LESSON 01

電流・磁界・力の向き

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。

電流・磁界の反転表から力の向きを整理しよう

頭の中だけで二つの反転を扱うと、どちらを変えたか分からなくなります。電流と磁界を行・列に分け、四つの条件を表へ記録します。

このレッスンの役割

第2段階です。前に見つけた反転規則を、再現できる整理手順へ変えます。基準条件との差を一つずつ記録し、次へフレミング左手の規則を渡します。

知る:基準から一マスずつ作る

電流と磁界の二方向反転表電流が右左、磁界が上下の四条件で、力が手前奥手前奥に対応する磁界電流 →電流 ←磁界 ↓力 ●力 ×磁界 ↑力 ×力 ●横か縦へ一マス動くたび、力が反転する

まず実験で確かめた一つを基準マスへ書きます。電流だけ違う隣のマスは力を反転。磁界だけ違う上下のマスも反転。対角のマスは二条件が違うため元と同じです。

理解する:方向名に視点を付ける

「時計回り」「右」だけでは、装置をどちら側から見たか分かりません。紙面の表側から見て、手前を点、奥を十字のように、共通の視点と記号で記録します。

導線が動いた向きと、導線へ働く力の向きは、動き始める瞬間では同じとみなせます。レールの反射や観察側を取り違えないようにします。

例で使い、よくある誤答を直そう

右向き電流・下向き磁界で力が手前なら、左向き電流・下向き磁界では奥です。さらに磁界も上へ反転すると手前へ戻ります。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

確認1:反転表の最初に必要なものは?実験や既知条件から得た一つの基準マスです。
確認2:表で横へ一マス移ると何が変わりますか?電流だけが逆になり、力も逆になります。
確認3:対角のマスが元と同じ力向きなのはなぜ?電流と磁界の二つが反転し、力も二回反転するからです。

四条件表で反転を整理できました。次は左手の三本の指で、既知の二方向から第三方向を直接決めます。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。