理科
中学生

実験Ⅰ、Ⅱについて
Ⅰではコイルの+極に棒磁石のN極が近づくから右に振れる
ⅡでのコイルA、Bの磁界の向きってAは右、Bは左だからぶつかることなく、左に振れる
という解釈であっているのでしょうか?

あっていたら問4はどう考えたらよいのですか?
答えは「左に振れて戻る」でした

回答お願いします

イブ 電磁誘導に関する. 次の実験を行った。 [突験7] 田」のような装詐で. 棒石のN極 をコイルAに左側から近づけると. 検 流計の針は右に振れて戻つた。 [誠験] 鐘2のように. 実験 の装置で. 棒硫 石の代わりに, コイルA と同じ向きに 容いたコイルBを上陸き, 直流電泊装置 のスイッチを入れると, 検流計の針は に振れて戻った。続けて. コイルBの 中心に鉄記をすばやく入れた。 [誠際硬】 図3のように. スイッチと抵抗を接続 | リ これらをもとに, 以下の各問に答えなさい。 四1 屋行 コイルム 下三電名 コイルB コイルム 点X だたコイル A の中を通るレールを設還 図3 したコイ る 図3 gm / スイッチ 抵徹
をで うか. 書きなさい。 の9 守般了の装置で, 検流計の針がより大き 5 いか. 語介Aの友飲から」こいう香siしにeoてwaee su 周4 実験について. コイルBの中心に鉄記をすばやく 入れたとき, 検流計の針はどのょ れるか. 書きなさい。 周5 実験皿について, 次の ②に ようにすれきよ うに振 答えなさい。ただし, 台車は点Yを 気の抵抗や台車とレールの護探は考えないものとする。 間較生松ES なめらかに通過し,空

回答

コイルBの磁界の向きはこの図からだとわかりませんが、左に触れたということからAが右向きの磁界をつくっているわけなので左向きの磁界が増えた考えられて、左といえますね。
ここまではあっています。おそらくある程度の理解はできていると思うので、少し難しいことも含めて話します。

鉄を入れるというのは、別に鉄にNやSがあって、それが近づく遠のくという話ではなくて、このコイルをパワーアップしています。実は、1m^2あたりの磁力線の本数(磁束密度B)というのは、ただ単に磁石のもつ磁界の強さ(磁界H、つまりどれだけの磁力の磁石なのか)だけで決まるものではありません。まわりをどんな物質が満たしているかによっても変わってきます。このまわりを満たす物質によって決まる透磁率μという値が大きければ磁束密度も変わってきます。(B=μH)

電磁誘導というのは、磁界に変化がおきたときに誘導起電力(電圧)が発生して誘導電流が発生する現象のことです。だから、コイルを動かさない状態で、ずーっと同じだけの磁界の強さであったとしても、鉄を入れることでより磁力線の密度が濃くなることで変化するということです。イメージとしては、コイルAの中に3本ポッキーが入っていて、鉄を入れたことでポッキー(磁力線)が100本入るようになって急にポッキーの数が増えたというような感じです。

でも、その変化は一時的なものでそのあとはずーっと100本ポッキーが入ったままなので、変化がおこらずもとに戻ります。

げすと

理解できたと思います
すごく参考になりました

すると、Aで、(やっていることは異なるにしろ)電流が流れたということは同じであり、Aが左にふれたからBも左にふれたことがわかるということなのでしょうか?

Bに電流が流れるのはわかったのですが、左にふれる理由がわからないのです

ブドウくん

ごめんなさい、あんまり質問の意味がわからないです。Bにはもともと直流電源から電流が流れていて、その電流によって磁界が作り出されています。
Bに鉄心をいれたら、同じ電流の大きさでも、前の場合よりもBのコイルが作り出す磁力線の本数(密度)が増えるので、コイルAにとって磁力線の本数の変化がおこり、一瞬誘導電流が流れます。

げすと

Bの中心に鉄芯を入れると検流計はどのように変化したかという問題で答えが「左にふれる」なので、ふれたあと戻るのはわかるのですが、“左に”ふれる理由がわからないです
なぜ右でなく左なのかなと。右だと思ったわけでもないんですが💦

ブドウくん

鉄を入れる前に、コイルAに電流を流した瞬間に左にふれたと書いていますよね。もし、この状態のあとさらに電流を強くしたらもっと磁界が大きくなるのでコイルの中を貫く磁力線の本数は増えますよね?
磁力線の本数は、電流の値の変化にもよりますが、まわりの空間によっても変化するということでした。
鉄を入れることで、電流値は変わらないけど、透磁率が変わったので結果として、磁力線の本数が増えます。だから、状態としては全く同じになります。電流の向きを逆にしたら向きは変わりますが、鉄を入れただけでは、向きは変わりません。難しいことばでいうと、電流はベクトル量ですが、透磁率はただの定数です。

げすと

なるほど…
理解しました
この分野が複雑で難しいこともわかりました‪w
習っていないこともわかりやすい表現で教えてくれて助かりました
なんども回答してくれて嬉しかったです
ありがとうございました😊

ブドウくん

良かったです。実際に鉄芯に導線を左右に2つ巻き付けた装置は、変圧器という装置に使われてて、例えば携帯電話の充電器で100Vから6Vに変換したいときとかに使われています。
ここらへんの話は、高校で理系にすすんで物理をやれば、もっと詳しく習います。僕も中学のときはあんまり理解できていませんでした。今はこの分野だけでなく物理全体として難しく感じると思います。

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