科別：生活與應用科學組別：國小組作品名稱：忽大忽小『自然風』電阻是

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1、科別：生活與應用科學組別：國小組作品名稱：忽大忽小『自然風』─電阻是改變轉速的魔術師關鍵詞：電阻與轉速編號：080821學校名稱：台南縣西港鄉西港國民小學作者姓名：郭立偉、卓怡岑、黃鈴喬、徐嘉信指導老師：陳清南、沈世欽壹、研究動機五年級上學期的時候，自然課曾上到「電磁鐵與電動機」這一個單元，當時，我們學到了可以用串聯電池、增加永久磁鐵的強度，以及加繞線圈的方法，來改變電動機的轉速。我覺得實在有趣極了，於是不管下課時或是回家後，我都會大玩特玩一番。就在無意間，我發現了另外一個可以改變電動機轉速的方法：就是在電路中接上不同的導線，發現有

2、時這個電動機的轉速，也跟著不同耶！為什麼會這樣呢？是否可以利用這個特性，讓電動機有不同的轉速變化呢？貳、研究目的一、研究轉速的測量方法。二、研究了解什麼是電阻。三、研究找出適合當電阻的阻抗物以比較轉速。四、研究阻抗物的不同長度對轉速的影響。五、研究阻抗物的不同截面積(粗細)對轉速的影響。六、應用實驗結果，製作出「切速器」，使馬達風扇有不同的轉速，而產生忽大忽小的風。參、研究架構肆、研究器材本研究所需的器材，我們分成材料類、工具類、及測試儀器類等，依靠這些器材來完成本次的科展。一、材料類：(一)電動機實驗模組一座（如右圖）(二)阻抗物

3、一：易開罐鋁片、鐵釘、磁鐵、鋼釘、保險絲、一元銅幣、十元硬幣、鉛筆、木炭、玻璃、光碟片、水。(三)阻抗物二：不同長度的利百代HB鉛筆四枝。(四)阻抗物三：不同粗細的H筆心四種。1(五)做切速器用：木箱、螺絲釘、螺絲起子頭、細電線、鉛筆、自動鉛筆心、小馬達及葉扇、電池座及3號電池、透明護套。二、工具類：熱熔槍、熱熔膠、美工刀、螺絲起子、打火機、皮尺、延長線、計時器。三、測試儀器類：（一）電源供應器（代替電池用，如圖1）（二）測轉速用：1、電子計算機及其固定紙盒（如圖2）2、棉線、線軸及其支撐座（如圖3）3、原子筆及長紙條（如圖4）（三

4、）三用電錶（測量電阻值用，如圖5）伍、研究過程※研究目的一：研究轉速的測量方法。一、研究方法：「要研究轉速，一定先要有測速的器具或方法才行」。在借不到測速器的情形下，我們集思廣益的想出了---利用「原子筆劃線」、「電子計算機」以及「捲棉線」的三種方法，可以用來進行轉速的測量工作。茲將三種測速法介紹如下：(一)、利用【原子筆劃線】的測速法（我們自己想出來的）：我們先將原子筆綁好在電動機的轉軸前端（如圖6），並在電動機座的下方置放一張長紙條，並調整好原子筆與紙條的接觸點，使電動機轉動後而能畫到該張紙條（如圖7）。當開始計時以後，只要順手

5、移動拉好該紙條（如圖8），待時間一到，即可從紙條上面，點算出原子筆總共畫了幾次（如圖9），如此就可測出電動機的轉速了。圖6：綁好原子筆圖7：調整筆及紙條圖8：手拉紙，筆劃線圖9：點算筆劃次數2(二)、利用【電子計算機】的測速法（老師提供的，但是經由我們改良的。）：我們先在電子計算機的「＝」鍵上，黏貼一元硬幣（如圖10）、再黏上彈簧及插夾十元硬幣（如圖11），以增加接觸面積及靈敏度。在每次要測速前，先按「1」、「＋」兩鍵，再讓上述方法（一）中的原子筆在轉動時，能碰到計算機上的「＝」鍵（十元硬幣，如圖12），這樣子，電子計算機就會有連續

6、計數的功能，待時間一到，該電子計算機上面，即可顯現出被觸碰的次數（如圖13），如此就可測知電動機的轉速了。圖10：「＝」鍵黏一元圖11：布置十元圖12：原子筆觸碰「＝」鍵圖13：計算機顯示次數(三)、利用【捲棉線】的測速法（老師的科展研習團隊提供的妙點子，但是經由我們設計實驗的。）：我們先在電動機的轉軸上綁好棉線（如圖14），再讓上述方法（一）中的原子筆轉動，此時電動機的轉軸會因旋轉而捲線（如圖15），待時間一到，即可一邊回收棉線，一邊數原子筆所回繞的圈數（如圖16），或是用皮尺量出其所捲的棉線總長度（如圖17），長的表示轉速快，短

7、的表示轉速慢，這樣也可以測出電動機的轉速。圖14：轉軸上綁棉線圖15：轉軸捲線中圖16：邊收線邊算筆轉數圖17：量棉線捲長二、研究結果：(一)、根據【原子筆劃線】的方法來測速，我們發現它有摩擦力的困擾，本來大家想放棄此方法，幸好經由老師的鼓勵，才得以解決了摩擦力的問題（詳如問題1與討論），而每次都能順利的測出轉速了。(二)、根據【電子計算機】的方法來測速，我們發現它不僅也有如同上述的摩擦力困擾外，更有靈敏度的大問題。至於摩擦力的問題，隨著上述問題的解決而解決了，然而靈敏度的這個問題，當然我們也發揮了研究精神，把它給克服了（詳如問題2

8、與討論），而每次也都能順利的測出轉速了。(三)、根據【捲棉線】的方法來測速，我們發現它並沒有摩擦力或靈敏度的問題，所以每次都能很順利的測出轉速。三、問題與討論：問題1：使用「原子筆劃線」的測速方法中，常因原子筆筆心接觸桌面，產生很大的