LastUpDate 2023/10/03

磁界

コイルによる磁界を調べるために次の実験を行った。これについて後の各問いに答えよ。
[実験]図1のようにコイルを厚紙に差し込んで固定し、電熱線Pとつないで電流を流した。図2は厚紙とコイルの部分を真上から見た図である。
koiru
koiru

電熱線をつなぐのはなぜか。理由を答えよ。 厚紙上のAの位置に方位磁針を置いたとき, 方位磁針のN極はどの方角を指すか。 厚紙上で方位磁針をAからB→C→D→E→F→G→Hを通って、もとのAの位置まで時計回りに移動させた。 このときの方位磁針の針の動きを説明した文として正しいものをア〜オから選んで記号で答えよ。
ア 方位磁針の針は時計回りに1周する。
イ 方位磁針の針は反時計回りに1周する。
ウ 方位磁針の針は時計回りに2周する。
エ 方位磁針の針は反時計回りに2周する。
オ 方位磁針の針は一方向を指したまま動かない。
電流が磁界から受ける力について調べるために次の実験を行った。これについて後の各問いに答えよ。
[実験]図1のようにコイルをぶらさげて、電熱線Pとつなぎ、電流を流しコイルの動きを調べた。

NSコイルXY図2

電流はコイルをA→B→C→Dの向きに流れている。このときコイルはどちらの方向に振れるか。真横から見た図2のX、Yから適する方を選んで記号で答えよ。 コイルの振れる向きを逆にするにはどうすればよいか。方法を答えよ。 コイルの振れ幅を大きくするにはどうすればよいか。方法を答えよ。 電流が磁界から受ける力を利用したものはどれか、ア〜エから選んで記号で答えよ。
ア LED イ モーター ウ 電磁石 エ 電熱器
次の実験について後の各問いに答えよ。
[実験]図1のようにコイルを検流計につなぎ、棒磁石のN極を下にして上からコイルに近づけると検流計の針がマイナス側(左側)に少し振れた。

コイルの中の磁界を変化させることで電圧が生じ、電流が流れる。この電流を何というか。
この実験の場合と同じ向きに検流計の針が振れるものをア〜エから選んで記号で答えよ。
ア N極を上に遠ざける
イ S極を上から近づける
ウ N極を下から近づける
エ S極を下から近づける
棒磁石のN極を図2のようにコイルのそばで止めておくと検流計の針はどうなるか、理由を含めて答えよ。
実験の装置を用いて図3のようにN極をコイルの右側から真上を通り過ぎて左側まで横に一定の速さで動かした。 このときのコイルに生じた電流と時間の関係を表したグラフを、ア〜エから選んで記号で答えよ。
コイルの中の磁界を変化させることで連続的に電流を発生させる装置を何というか。

大きな電流が流れて、電流計が壊れるのを防ぐため。 コイルだけでは回路の抵抗は極めて小さくなるので、非常に大きな電流が流れてしまう。 西電流の向きが青矢印、磁界の向きが赤矢印になる。方位磁針のN極は磁界の向きを指すのでAの位置のとき針は西を向く。 kaisetuKoiru1 ABCDEFGHに方位磁針を置くと図のようになる。針は右回りで2周する。 kaisetuKoiru2 Y 磁石による磁界と電流による磁界を合成すると,向かって右の磁界は弱め合って磁力線が減り、向かって左は強め合って磁力線が密になる。密になった磁力線は広がろうとするので矢印の方向に力を受ける。 NS
NS
電流の向きを逆にする。 磁石のN極とS極を逆にする。 のうちから1つ 力のむきを逆にするには、電流の向きか磁界の向きのどちらか片方を逆にする。両方を逆にすると力の向きは変わらない。 電源装置の電圧を大きくする。磁力の強い磁石にかえる。抵抗の小さい電熱線にかえる。コイルの巻き数を増やす。 のうちから1つ 受ける力を大きくするには、流れる電流を大きくするか、磁石の磁界を強くすれば良い。 モーターはコイルと磁石を組み合わせて、コイルを流れる電流が磁石による磁界から受ける力を回転運動にかえる装置である。
誘導電流 コイルの中の磁界を変化させることで電圧が生じ、電流が流れる現象を電磁誘導といい、そのときの電流を誘導電流という。 実験ではコイルによる磁界が上にN極になるように生じる。同じなのは下にS極が生じるエである。 コイルの中の磁界が変化しないので、電流は流れず、検流計の針は動かない。 誘導電流はコイルの中の磁界が変化したときに生じる。 N極がコイルの上側に近づくと実験と同じくマイナス側に電流が流れ、N極が遠ざかると逆向きに流れる。 発電機発電機は電磁誘導を利用して電流を発生させる装置である。

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