文與圖／許良榮

最近在YouTube有一部影片被網友廣為分享，影片名稱是《World's Simplest Electric Train》。影片的內容指出，只要用簡單的材料，如強力磁鐵、乾電池、銅線等，就可以製作出會跑的電聯車。這樣有趣的實驗，我們今天就要來動手做做看，現在就請各位小朋友準備好材料，自己製作出簡易電聯車吧！

器材：強力磁鐵、乾電池、銅線。

步驟：

一、先到五金行購買直徑一毫米的銅線，將銅線纏繞為一長條狀的銅線圈（如圖一）。纏繞銅線線圈時，建議在長條的硬質管子上纏繞，以避免扭曲或不平整。注意：銅線纏繞後的中空口徑大小，要比強力磁鐵的直徑略大。

二、取圓形的強力磁鐵四顆（如厚度較大，則兩顆即可。）分別吸附在四號（AAA）乾電池的兩端（如圖二）。注意：兩端的強力磁鐵的磁極方向必須同極相對（N極對N極），亦即互相靠近會排斥。

三、將電聯車（電池與強力磁鐵）放進銅線線圈，結果就會如火車過山洞一般，電聯車迅速的穿越銅線圈（如圖三、圖四），而且強力磁鐵使用愈多顆，速度會愈快喔！

四、電聯車的運動方向和電池正負極、強力磁鐵，以及銅線圈的纏繞方向都有關係。如果電聯車放進銅線圈時，電聯車被推出銅線圈，則將整組電聯車換個方向即可；或者（一）將電池的正負極對調、（二）將兩端的磁鐵對調，成為N-S與S-N。

原理：

電聯車會運動的主要原因，是因為磁力的作用。以圖五為例，乾電池的電流由強力磁鐵導引到銅線線圈而構成通路，電流流通（藍色朝上箭頭）產生感應磁場（綠色箭頭）。而感應磁場的磁極方向與電池前端的強力磁鐵（圖左側）同為N極，因此強力磁鐵被排斥而往左邊運動。反之，感應磁場與電池後端強力磁鐵（圖右側）為S-N極，磁鐵被吸引，也是往左邊運動，因此電聯車就往左邊運動了。

上述感應磁場的方向（綠色箭頭），可用「安培右手定則」判斷，並可推知運動過程中，強力磁鐵必須與銅線圈持續保持接觸，以免電流斷路而無法產生感應磁場。另一方面，電池兩端吸附的強力磁鐵越多，也會增加磁場之間的作用力，使得電聯車的運動速度也隨之增加。

叮嚀的話：

一、購買強力磁鐵時，務必選購直徑略大於乾電池的直徑，才能確保強力磁鐵可以和銅線線圈保持接觸，電流通路才不會斷掉。

二、使用的銅線如果太細，纏繞完成的銅線線圈會太軟，容易變形扭曲，使電聯車的運動不順暢。但是銅線愈粗，售價愈貴，建議以直徑一毫米的銅線製作即可。

三、無論逆時針、順時針，銅線圈只要保持同一方向纏繞即可，最重要的是，電池兩端的強力磁鐵必須同極相對。