Web Hits 2 Links-top diarynewton name
森谷東平

電磁気 (1)

初級物理

A)授業資料

1.空間の磁場の向き 0
磁石の周りの点、P1〜P6、の磁場の向きは?
1
その場所にコンパスを置いて、N極が示す向きがそこの磁場の向き
2
    磁場の向きが求まった

電流は磁場をつくる(エルステッドの発見1820年)

 
2.電流がつくる磁場

3
直線電流がつくる磁場の向きー右手親指則
 親指が電流の向き→4本指が磁場の向き

4
円形電流がつくる磁場
(左図)親指=電流、4本指=磁場
(右図)4本指=電流、親指=磁場(この方が易しい)

5
コイルがつくる磁場
 4本指=電流、親指=磁場

3.電流が磁場から
 受ける力(a) 

6
電流が受ける力=磁石に及ぼす力の反作用だ
6a
電流が受ける力の大きさ
6b
磁場中を移動する電荷の受ける力の大きさ

3.電流が磁場から
 受ける力(b)

3っつの図のどれか一つを使えば良い

7
フレミングの左手則
8
右手3本指、電・磁・力 則
9
右手のひら、電・磁・力 則

変動する磁場は電流をつくる(ファラデーの発見 1831年)

 

4. 変化する磁場がつくる電流

ファラデーの電磁誘導の法則

レンツの法則

10
誘導電流の 向き:レンツの法則
誘導起電力の 大きさ: ファラデーの法則

レンツの法則(「来るな・行かないで〜」の法則)
lenz-1

lenz-2
  11
誘導電流の 向き:レンツの法則(右手のヒラ電・磁・力則)
または、右手 力・磁・電則(下図)
 

5.磁場を横切る電線に生じる電流の向き

2つの図のどちらかを使えば良い

  12
右手3本指、 力・磁・電 則 =フレミング右手則
13
右手のひら 力・磁・電 則 
   

B)生徒実験 と イラスト(テストにも使用する図)

         
1 2 3    
1b 2b 3b    
1. 直線電流が作る磁場 2.コイルの電流が作る磁場 3.磁場中の電流が受ける力(アルミフォイルのブランコ)    
         
4 5 clip    
4b 5b motor    
4.磁場中の電流が受ける力(レールガン) 5.磁場中の電流が受ける力(クルックス管) モーター(クリップモーター)    
         
lenz b8      
7.運動する磁場がつくる電流(レンツの法則) 8.磁場中で運動するコイルがつくる電流      
         
dc ac      
9.磁場中で回転するコイルがつくる電流(直流発電機) 10.磁場中で回転するコイルがつくる電流(交流発電機)      

 


C)生徒実験の様子video
ビデオ

D) 生徒の感想(実験報告より)

こんなに簡単にモーターが作れるとは思わず、驚いた。最初は、なかなか回らず、回すために調整するのに時間がかかり、とてえも難しかったが、勢いよく回ってくれた時とても感動した。小さなことだが物理の実験で感動したことが初めてだったため、とても新鮮な気持ちになった。今後も感動する実験があることを心から期待している。   ー 鈴木志成(2013、11年生)

クリップモーターのコイル部分をバランスよく作り、接触をよくするのは難しかったが、実際に回りはじめた時は達成感を感じた。電流の向きや、磁場の向きを変えることで変わるコイルの回転方向を実際に東平の右手の法則を使って確かめることで、この法則の使い方が分かった。また、そのほかの実験を通して右手親指の法則を理解することができた。指を使って電・磁・力を表した法則を考えた人はすごいと思った。         ー 中山利輝(2014、11年生)

子供の時になんで扇風機は周りに何もないのに自分から周り続けるんだろうとパパに聞いたことがあるが、パパはいつかわかるようになるよと答えただけでそれからずっと不思議に思っていた。今から思うともしかしたらその時パパも答えを知らなかったのかもしれない。パパに電話して聞いてみた。パパはネットで調べたらわかるよと答えた。やっぱりパパは食品会社とケーキ屋のことで頭いっぱいでフィジックスについては何も知らなくてその時私の質問をごまかしていた(笑)。自分はもうパパを超えた知識を持っていることに気づきうれしかった。今回の実験では扇風機を動かす仕組みをよく理解することができとてもいい実験でした!また、最初は回らなかったモーターが回り出した瞬間にものすごい達成感を感じた。  ー Shutomo Iwai (2017、11年生)

E) テスト例            F) テスト図案集

こちらをご覧ください         自由にお使いください
1
           2