電流がつくる磁界の向き、そしてコイルの中の磁石を動かして電流を生み出す電磁誘導を学ぶ単元です。
だいじな考え方
- 導線に電流を流すと、そのまわりに磁界ができます。まっすぐな導線のまわりでは、電流の向きに右手の親指を合わせてにぎったとき、残りの指の向きが磁界の向きになります(右ねじの法則)。電流の向きを逆にすると、磁界の向きも逆になります。
- コイルに電流を流すと、コイルの内側は棒磁石のような磁界ができ、コイルの巻き数や電流を増やすほど磁界は強くなります。
- 磁界の中でコイルを動かしたり、コイルの中で磁石を動かしたりして、コイルを通りぬける磁界を変化させると、コイルに電流が流れます。これを電磁誘導、流れる電流を誘導電流といいます。
- 誘導電流の向きは、磁石を近づけるか遠ざけるかで変わり、磁石を速く動かすほど、また磁石を強くするほど、誘導電流は大きくなります。磁界が変化しなければ、誘導電流は流れません。
磁界が変化しているときだけ、誘導電流が流れる。
やりかた
- 電流の向きを確認し、右ねじの法則で磁界の向きを考える
- コイルの場合は、電流の向きから内側にできる極(N極かS極か)を考える
- 電磁誘導の問題では、磁石が近づいているか遠ざかっているかを確認する
- 動きの速さや磁石の強さから、誘導電流の大きさを比べる
れい
問題: コイルに棒磁石のN極を近づけると、検流計のはりが右にふれた。同じ棒磁石のN極を、同じ速さでコイルから遠ざけると、はりはどちらにふれますか。
- 磁石を近づけるときと遠ざけるときでは、コイルを通る磁界の変化の向きが逆になる
- 変化の向きが逆になれば、誘導電流の向きも逆になる
答え: 近づけたときと反対の、左にふれる
つまずきやすいところ
磁石をコイルの中に入れたまま止めても、電流が流れ続けると思ってしまう
電磁誘導が起こるのは、磁界が変化しているときだけです。止めると電流は流れません
磁石を近づけても遠ざけても、誘導電流の向きは同じだと考えてしまう
近づけるときと遠ざけるときでは、磁界の変化の向きが逆になるので、誘導電流の向きも逆になります
たしかめ方
- 右ねじの法則で求めた磁界の向きを、方位磁針を導線に近づけて確かめます。
- 磁石を近づける速さを変え、検流計のふれ方(大きさ)が変わるかを確かめます。