理科ラボ

中学2年 理科|電流がつくる磁界

電流がつくる磁界の標準問題

この教材のために作ったオリジナル問題です。入試過去問は掲載していません。

定期テストくらいの問題です。答えると、正解とわけが出ます。記述や作図は、ノートや印刷した用紙に書いてから答えの例と見くらべましょう。

印刷する PDFをダウンロード問題解答解説

印刷・PDFの問題は数字が固定されています(だれが印刷しても同じ問題で、解答と合います)。

問1選んで答える10点

磁界の向きは、何によって決められているか。

  1. ア 方位磁針のS極が指す向き
  2. イ 方位磁針のN極が指す向き
  3. ウ 電流が流れる向き
答えと解説

答え:イ(方位磁針のN極が指す向き)

ある点に方位磁針を置いたとき、N極が指す向きを、その点の磁界の向きとします。

よくあるまちがい:磁界の向き=N極が指す向き。

問2図を見て選ぶ12点

図のように、厚紙をつらぬくまっすぐな導線に電流を流した。導線のまわりの磁界はどんな形になるか。

  1. ア 導線を中心とする同心円
  2. イ 導線から放射状に出る線
  3. ウ 導線と平行なまっすぐな線
答えと解説

答え:ア(導線を中心とする同心円)

まっすぐな導線のまわりには、導線を中心とする同心円状の磁界ができます。

よくあるまちがい:直線電流→同心円、コイル→棒磁石のような磁界。

問3図を見て選ぶ12点

電流を上から下へ(厚紙の上から見て奥へ)流した。上から見た磁界の向きはどうなるか。

  1. ア 反時計回り
  2. イ 時計回り
  3. ウ 向きは決まらない
答えと解説

答え:イ(時計回り)

電流の向きに右ねじを進めるとき、ねじを回す向きが磁界の向きです(右ねじの法則)。奥へ流れる電流のまわりは時計回りです。

よくあるまちがい:右ねじの法則:ねじの進む向き=電流、回す向き=磁界。

問4選んで答える12点

コイルに電流を流したとき、コイルの内部の磁界はどうなっているか。

  1. ア 導線のまわりを回る円になる
  2. イ 磁界はできない
  3. ウ コイルの軸に平行な向きにそろう
答えと解説

答え:ウ(コイルの軸に平行な向きにそろう)

コイルでは、1巻きずつの磁界が重なり、内部ではコイルの軸に平行な向きにそろった強い磁界ができます。

よくあるまちがい:コイルの磁界は、棒磁石のまわりの磁界と似た形になる。

問5選んで答える12点

電磁石の磁界を強くする方法として正しいものはどれか。

  1. ア コイルの中に鉄心を入れる
  2. イ 電流を小さくする
  3. ウ コイルの巻数を減らす
答えと解説

答え:ア(コイルの中に鉄心を入れる)

鉄心を入れる、電流を大きくする、巻数をふやす、と磁界は強くなります。

よくあるまちがい:強くする3つ:電流を大きく・巻数をふやす・鉄心を入れる。

問6選んで答える14点

コイルを右手でにぎるようにして、4本の指をコイルに流れる電流の向きに合わせると、親指はどの向きを指すか。

  1. ア コイルの内部のS極側
  2. イ コイルの内部の磁界の向き(N極側)
  3. ウ 電流の向き
答えと解説

答え:イ(コイルの内部の磁界の向き(N極側))

親指の向きが、コイルの内部の磁界の向きです。コイルの、親指側の端がN極になります。

よくあるまちがい:コイルは「右手でにぎる」、まっすぐな導線は「右ねじ」で考える。

問7選んで答える10点

まっすぐな導線に流す電流の向きを逆にすると、導線のまわりの磁界の向きはどうなるか。

  1. ア 同じ
  2. イ 逆になる
  3. ウ 磁界が消える
答えと解説

答え:イ(逆になる)

電流の向きを逆にすると、磁界の向きも逆になり、方位磁針のN極も逆を向きます。

よくあるまちがい:電流の向き↔磁界の向き、はセットで変わる。

問8記述18点

まっすぐな導線に電流を流すと、導線から遠い所に置いた方位磁針ほど、ふれ方が小さい。その理由を説明しなさい。

答えと解説

答えの例

電流がつくる磁界は、導線に近いほど強く、遠いほど弱い。遠い所では電流による磁界が弱く、地球の磁界(北を指そうとするはたらき)の影響が大きいので、ふれ方が小さくなる。

採点のポイント:導線から遠いほど、電流がつくる磁界が弱いこと/遠い所では地球の磁界の影響が大きいこと

よくあるまちがい:方位磁針は、電流の磁界と地球の磁界の両方の影響を受けている。