接 (B)將磁鐵的N極、S極互換 (C)選項(A)(B)兩項同時改變 (D)以上方法皆無效。

【解答】：(C)

【解析】：

( )23. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9689.BMP$ 右圖為簡易馬達，當壓下開關後，鐵芯的轉動情形為何？
(A)不停地依逆時針轉動 (B)不停地依順時針轉動 (C)轉動半圈後，即不再轉動 (D)逆時針順時針交互轉動。

【解答】：(C)

【解析】：

( )24.通以電流的直導線，會在其周圍產生磁場，其磁力線的形狀為下列哪一種？
(A)直線 (B)曲線 (C)同心圓 (D)螺旋線。

【解答】：(C)

【解析】：

( )25.下列哪一種情況，可能觀察到磁針發生偏轉？
(A)以一段無電流的銅線靠近磁針 (B)一顆未接導線的電池靠近磁針 (C)通有直流電的導線靠近磁針 (D)通有交流電的導線靠近磁針。

【解答】：(C)

【解析】：

( )26.載流導線所產生的磁場強度和電流成正比，但和距導線的距離成反比的定律是
(A)法拉第定律 (B)質量守恆定律 (C)安培定律 (D)歐姆定律。

【解答】：(C)

【解析】：

( )27.下列各圖中，何者磁力線的描繪是正確的？
$描述: F:\SCAN\理化\磁\9799.BMP$

【解答】：(A)

【解析】：

( )28. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9798.BMP$ 右圖中，羅盤置於右邊導線束的正上方，電路未接通時，磁針在南北方向，接通後，下列何者是錯誤的敘述？
(A)整束導線上的總電流是安培計上讀數的五倍 (B)五匝線束所產生的磁場強度是單匝時的五倍 (C)磁針N極向西偏轉 (D)線束周圍有磁場產生，其磁力線之形狀為封閉之同心圓。

【解答】：(C)

【解析】：

( )29.承上題，改變圖中導線的匝線，雖然匝數一直增加，但是羅盤磁針N極偏轉的角度最多不會超過幾度？
(A)180∘ (B)120∘(C)90∘ (D)60∘。

【解答】：(C)

【解析】：

( )30. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9797.BMP$ 一長直導線，垂直放置，通以由下而上的電流，在導線的正南方，水平放置一羅盤，如右圖，則羅盤磁針的N極將向何方偏轉？
(A)東 (B)西 (C)南 (D)北。

【解答】：(A)

【解析】：

( )31. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9796.BMP$ 如右圖，直導線通以由上而下的電流Ⅰ，則下列何者錯誤？
(A)置於甲處的小磁針會向東偏轉 (B)當電流變大時，磁針的偏轉角度變大 (C)電流Ⅰ在乙處產生的磁場方向為向南 (D)將導線接上交流電源時，仍有上述現象。

【解答】：(D)

【解析】：

( )32.下列各圖中M點磁場強度由大而小為
$描述: F:\SCAN\理化\磁\9792.BMP$
(A)甲乙丙丁 (B)乙丙丁甲 (C)丙丁乙甲 (D)丁甲丙乙。

【解答】：(C)

【解析】：

( )33.空心線圈和插有鐵釘的線圈，當有電流時，何者所生成的磁場較強？
(A)空心線圈 (B)插有鐵釘的線圈 (C)一樣強 (D)無法比較。

【解答】：(B)

【解析】：

( )34.以等長的相同導線繞在相同的鐵棒上，製成四個電磁鐵如下列各圖。使用時，何者的磁力最強且N極在右？
$描述: F:\SCAN\理化\磁\9793.BMP$

【解答】：(B)

【解析】：

( )35. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9794.BMP$ 如右圖，在一光滑水平桌面上將迴紋針放在線圈右端開口處，若通以電流，則迴紋針移動情形為下列何者？
(A)靠近線圈 (B)遠離線圈 (C)靜止不動 (D)來回移動。

【解答】：(A)

