LESSON 01

電流がつくる磁界

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。

電流と磁界を同じものにする誤解を直そう

電流と磁界は強く関係しますが、同じものではありません。電流は導線内を流れ、磁界はその周囲の空間にできます。観察事実へ戻り、混同を一つずつ直します。

このレッスンの役割

第5段階です。実験とデータの典型誤答を、原因・結果・測定器に分けて修正します。最後の初見実験へ、何を変えれば何が変わるかという判断を渡します。

知る:三つの対象を分ける

電流、磁界、方位磁針の区別導線内の電流、周囲空間の磁界、それを検出する方位磁針を別々に示す電流導線を流れる磁界周囲の空間にできる方位磁針磁界を検出する

スイッチを切れば導線の電流と、それがつくる磁界はなくなります。しかし地球の磁界は残ります。電池を逆につなぐと電流がゼロになるのではなく、向きが逆になります。

理解する:オン・オフ・反転の三証拠を使う

「導線は常に磁石」はオフで針が元へ戻る事実に反します。「電池を逆にすると磁界が消える」は針が逆へ振れる事実に反します。「針の振れが電流そのもの」は、導線と針の距離でも振れが変わることを説明できません。

誤答は、どの観察と矛盾するかを示すと修正できます。

例で使い、よくある誤答を直そう

生徒A「0.6 Aで30度振れたから、磁界は0.6 A」。Aは単位の異なる量を同じにしています。修正は「0.6 Aは電流値。30度は装置条件のもとで磁界の影響を表す振れ」です。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

確認1:電流と磁界はどこにありますか?電流は導線を流れ、磁界は導線の周囲の空間にできます。
確認2:電池を逆につなぐと磁界は消えますか?消えず、電流がつくる磁界の向きが逆になります。
確認3:オフでも針が北を向くのはなぜ?地球の磁界が残っているからです。

原因、空間の変化、測定結果を分ければ誤りを直せます。最後は初見条件から結果を予測します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。