第43屆--民國92年

本次定位快速鑽模結合了傳統虎鉗與座標定為雙方的優點加以配合，這樣可以在劃線上與量測尺寸時減少在時間上不必要的浪費。

五下自然課本（康軒版）第二單元電磁鐵與電動機中，提到「電能」能透過線 圈轉成「磁能」，產生磁力再轉變成「動能」使東西移動，於是激起我們想研究利用 由電能→磁能→動能，使車子移動的念頭，透過大家搜集資料、實際操作實驗後， 發現了以下的結果： 一、 磁浮車就是利用電與磁的交互作用使車體前進、後退，但這是須要非常強大的 磁力，其最有效的方式則是以電磁鐵作為磁力的來源。 為了避免能量的損失，還須要以沒有電阻的超導體，來達成高效率的能量傳導。 二、 日本的磁浮車就是利用線型馬達使車子前進 ，但車子必須滑行到一定的速度才 會飄浮，所以車底裝置車輪作為車子啟動及緊急煞車的輔助。 三、 目前我們無法使用超導體來傳導的高能量，於是改採以電磁鐵製成的簡易馬達， 加裝車輪使車子前進，希望將來能研發出屬於我們自己的磁浮車。

在一次上課中，老師與我們討論一個名為的問題，當時的題目是： \r 兩個邊長相等的正方形，其中一個正方形的某頂點重合於另一正方形的中心O，並繞O旋轉。求證：無論怎樣旋轉，兩個正方形的重疊部分面積是一個定值。 \r \r 此定值即為幾何不變量。證明結束後，有同學問到當正方形換成其他的正多邊形時，或變為一大一小（即邊長不相等）的正n邊形（n為自然數且n≧3）時，是否也具有的特性？有同學猜測全都會，有同學主張除了正方形以外，其他的都不具有此特性，在眾說紛紜下，我們就決定以此作為科展的題目進行深入的研究，並加以證實。\r

我們常在報章及新聞上看到農民對農田上方有高壓電塔表示嚴重的抗議，因為他們認為電塔產生的磁場對農作物的生長有不良的影響，而且對在下面工作的人的健康也有妨礙，但我們對此種說法懷疑，所以我們想要實驗看看那些農民的想法正不正確。 在尋找材料的過程中，也曾不知道要用哪一種植物比較合適，後來跟生物老師討論後，才決定選用容易觀察而且生命力強的韭菜，利用電磁鐵發出的磁場對種子、幼苗及成株的影響觀察，進而推論磁場對其他農作物的影響，進行科學驗證。

（一）目前在工件上劃圓一般都是以圓規量取直尺上的尺寸為主要劃圓方法（圖1-1），但精準度以及方便性不佳，於是我們想出利用游標卡尺套上特製的劃線裝置，製作出游標卡尺劃圓器。 \r （二）本作品是利用兩組特製的精密套件（圖1-2）以及一組劃線針和一組中心沖頭。 \r （三）游標卡尺的使用方法簡單、精準、快速，如有效的利用於劃圓的工作，不但可以改善圓規在使用上的不方便（圖1-3）以及不精確性，此產品若使用更高精密的游標卡尺（如：附錶式游標卡尺或電子式游標卡尺）可容易取得準確的半徑尺寸用於劃圓。再配合熱處理後的特製中心沖頭(圖1-4)，即可直接沖打準確的中心孔距，是一項相當具有實用性及創意性的產品。\r \r \r \r \r

電磁爐如何將水煮開、食物煮熟？其工作原理我們認為應該有三種：電流磁效應、電磁感應、電流熱效應。即電磁爐外接電源使爐內的線圈板產生磁場，再由磁場的變化使爐面的加熱容器產生感應電流，又因加熱容器材質的電阻而產生熱量。設計三大部分實驗：測試電磁爐內的線圈板產生磁效應的強弱，並以家用單芯電線繞製線圈，探討爐內線圈板磁場的變化，造成繞製線圈產生感應電壓大小的變因。進而設計各種形式的線圈，測其感應電壓的值，配合電路原理，焊接串聯、並聯小燈座，裝置適當功率的小燈泡，觀察其趣味性的變化。最後再以不同形狀、大小的鐵片，代表加熱容器的底部與四周，探究容器產生感應電流（渦電流）的現象。本實驗設計希望能統合國中理化「電與磁」的相關內容，作為輔助學習的教材，使學習更具趣味性、更有效果。

