電流と磁界

方位磁針が向きを変える場所から磁界を見つけよう 方位磁針の反応から、磁石の影響が届く空間を磁界として捉えます。

方位磁針と鉄粉で磁界を安全に観察しよう 方位磁針と鉄粉の役割を分け、磁界の向きと広がりを安全・公平に観察します。

磁界の向きと強さを空間の性質として説明しよう 磁界を位置ごとに向きと強さをもつ空間として捉え、N極を基準に説明します。

方位磁針の向きと距離から磁界を読み取ろう 複数地点の方位磁針と距離の資料から、磁界の向きと強さの手がかりを読みます。

磁界は物質や線そのものという誤解を直そう 磁界・磁力線・鉄粉模様を区別し、典型的な誤解を観察証拠から修正します。

初見の磁石配置から磁界を予測しよう 複数磁石の初見配置で方位磁針の向きを予測し、観察との差から考えを修正します。

点ごとの方位磁針を磁力線でつなぐ意味をつかもう 点ごとの磁界を連続した磁力線で表す意味と、接線が向きを示す理由を学びます。

方位磁針の記録から磁力線を作図しよう 方位磁針の記録へ接する曲線を引き、N極からS極への磁力線を作図します。

磁力線の向き・密度・非交差を説明しよう 磁力線の向き・密度・非交差を、一地点一方向の磁界モデルから説明します。

磁力線の図から向きと強さを読み取ろう 指定点の接線・矢印・間隔から、磁界の向きと相対的な強さを読み取ります。

交差・逆向き・等間隔の誤った磁力線を直そう 交差・逆向き・不適切な密度を規則別に診断し、根拠付きで作図を修正します。

初見の二磁石配置で磁力線を予測しよう 異極・同極が向かい合う初見配置で、規則と対称性から磁力線を予測します。

電流を流すと方位磁針が動く現象をつかもう 電流のオン・オフと方位磁針の変化から、導線の周囲に磁界が生じる現象を捉えます。

電流による磁界を比べる実験を組もう 電流・向き・距離を一つずつ変え、安全で公平な磁界の比較実験を組みます。

電流が空間に磁界をつくる因果を説明しよう 電流、周囲の磁界、方位磁針の反応を原因から結果への三段階で説明します。

電流・距離・向きの実験データを読み取ろう 公平に比較できる行を選び、電流値・距離・方向が磁界へ与える影響を読み取ります。

電流と磁界を同じものにする誤解を直そう 電流・磁界・方位磁針を区別し、オン・オフ・反転の証拠から誤解を修正します。

初見の導線実験から磁界の変化を予測しよう 電流の有無・大きさ・向き・距離から、初見実験の磁界変化を予測します。

直線導線の周囲に円形の磁界ができると気づこう 複数の方位磁針から、直線導線を中心とする同心円状の磁界を見つけます。

導線の上下左右で方位磁針の向きを観察しよう 導線から同距離の複数地点でN極を記録し、視点を固定して円形の磁界を確かめます。

右手で電流と磁界の向きを結ぼう 右手の親指を電流、曲げた指を磁界へ対応させ、方向を再現可能に判断します。

点と十字の記号から磁界方向を作図しよう 点と十字を紙面手前・奥向きの電流へ戻し、右手で磁界方向を作図します。

紙面の表裏と右左を混同する誤りを直そう 視点・記号・右手・接線の順に点検し、立体方向の典型誤答を修正します。

初見の直線導線で磁界の向きと強さを判断しよう 回転・斜めの初見図でも、右手と距離から磁界の向きと相対的な強さを判断します。

コイルの磁界が棒磁石に似る現象をつかもう コイル内外の方位磁針から、電流が棒磁石に似た磁界をつくる現象を捉えます。

コイルの内側と外側で磁界を観察しよう コイルの内側・両端・側面でN極を記録し、一つにつながる磁界を観察します。

一巻きごとの磁界が重なる仕組みを説明しよう 各巻きがつくる磁界がコイル内部で同方向に重なり、強め合う仕組みを説明します。

右手でコイルのN極・S極を判定しよう 右手の指を巻線電流へ合わせ、親指から内部磁界とN極側を判定します。

巻き方と見る向きを混同する誤りを直そう 見る端・巻線電流・右手の順に点検し、コイルの極判定における誤りを修正します。

初見のコイル図から磁界と極を統合判断しよう 断面図・斜視図から電流を復元し、内部磁界・N/S極・反転時の変化を判断します。

持ち上げるクリップ数から電磁石の強さを問おう 電磁石の強さを同じクリップの個数などで測り、電流・巻き数・鉄心を原因候補にします。

一条件だけを変える電磁石実験を組もう 調べる条件だけを変え、測定方法と安全条件をそろえた電磁石実験を設計します。

