理科ラボ

物理基礎｜電気（4）電流と磁場

電流は磁場をつくり、磁場の変化は電流をつくる

電流のまわりには磁場ができ、磁場の中の電流は力を受け、磁場が変化すると電流が流れます。モーターと発電機のしくみです。中学のふり返りから始めて、予想してから5つのステップで確かめよう。

ことばの準備

さきに知っておくこと

    ステップ1

    まっすぐな電流のまわりの磁場は？

    予想：まっすぐな導線に、紙の裏から表へ電流を流した（⊙）。まわりに置いた方位磁針の N 極は、上から見てどう並ぶ？

    緑＝磁場（磁力線）、赤＝力・N 極、青＝S 極。⊙ は紙の裏から表、⊗ は表から裏に向かう電流。

    予想を選ぶと、ここで条件を変えられるようになります。

    公式

    この単元の式

    名前式ことばで言うと・単位
    右ねじの法則ねじの進む向き ＝ 電流回す向き ＝ 磁場の向きまっすぐな電流にもコイルにも使える
    フレミングの左手中指 ＝ 電流、人さし指 ＝ 磁場、親指 ＝ 力電・磁・力（でん・じ・りょく）3 本を直角に開く。モーターの力の向き
    電磁誘導磁場の変化 → 誘導電流変化が速いほど大きい電流コイルの巻き数を増やしても大きくなる

    向きの法則は、図に「電流」「磁場」を書きこんでから手や右ねじで確かめる。式で覚えるより、指で確かめる方が確実。

    重要語句

    この単元でおさえること

    確認問題へ問題ページへ →実験道具：磁石と電磁石のまわり電流や磁石のまわりの磁場を、自由に調べよう →

    実験のあとに読む

    なぜ発電機は「回し続ける」必要があるのか

    何を比べる？

    電流の向きを変えたときの磁場、巻き数を変えたときの電磁石の強さ、電流を変えたときの力、磁石を動かす速さと検流計のふれ、止まった磁石と検流計を比べます。

    結果をどう考える？

    電磁誘導で電流が流れるのは、コイルを通る磁場が変化しているときだけです。発電機は、磁石やコイルを回し続けて磁場を変化させ続けることで、電流を作り続けています。止まると変化がなくなり、電流も止まります。モーター（電流 → 力）と発電機（動き → 電流）は、逆のはたらきをしています。

    まちがえやすい点・モデルの条件

    「強い磁石を近くに置いておけば電流が流れる」はまちがいです。電磁誘導に必要なのは磁場の「強さ」ではなく「変化」です。

    制作：現役の理科教員 ／ 制作の考え方