一般陰極射線管(CRT)的電視螢幕易造成光線的反射強度過強 (如圖1-1) ，可看到天花板的日光燈；所以在外部光線很大時，會因刺眼而看不清楚螢幕的影像。但經過表面霧化處理的液晶螢幕，就可以使入射光源產生散射現象，光源分散的效果，進而達到抗眩的效果(如圖1-2)，便看不到天花板的日光燈。而表面霧化處理，指的就是在螢幕上貼合一張含奈米粒子或微米粒子的薄膜。本實驗利用實驗計劃法設計，首先合成出奈米粒子之後利用塗佈、光聚合的方式(高中化學下第八章)，形成一張抗眩效果的薄膜；再利用光學反射原理(高中物理上15-17章)測量薄膜的眩光度；眩光度大表示眼睛會感到不適，螢幕不眩光表示較佳。根據實驗結果，發現粒子添加的多寡與粒徑大小是決定眩光度好與壞的主要因素。

【作品創意發想】作者在家裡大掃除時負責打掃廚房，在整理排油煙機時，發現一般排油煙機在經過一段時間的使用之後，不但機械內部充斥著油污，連排油煙機的面板也是一樣佈滿了烹飪後累積下來的油垢，實在令人作嘔；於是我對於如何改善這油污嚴重沾黏的問題產生了高度的興趣，開始了一連串的實驗研究，希望能研發出更有效率、不需擔心油煙累積造成污染的排油煙機。【作品特色】以生活中最貼近日常生活、最基礎的問題發現問題而開始研究討論，運用新鮮的思考方式將簡單的科學原理應用在研究課題上，改變現實中油煙與排油煙機之間唯一的接觸方式；設計出與傳統排油煙機與眾不同的「氣流導引式排油煙機」，從傳統中蛻變。而且已將研究結果製作成實際的新型排油煙機，在經過反覆的實驗證明後，新作品在實際運作上也很具有效率，表示這作品的高度可行性和實用性。

本研究係利用電解質導電之原理串接一電解槽、一顆以上十顆以下之電池及蜂鳴器構成一個能警示 pH5 左右的酸雨的警報系統。針對電路中的電阻、電壓、電流等參數進行分組測試與討論，找出其中最適當的組合，以進行酸雨監測。由結果顯示，蜂鳴器之基本功率為 0.1W，在 pH 值為 3 左右時以銅片作電極 12V 電源所產生的功率為 0.053W，碳棒則為 0.036W(此時蜂鳴器已會運作)，但因銅片所產生的功率較高所以電極部份就選用銅片；而在 pH 為 4 時所產生的功率僅有 0.004W(此時蜂鳴器不會運作)，為了使電源產生的功率符合蜂鳴器之基本功率區間範圍(0.05W)，電源則是選用 90V 電源。由測試的結果定義本系統的規格為 DC-90V，0.05W，運作的 pH 最高值為 4 左右。此外，由溫度對導電度的測試中得知，在 15~35℃的溫度範圍內，溫度對本系統不造任何成影響。另外，為增加本系統之實用性及方便性，可於電路中加裝一安培計，根據安培計電流的讀數準確計算雨水的 pH 值。由實測的結果發現，汐止地區降酸雨的機率高達 78%，故應盡量避免淋到本區的雨水。

本研究源起於木片玩具 DIY 單元，小朋友用四片木片做了一艘船，卻只會在水中原地翻滾，大夥兒決定進一步改良這艘呆呆船，讓它不會翻滾且能直行。經實驗研究有以下發現：一、改良原始呆呆船翻轉情形：船身大小和螺旋槳的比例會影響船行走的情形。二、實驗 A 延伸探討：有以下發現：要做一艘快速且直行的船，就一定要裝馬達、方向舵、破水裝置，讓船行駛更順利。三、舉辦全校科學玩具船比賽，歸納出能讓玩具船直行因素。發現：船底光滑、使用馬達、重心置中、具有舵、圓頭是船直行重要因素。底面積較小的船，碰壁次數最少而且能夠直行的距離最長。四、改良呆呆船不同螺旋槳裝置位置及不同船身設計，探討對玩具船直行 影響。發現：水中螺旋槳組在水中行駛情形優於空氣螺旋槳組。此外，舵是影響直行的重要因素。船頭有保利龍球可減少水阻力，幫助直行。底面積較小的船，碰壁次數最少而且能夠直行的距離最長。船隻底部光滑程度會影響船行駛速度。