電流・巻き数・鉄心が磁界を強める理由を説明しよう 電流・巻き数・鉄心が別々の仕組みで電磁石の磁界を強める理由を説明します。

表とグラフから電磁石を強める条件を読もう 公平な比較行と複数回の測定から、電磁石を強める条件とばらつきを読み取ります。

電池の個数だけで強さを決める誤りを直そう 電池個数・巻き数を実測電流や抵抗と区別し、条件付きで強さを判断します。

初見の電磁石データから改善条件を選ぼう 性能・安全・電源・重量を考え、初見データから電磁石の改善条件と追加実験を選びます。

磁石の間で電流を流すと導線が動く現象をつかもう 磁界と電流が同時にあると導線が力を受け、電気エネルギーが運動へ変わる現象を捉えます。

磁界中の導線が受ける力を安全に観察しよう 可動導線・磁石・保護回路を使い、磁界と電流を一つずつ変えて力を観察します。

二つの磁界の強弱差から導線が動く理由を説明しよう 磁石の磁界と電流の磁界が強め合う側・弱め合う側の差から、導線が力を受ける理由を説明します。

電流と磁界の強さから力の変化を読み取ろう 電流・磁界・磁界内の導線長を統制し、表から力の相対的な変化を読み取ります。

電流方向へ導線が押されるという誤解を直そう 電流・磁界・力を別の方向として扱い、オン・オフと反転実験から典型誤答を修正します。

初見装置で力が働く条件と大きさを予測しよう 初見装置を磁界・電流・有効導線長へ分解し、力の有無と相対的な大きさを予測します。

一つの向きを逆にすると力も逆になる規則を見つけよう 電流または磁界の一反転で力が反転し、二反転で元へ戻る方向規則を発見します。

電流・磁界の反転表から力の向きを整理しよう 基準条件から電流・磁界を一つずつ反転し、四条件の力向きを表へ整理します。

フレミングの左手で三方向を対応させよう 左手の中指・人差し指・親指を電流・磁界・力へ対応させ、未知方向を求めます。

点・十字を含む図で未知の方向を求めよう 点と十字を手前・奥へ翻訳し、N極からS極の磁界と左手で未知方向を求めます。

右手・左手・観察側を取り違える誤りを直そう 問いから右手・左手を選び、量・視点・指の役割を順に点検して誤答を修正します。

初見の立体図で三方向と反転結果を判断しよう 回転した立体図を電流・磁界・力へ分解し、左手と反転規則で判断・検算します。

コイルの両側が逆向きに動く現象をつかもう コイル両側の反対向きの力が回転を生み、電気エネルギーが運動へ変わる出発点を理解する。

簡易モーターの回転条件を安全に観察しよう 簡易モーターを安全に観察し、電流・磁界を一条件ずつ反転させて回転方向との関係を確かめる。

コイル両側の力が回転を生む理由を説明しよう コイル両側の電流と力を読み、離れた場所に働く反対向きの力が回転を生む理由を説明する。

整流子が半回転ごとに電流を切り替える仕組みを追おう 整流子とブラシが半回転ごとにコイル電流を反転させ、同じ向きの回転を保つ仕組みを追う。

反対向きの力は打ち消し合うという誤解を直そう 合力と回転作用、整流子と電源、一条件反転と二条件反転を区別して典型的な誤解を修正する。

初見のモーター図から回転とエネルギー変換を説明しよう 初見図を磁界・電流・力・整流子・エネルギーの順に読み、回転と変換を統合して説明する。

磁石を動かした瞬間に検流計が振れる現象をつかもう 磁石をコイルへ出し入れするときだけ検流計が振れる現象から、電磁誘導の問いをつかむ。

磁石とコイルの相対的な動きを安全に比べよう 検流計を安全に使い、磁石とコイルの相対的な動きと針の振れを一条件ずつ比較する。

コイルを通る磁界の変化が電流を生むと説明しよう 磁界の存在と変化を区別し、コイルを通る磁界の変化が誘導電流を生むと説明する。

時間記録から誘導電流が生じた瞬間を読もう 磁石の操作と検流計の時系列記録を対応させ、誘導電流が生じる区間を証拠から判断する。

磁石があるだけで電流が流れるという誤解を直そう 磁界の変化・相対運動・閉回路の条件を使い、電磁誘導に関する典型的な誤解を修正する。

初見の誘導実験から電流が生じる条件を判断しよう 初見装置をコイル・磁界・変化・閉回路の順に読み、誘導電流とエネルギー変換を説明する。

針の向きと振れ幅が変わる現象を分けて見よう 検流計の符号と0からの振れ幅を分け、誘導電流の向きと大きさを別々に読む。

