LESSON 01

磁界中の電流が受ける力

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。

磁石の間で電流を流すと導線が動く現象をつかもう

レールの上へ軽い導線を置き、その部分を磁石の間に入れます。スイッチを入れた瞬間だけ導線が横へ動き、切ると止まります。磁石だけでも電流だけでも動かなかったのに、二つを組み合わせると何が起きたのでしょう。

このレッスンの役割

「磁界中の電流が受ける力」の入口です。前セクションで磁界を強める条件を学びました。今回は磁界と電流が組み合わさると導線が力を受ける現象をつかみ、次へ安全な観察方法を渡します。

知る:磁界と電流が同時にあると動く

磁石の間で動く可動導線N極とS極の間のレール上に導線を置き、通電すると右へ動くNS通電すると移動磁界

磁石は導線がある空間へ磁界をつくります。導線に電流を流すと、その電流も磁界をつくります。二つが組み合わさると導線は力を受け、動ける装置なら移動します。

理解する:必要条件をオン・オフで分ける

磁石を外して通電する、磁石を置いて電流を切る、磁石と電流の両方を使う、の三条件を比べます。両方があるときだけ再現して動けば、磁界と電流の相互作用が原因だと考えられます。

電気エネルギーの一部が導線の運動エネルギーへ変わります。この現象がモーターの基本になります。

例で使い、よくある誤答を直そう

銅線は磁石へ引きつけられにくいのに通電時だけ動きます。したがって「磁石が銅を直接吸った」では説明できません。誤答「発熱で膨張した」は、電流を逆にすると動く向きも逆になる観察を説明できません。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

確認1:導線が力を受けるために必要な二つは?導線のある場所の磁界と、導線を流れる電流です。
確認2:磁石だけ置いて電流を流さないとどうなりますか?この現象による力は生じず、導線は動きません。
確認3:通電時だけ再現して動くことから何が言えますか?電流が力の発生に必要な条件だと言えます。

磁界中の電流は力を受け、電気が運動へ変わります。次は条件を一つずつ変えて安全に観察します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。