【解析】：

( )36. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9795.BMP$ 右圖中，瑩瑩將一長直的軟鐵棒彎成U形，然後在棒上纏繞線圈，並在左下方放一磁棒，當按下開關，線圈通上電流時，則：
(A)U形軟鐵棒其有磁性，左端為N極，右端為S極，並吸引磁棒 (B)U形軟鐵棒具有磁性，左端為S極，右端為N極，並排斥磁棒 (C)U形軟鐵棒其有磁性，但兩端的極性不定，故有時吸引磁棒，有時排斥磁棒 (D)由於軟鐵棒彎成U形，不能成為電磁鐵，故不具有磁性且不對磁棒產生吸引或排斥。

【解答】：(A)

【解析】：

( )37.(甲)電扇 (乙)吸塵器 (丙)洗衣機 (丁)吹風機 (戊)抽水機 (己)安培計 (庚)伏特計 (辛)電池 (壬)電燈 (癸)電鍋；以上應用電流磁效應的共有幾種？
(A)5種 (B)6種 (C)7種 (D)8種。

【解答】：(C)

【解析】：

( )38. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9791.BMP$ 如右圖，導線垂直穿過一水平紙板，在紙板上放置甲、乙、丙三羅盤，當電路接通後，則
(A)磁針偏轉角度最大的為甲羅盤 (B)把甲羅盤垂直往上提離至P點，磁針偏轉角度變小 (C)把可變電阻的滑鍵往M滑動，甲羅盤磁針偏轉角度變大 (D)乙羅盤磁針不偏轉，因為在該處電流所生的磁場恰巧為零。

【解答】：(C)

【解析】：

$描述: F:\SCAN\理化\磁\9790.BMP$

( )39.如右圖，將一條導線摺成兩段併攏放在桌上，然後接上電池及開關，導線上面放一羅盤，導線方向與磁針指示的方向一致，當按下開關，電路接通時，則磁針將
(A)向右偏轉 (B)向左偏轉 (C)右搖擺不定 (D)不受影響。

【解答】：(D)

【解析】：

( )40. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9788.BMP$ 用鐵釘和漆包線圈製成電磁鐵，來觀察電流磁效應，下列哪些正確？
(甲)實驗前取鐵釘接近鐵粉，若能吸引鐵粉，更能驗證電流磁效應 (乙)鐵釘插入線圈之前，先纏上一層透明膠帶，是為了避免鐵釘生銹 (丙)實驗中，插有鐵釘的線圈，比中空的線圈所產生的磁場強度較大 (丁)圖中的電磁鐵，鐵釘尖端為N極。
(A)甲乙 (B)乙丙 (C)丙丁 (D)甲丁。

【解答】：(C)

【解析】：

( )41. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9789.BMP$ 在線圈管內、管外共放置甲至戊五支磁針，則通電之後，磁針方向會偏轉的為
(A)僅甲 (B)甲丙 (C)乙丁 (D)甲乙丙丁戊。

【解答】：(C)

【解析】：

( )42.下列有關電磁鐵的敘述，何者錯誤？
(A)電磁鐵的磁力遠大於天然磁鐵 (B)電磁鐵可隨電壓強弱的變化改變磁力大小 (C)電話的聽筒也有電磁鐵 (D)磁浮列車利用電磁鐵的原理。

【解答】：(A)

【解析】：

( )43. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9787.BMP$ 如右圖，K₁、K₂遠閉合後，甲、乙兩螺線管閒的作用是
(A)互相排斥 (B)互相吸引 (C)無作用力 (D)不能確定。

【解答】：(A)

【解析】：

( )44.直流電動機的轉動方向與下列哪些有關？
(甲)永久磁鐵的磁場方向 (乙)永久磁鐵的磁場強度 (丙)線圈的電流方向 (丁)線圈電流的大小
(A)甲乙 (B)甲丙 (C)乙丙 (D)乙丁。

【解答】：(B)

【解析】：

( )45. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9786.BMP$ 右圖為電話話筒與聽筒的構造示意圖，話筒上的電路僅有電池供應的直流電流流通時，甲線圈a、b端的極性為何？
(A)a為N，b為S (B)a為S，b為N (C)a、b均無極性 (D)a、b極性會不斷變換。