磁極・動き・速さを一条件ずつ比べよう 磁極・動き・速さを一条件ずつ変え、誘導電流の向きと大きさへの影響を公平に比べる。

磁極か動きの一方を逆にすると電流も逆になると説明しよう 基準から磁極と動きの反転回数を数え、誘導電流の向きを説明する。

速さ・磁石の強さ・巻き数と振れ幅のデータを読もう 速さ・磁石の強さ・巻き数を一条件比較し、誘導電流の大きさを資料から読む。

強さと向きを同じ規則で決める誤解を直そう 方向の反転条件と大きさの条件、検流計の符号と絶対値を区別して誤解を直す。

初見データから誘導電流の向きと大きさを統合判断しよう 基準・反転回数・磁界変化の速さを順に読み、初見資料で向きと大きさを統合判断する。

ハンドルを回すと電流が生まれる現象をつかもう 手回し発電機の回転・電流・負荷感から、運動エネルギーが電気へ変わる現象を捉える。

手回し発電機の回す向きと速さを安全に比べよう 手回し発電機を安全に扱い、回す向きと速さを一条件ずつ変えて電流を比較する。

コイルの回転が磁界の変化をつくる仕組みを説明しよう コイルの回転が周期的な磁界変化を生み、電磁誘導によって電流が生じる仕組みを説明する。

一回転中の磁界変化と電流の波形を対応させよう コイルの一回転と正負を繰り返す電流波形を対応させ、速さによる変化を読む。

発電機が電気をつくり出すという誤解を直そう 発電機をエネルギー生成装置ではなく変換装置として捉え、負荷と入力仕事の関係を説明する。

水力・風力発電を磁界の変化とエネルギーで説明しよう 水力・風力などを一次エネルギー、回転、磁界変化、誘導電流の順で説明する。

電池と発電機の電流の違いを波形で見つけよう 電池と回転発電機の波形を比べ、直流は一定方向、交流は周期的に反転すると捉える。

低電圧の直流・交流を安全に観察しよう 学校用低電圧電源と波形表示器を安全に使い、直流・交流を同条件で観察する。

直流と交流を電流の向きの時間変化で説明しよう 直流と交流を導線の一点での電流方向の時間変化として説明し、交流のエネルギー伝達を理解する。

交流波形から周期と周波数を読み取ろう 交流波形から一周期を選び、周期と周波数の逆数関係を使って50 Hz・60 Hzを読む。

交流では電気が届かないという誤解を直そう 交流の方向反転、エネルギー伝達、0通過、安全性を分けて典型的な誤解を修正する。

機器の表示と波形から直流・交流を統合判断しよう 機器のINPUT・OUTPUT表示と波形を照合し、ACアダプターでの交流・直流変換を判断する。

実験表から変えた量・測った量・結果を分けよう 電磁気の実験表を、変えた量・測った量・そろえた量、観察事実と結論に分けて読む。

一条件比較と繰り返し測定で信頼できる実験を組もう 一条件比較と繰り返し測定を用い、ばらつきや異常値を含む電磁気実験の信頼性を高める。

結果の型から使う電磁気の法則を選ぼう 測定対象と変化の型から、電流の磁界・磁界中の力・電磁誘導のどの法則を使うか選ぶ。

表をグラフへ変え、比例・増加・反転を読み分けよう 変えた量を横軸へ置き、電磁気データの比例・増加傾向・符号反転を根拠付きで読み分ける。

比例と言い切る・異常値を捨てる誤りを直そう 比例の証拠、異常値の再測定、結論の適用範囲を使ってデータ分析の典型的な誤りを修正する。

初見の電磁気実験を設計・分析・改善しよう 初見の電磁気実験を問い・変数・測定・法則・結論・改善の順に分析する。

入試問題を磁界・力・誘導の小問へ分解しよう 電磁気の複合装置を入力・相互作用・出力へ分け、磁界・力・誘導の小問として整理する。

点・十字・磁力線・端子を図へ書き込もう 点・十字を立体方向へ戻し、磁界・電流・力と端子の基準を入試図へ書き込む。

磁界から力・回転・発電まで因果の鎖で説明しよう 電流から磁界、磁界中の電流から力、磁界変化から誘導電流への因果を記述する。

複数の表・波形・条件変更を一つずつ処理しよう 基準条件を選び、方向・大きさ・周期を分けて複数の表と波形を統合する。

向き・大きさ・エネルギーを混同する誤答を直そう 方向・大きさ・エネルギー・データの判断軸へ戻り、電磁気総合の典型誤答を修正する。

初見の電磁気総合問題を答案まで完成させよう 装置分解、矢印、法則、計算、記述、検算を通し、初見の電磁気総合問題を完成させる。