センター2017物理基礎追試第1問 問3「電磁誘導による電流の向き」

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■1巻きコイルの電磁誘導

物理が苦手な文子
図とグラフを見ると,円形の導線に,磁石を近づけたり,遠ざけたりしているのね。

物理が得意な秀樹
そうだね。

物理が苦手な文子
これって電磁誘導が起こるの?円形の導線をコイルと考えてよければ,電磁誘導が起こると考えていいんだと思うんだけど。

物理が得意な秀樹
そうだね。普通のコイルってエナメル線が何回もぐるぐる巻いてあるイメージだよね。

物理が苦手な文子
そう,そう。

物理が得意な秀樹
実際は1回でもぐるっと巻いてあれば,コイルと考えていいんだ。

物理が苦手な文子
だとすると,電磁誘導が起こると考えていいのね。

物理が得意な秀樹
そうだね。そもそも電磁誘導って,どういう現象かは分かる?

物理が苦手な文子
コイルに磁石を近づけたり,遠ざけたりすると,コイルに電流が流れるっていう現象よね。

物理が得意な秀樹
簡単に言うとそういうことだね。

物理が苦手な文子
ということは,時間範囲Ⅰでは棒磁石は静止しているので,電流は流れないわよね。

物理が得意な秀樹
その通り。

物理が苦手な文子
時間範囲Ⅱではコイルと磁石は近づいていて,時間範囲Ⅲでは遠ざかっているのね。

物理が得意な秀樹
そうだね。

物理が苦手な文子
確か磁石とコイルが近づくときと遠ざかるときでは,電流が流れる向きは逆になるわね。

物理が得意な秀樹
そうだね。つまり答えは⑦だ。「物理基礎」の範囲ではこれでいいんだけど,「物理」の範囲では電流の流れる向きがわかるので,考えておこうか。

■実際の電流の向きは?

物理が苦手な文子
時間範囲Ⅰでは電流が流れないのは,それでいいわよね。

物理が得意な秀樹
時間範囲ⅡではコイルにS極が近づくんだね。S極付近の磁場の向きはわかるかな?

物理が苦手な文子
S極には磁力線が入っていくので,図でいうと上向きね。

物理が得意な秀樹
そうすると,S極をコイルに近づけると,コイルを貫く上向きの磁束が増えるよね。

物理が苦手な文子
そうすると,それを妨げる向き,つまり下向きの磁束が増えるような向きにコイルには電流が流れるのよね。電流が流れる向きは,上から見ると時計回りになるわね。

物理が得意な秀樹
そうだね。コイルを流れる電流の向きは右ねじの法則に従うんだよね。

物理が苦手な文子
ということは,S極をコイルから遠ざかると,コイルを貫く上向きの磁束が減るわよね。その変化を妨げるように,つまりコイルを貫く上向きの磁束ができるように,こいるに電流が流れるのね。

物理が得意な秀樹
そのくらい理解できていれば,この段階では十分だね。もう一度確認すると,この問いの答えは⑦だ。

 

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