【解答】：(A)

【解析】：

( )46.下列各線圈中通以相同電流，則何者磁力最強？
(A)長度10cm，20圈 (B)長度10cm，10圈 (C)長度5cm，20圈 (D)長度5cm，10圈。

【解答】：(C)

【解析】：

( )47.右圖為甲、乙兩個形狀大小相同的銅線圈，乙在上方，甲在乙的下方，如右圖，通上電 $描述: F:\SCAN\理化\磁\9785.BMP$ 流時(P方向向右)，若甲、乙兩線圈互相排斥，則下列電流方向何者正確？(P、Q、R、S代表電流方向)
(A) Q向右 (B)R向左 (C)S向左 (D)Q、R、S均向左。

【解答】：(B)

【解析】：

( )48. $描述: F:\SCAN\理化\磁\9784.BMP$ 右圖為直流電動機的簡圖，當線圈通有電流時，其轉動情形下列何者正確？
(A)圖(一)不停轉動 (B)圖(二)不停轉動 (C)圖(一)轉動1／4圈後即停止 (D)圖(二)轉動1／2圈後即停止。

【解答】：(B)

【解析】：

( )49.為了使直流馬達能持續不斷的轉動，其鐵心中間的集電環形狀會如何設計？
(A)2個圓形 (B)2個半圓形 (C)1個圓形 (D)1個半圓形。

【解答】：(B)

【解析】：

( )50.洗馬達的轉動是利用哪一種效應？
(A)電流的熱效應 (B)電流的磁效應 (C)電流的化學效應 (D)靜電感應。

【解答】：(B)

【解析】：

9683

( )51.如圖為喇叭示意圖，線圈緊繞在薄紙筒上，其中磁鐵固定不動，若在線圈上李老師在段考中出了一題馬達的相關題目：若以檸檬和兩個不同金屬為電極接上導線後形成水果電池，連接於簡易馬達，請問馬達在運轉過程中，能量的轉換為何？
(A)化學能→電能→磁能→力學能 (B)力學能→電能→化學能→磁能 (0)電能→力學能→化學能→磁能 (D)化學能→熱能→磁能→力學能

【解答】：(A)

【解析】：

( )52.通以電流後，下列敘述何者錯誤？
(A)可動線圈左方形成S極 (B)電流訊號的變化會影響聲音的音量 (C)線圈會向左運動 (D)線圈會向右運動。

【解答】：(D)

【解析】：

( )53. 9682 如圖，這是一組簡易馬達結構運轉的分解圖，圖中繞有線圈的鐵芯，稱之為電樞，圖中甲、乙結構依次為下列何者？
(A)電刷、集電環 (B)電刷、強力磁鐵 (C)集電環、電刷 (D)強力磁鐵、電刷。

【解答】：(C)

【解析】：

( )54.下列有關馬達的構造和運轉的敘述，何者正確？
(A)線圈纏繞的鐵芯通電後形成電磁鐵 (B)線圈的漆包線兩端之引線，各連接在兩個圓形的金屬環上 (C)電刷可隨著線圈轉動而供應電流 (D)電流輸入線圈造成鐵芯的轉向變化而轉動。

【解答】：(A)

【解析】：

( )55.下列有關馬達運轉的敘述，何者錯誤？
(A)馬達是利用電流磁效應的原理來運轉 (B)馬達中的電磁鐵與外圍場磁鐵的極性相反而互相排斥 (C)為了讓直流電動機的線圈不斷轉動，線圈每轉 180∘時，線圈內的電流須改變方向一次 (D)電刷不是固定裝置，會隨電樞轉動。

【解答】：(D)

【解析】：

( )56.喇叭的主要結構不包含下列何者？
(A)錐形盆 (B)線圈 (C)永久磁鐵 (D)集電環。

【解答】：(D)

【解析】：

( )57.喇叭傳出之聲音的大小及頻率高低，主要是由哪一項控制？
(A)永久磁鐵磁性的強弱 (B)錐形盆的材質 (0)電流訊號的變化 (D)中空圓柱的直徑。

【解答】：(C)

