磁界中の電流が受ける力
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
学習指導要領 第 1 分野 (3) 電流とその利用 ア (イ)「電流と磁界」㋑。
0. どういう論点か
磁石のつくる磁界の中に電流を流すと、その導線が動きます。
モーターはこの力だけでできています。
問われるのはほとんどが力の向きで、決めているのは次の 2 つです。
| 変えたもの | 力の向き |
|---|---|
| 電流の向きだけを逆にする | 逆になる |
| 磁界の向きだけを逆にする（磁石を裏返す） | 逆になる |
| 両方を逆にする | 変わらない（2 回逆になるため） |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 両方逆にすると力の向きは元のまま（ここが最頻出）
- 電流・磁界・力の 3 つは、たがいに垂直
- 磁界と平行に電流を流すと力は働かない
1. 電流が磁界から受ける力
根拠: 学習指導要領 1-(3)-イ-㋑
磁石の間に置いた導線に電流を流すと、何が起こるか？
導線が力を受けて動く
電流のつくる磁界と、磁石の磁界が影響し合うために起こる。
電流・磁界・力の 3 つの向きの関係は？
たがいに垂直
どれか 2 つが決まれば、残りの 1 つの向きが決まる。
電流の向きだけを逆にすると、力の向きはどうなるか？
逆になる
磁石の N 極と S 極を入れかえると、力の向きはどうなるか？
逆になる
磁界の向きが逆になるため。
電流の向きと磁石の向きの両方を逆にすると、力の向きはどうなるか？
変わらない（元のまま）
逆が 2 回重なって打ち消し合う。ここがいちばん問われる。
磁界の向きと平行に電流を流すと、どうなるか？
力は働かない
垂直に近いほど力は大きく、平行では 0 になる。
2. 力の大きさ
根拠: 学習指導要領 1-(3)-イ-㋑
導線が受ける力を大きくするには、どうすればよいか。2 つ挙げよ。
電流を大きくする・磁界を強くする（磁石を強いものにする）
コイルの巻数を増やすのも、同じ理由で力を大きくする。
電流を大きくするために、回路の抵抗はどう変えればよいか？
小さくする
同じ電圧なら、抵抗が小さいほど電流が大きくなる（オームの法則）。
3. モーター
根拠: 学習指導要領 1-(3)-イ-㋑
モーターは何を利用した装置か？
磁界の中の電流が力を受けること
コイルの左右で力の向きが逆になるため、コイルが回転を続ける。
モーターのコイルが半回転するごとに電流の向きを変える部品は？
整流子（ブラシと組み合わせて使う）
これが無いと、半回転したところで力の向きが逆になり、
コイルは回り続けずに往復してしまう。
モーターでは、電気エネルギーが何に変わっているか？
運動エネルギー
次のノートで扱う発電機は、これとちょうど逆の変換をしている。
電流計や電圧計の針が振れるのは、何の力によるか？
磁界の中の電流が受ける力
コイルに流れる電流が大きいほど強い力を受け、針が大きく振れる。