理科ラボ

実験道具 / 中学2年 物理

電磁誘導(コイルと磁石)

磁石をドラッグしてコイルに近づけたり遠ざけたりして、コイルに流れる電流(誘導電流)の向きと大きさを検流計で調べよう。動かし方・磁石の向き・巻数で結果が変わります。

使い方

3ステップ
  1. 磁石を動かす図の中の磁石をドラッグして、コイルに近づけたり遠ざけたりします(指でも動かせます)。
  2. 検流計を見る右の検流計の針と「電流の向き」の表示で、電流の向きと大きさがわかります。導線の中の電子の動きも見えます。
  3. 条件を変えるコイルの巻数、磁石の強さ、N・Sの向き、磁石の位置(上・下)を変えられます。

全4ミッション。もちろん、自由に組み立ててもOK。

⚡ レンツの法則シミュレータ

磁石をドラッグしてコイルに近づけたり遠ざけたりしてみよう。誘導電流の向きと強さが検流計に表れます。

🧲 磁石をドラッグできます

コイルの巻数

5

磁石の強さ

弱い強い

磁石の向き・位置

測定値

起電力:0.00
電流の向き:静止
- 導線内を移動する電子

やってみよう

ミッションに挑戦

上から順に進めると、少しずつわかるようになっています。「このミッションを始める」を押すと、磁石がコイルの上にもどります。動かすのは自分で。

ミッション 1

磁石を近づけると?

磁石のN極をコイルに近づけて、電流が流れるか調べる。

  1. 磁石をドラッグして、上からコイルに近づけよう。
  2. 検流計の針はふれた? 電流はどちら向き?
  3. 磁石をコイルの近くで止めると、電流はどうなる?

見るところ磁石を動かしているときと、止めたときの検流計の針。

やってみたら開こう:わかること

コイルの中の磁界が変化すると、コイルに電圧が生じて電流が流れる。これを電磁誘導といい、流れる電流を誘導電流という。磁石を止めると、磁界が変化しないので電流は流れない。

ミッション 2

遠ざけると向きは?

磁石を近づけるときと遠ざけるときで、電流の向きをくらべる。

  1. 磁石をコイルに近づけて、電流の向きを見よう。
  2. 次に、磁石をコイルから遠ざけよう。
  3. 電流の向きはどうなった? N・S を反転して試すと?

見るところ近づけるときと遠ざけるときの電流の向き。

やってみたら開こう:わかること

磁石を近づけるときと遠ざけるときでは、誘導電流の向きが逆になる。磁石の極(N・S)を逆にしても、電流の向きは逆になる。

ミッション 3

大きな電流をとり出そう

磁石の動かし方を工夫して、大きな誘導電流を流す。

  1. 磁石をゆっくり動かしたときと、速く動かしたときで、「起電力」の値をくらべよう。
  2. 磁石の強さを強くするとどうなる?

見るところ磁石を動かす速さ・磁石の強さと、起電力の大きさ。

やってみたら開こう:わかること

磁石を速く動かすほど、強い磁石を使うほど、コイルの中の磁界の変化が大きくなり、大きな誘導電流が流れる。

ミッション 4

コイルの巻数を増やすと?

コイルの巻数を増やして、誘導電流の大きさをくらべる。

  1. まず巻数3回のまま磁石を動かし、起電力を見ておこう。
  2. +ボタンで巻数を10回以上にしよう。
  3. 同じように動かすと、起電力はどう変わった?

見るところ巻数と起電力の大きさ。

やってみたら開こう:わかること

コイルの巻数が多いほど、大きな誘導電流が流れる。発電機は、このしくみで電流をとり出している。

この道具でわかること

わかること
電磁誘導コイルの中の磁界が変化すると、コイルに電流が流れる(誘導電流)
電流の向き磁石を近づけるときと遠ざけるとき、極を逆にしたときで逆になる
電流の大きさ磁石を速く動かす・強い磁石・巻数の多いコイルほど大きい

誘導電流は、磁界の変化をさまたげる向きに流れます(レンツの法則・高校で学ぶ内容)。

この実験道具は、現役の理科の先生が作ったシミュレーターを、作者の許可を得て理科ラボ向けに編集したものです。値や動きは学習用の模型で、実際の実験の結果と同じになるとは限りません。