【解析】：

( )58.馬達中線圈藉由電刷和集電環反覆間斷的接觸而轉動，請間電刷和集電環多久接觸一次？
(A)轉動90度後 (B)轉動180度後 (0)轉動270度後 (D)轉動360度後。

【解答】：(B)

【解析】：

( )59.薇薇自己動手做簡單的小馬達，卻發現無法正常作用，這可能是因為下列那一步驟出錯了？
(A)將電源接在客廳的電源上 (B)將線圈兩端接在半圓形的集電環上 (C)經由電刷將電源通入線圈 (D)電刷和集電環之間只有微微接觸。

【解答】：(A)

【解析】：

$描述: F:\SCAN\理化\磁\9690.BMP$ 【題組1】右圖是電鈴的示意圖，試回答下列間題：

( )1. 當按下開關時，甲、乙的極性如何？
(A)甲乙都為N極 (B)甲乙都為S極 (C)甲為N極，乙為S極 (D)甲為S極，乙為N極。

【解答】：(C)

【解析】：

( )2. 下列敘述何者錯誤？
(A)電流成通路時，電磁鐵具有磁性，而與鐵片互相吸引 (B)電路形成斷路時，電磁鐵不具有磁性 (C)電磁鐵與鐵片吸在一起時，電磁鐵的磁力不變 (D)電磁鐵與鐵片吸在一起時，電路形成斷路。

【解答】：(C)

【解析】：

( )3. 電磁鐵與鐵片接觸後，何者受彈力的作用而彈回，與調整螺絲再接觸又成通路
(A)彈簧片 (B)鐵片 (C)電磁鐵 (D)調整螺絲。

【解答】：(A)

【解析】：

$描述: F:\SCAN\理化\磁\9691.BMP$

【題組2】右圖為馬達結構的簡圖，試回答下列間題：

( )1. 當電流通過線圈時，線圈的哪一端為N極？
(A)甲 (B)乙 (C)甲或乙均可 (D)無法判別。

【解答】：(B)

【解析】：

( )2. 如右圖，當線圈每轉動半圈後，線圈上的電流方向便會相反，使線圈如何在轉軸上轉動？
(A)能繼續不斷地轉動 (B)轉半圈就停止了 (C)轉不到半圈就停止了 (D)完全不動。

【解答】：(A)

【解析】：

( )3. 如圖，線圈依什麼方向繞軸心轉動？
(A)順時針 (B)逆時針 (C)順、逆時針交替進行 (D)以上皆非。

【解答】：(A)

【解析】：

9681

【題組3】右圖為一簡易馬達，試回答下列題：

( )1. 此馬達其中有一端引線僅去除半圈的絕緣漆，其目的為何？
(A)改變電流方向 (B)將直流電轉換成交流電 (C)使馬達持續轉動 (D)使馬達轉速加快。

【解答】：(C)

【解析】：

( )2. 若將此馬達兩端引線的絕緣漆皆完全去除，則馬達的轉動情形將會如何？
(A)不會轉動 (B)轉半圈就停止 (0)持績轉動，且轉速變快 (D)持續轉動，但轉速變慢。

【解答】：(B)

【解析】：

( )3. 指若將此馬達的電源改為AC電源，則馬達的轉動情形將會如可？
(A)持續轉動，但轉向改變 (B)持續轉動，且轉向不變 (C)不會轉動 (D)轉不到一圈就停止。

【解答】：(A)

【解析】：

【題組4】右圖為喇叭的示意圖，請回答下列問題：

( )1. 9680 當電流如圖中方向流動時，中空圓筒會如何移動？
(A)前後來回移動 (B)往固定磁鐵方向移動 (C)遠離固定磁鐵方向 (D)靜止不變。

【解答】：(B)

【解析】：

( )2. 馬達與喇叭內部主要結構中，相同部分有哪些？
(甲)線圈； (乙)固定磁鐵； (丙)電刷； (丁)集電環； (戊)錐形盆；
(A)甲乙丙丁 (B)甲乙 (0)乙丙 (D)丙戊。

【解答】：(B)

【解析】：