【よく出る問題】電磁誘導をツンデレの法則で完璧理解

中学2年生

前回の右ねじの法則を完全に理解した上での話となります。

よく出る問題のひとつとして電磁誘導の問題です。

 

https://chugakurika.com/2018/09/07/post-2147/

 

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電磁誘導

電磁誘導とは

 

電流と磁界には密接な関係があることは前回の話にあったとおりです。前の話であれば電流から磁界がうまれるという話でしたが今回は逆で、磁界から電流を作るといった試みです。

コイルに磁石を近づけたり離したりしてコイルに電流を流すことができます。磁石はうごかしている間のみ電流が流れるのがポイントです

電磁誘導を利用してできる電流を誘導電流といいます

 

 

電磁誘導の問題

 

よく出る問題では磁石の○極を近づけたときコイルの上は☓極になるかといった問題です

 

N極を近づけたとき

 

 

このときコイルでは上側にNが来ます。コイルの巻いている向きは関係ありません。N極とN極は引き離す性質がありますよね?

 

 

近づいてきたN極をN極でどっかいけと引き離そうとします

 

 

N極を離したとき

 

 

今度はN極を離したときはコイルの上はS極になります。N極とS極が引き付け合う性質があります。

離れていくN極をS極でどこにもいかないでと引きつけます

 

S極が近づけたとき

 

 

S極を離したときはコイルの上はS極になります。S極とS極が引き話す性質があります。

近づいてきたS極をS極でどっかいけと引き離そうとします

 

S極が離したとき

 

S極を近づけたときはコイルの上はN極になります。N極とS極が引き付け合う性質があります。

 

 

離れていくN極をS極でどこにもいかないでと引きつけます

 

見返してみて

 

  • 離れていくN極をS極でどこにもいかないでと引きつけます
  • 離れていくN極をS極でどこにもいかないでと引きつけます
  • 近づいてきたS極をS極でどっかいけと引き離そうとします
  • 近づいてきたN極をN極でどっかいけと引き離そうとします

離れていくものは引きつけようとし、近づいてくるものはどこにもいかないでと引きつけようとします

まるでツンデレです。この法則を私は「電磁誘導ツンデレの法則」と呼んでいます

 

 

問題の応用

針が揺れる問題

 

S極を近づけたとき検流計の針が右に動いた。N極を近づけたときは針はどちらにうごくか

 

 

コイルの磁極の向きが電流の方向になります。S極近づけたときはツンデレの法則から上がS極、下がN極になります。このとき検流計の針が右に動いたとしたら上がS極で、下がN極のときに右となっています。

ではN極を近づけたときはツンデレの法則から上がN極、下がS極となっています。さきほどとは磁極が逆になっているので電流が流れる方向も逆になるので「左」に針が動くことになります。

 

ツンデレの法則を知っていると簡単な問題なのですが解けない人がいます。

 

この問題が解けない人の特徴

 

解けない理由は問題文を読んでいないことが多くあります

みなさんはこういう形式の問題を見たときにどこからスタートしていますか?

 

 

みなさんが解いている姿を見ていてほとんどは青のところからスタートしている気がします

 

 

この電磁誘導の問題では1パターン針がどちらに動くかを知っておかなければ解けません。そのヒントは赤で書いた大問のところに書いています。ここを読むことを意識して解きましょう

バカみたいなことではありますが意識してみてほしいです。

 

電流が流れる方向

 

これはかなり応用問題です。この問題を簡単に解くのは前回覚えなくて良いといった磁界中心の右ねじの法則を覚える必要があります。そこまで余裕がある人から見ていきましょう

 

 

  1. N極を近づけた時、コイルではN極が上、S極が下となります。
  2. 親指の方向にN極を合わせます
  3. 他の指を見ると反時計回りになっていることがわかります
  4. 親指を固定したままコイルの巻いている向きに逆らわないように電流の流れをイメージします

 

文字にして表現するのは非常に難しいですがコイルの巻いている方向と指の向きを合わせるのがポイントです。コイルの巻いている方向が逆になると電流が流れる方向も逆になります。

 

 

 

電磁誘導を利用したものはなにか問題

 

電磁誘導を利用したものはなにか例をあげろというのもよく出る問題です。

電磁誘導を利用する、つまり磁界に変化を起こして電気をつくるもの・・・それは発電機です

ツンデレの法則でつかったこの仕組も発電機の一種ではありますが、さらに効率よく電気は作られており身の回りの電気を作っている発電機の大半はモーターを自分で回すことにより電気を発生させている装置です。モーターと発電機の関係についてはまた別の回やっていきたいと思います

 

https://chugakurika.com/2018/09/08/post-2186/

 

 

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