電磁誘導に関する問題!点数が上がる高校入試理科最強問題

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電流と磁界に関する分野の電磁誘導に関する問題を取り扱います。コイルやモーターなどのつくりと同じくらい出題頻度が高い問題になります。

電磁誘導に関する問題

問題下の図のように、検流計につないだコイルの上から、棒磁石のN極を下に向けてゆっくりと近づけたところ、検流計の針が左に振れた。これについて次の各問いに答えよ。

電磁誘導

  1. コイルに棒磁石を近づけると、コイルの周りの磁界が変化し、コイルに電流が流れた。この現象を何というか。
  2. このとき流れた電流を何というか。
  3. エネルギーの移り変わりで考えると、1の現象では何エネルギーが何エネルギーに変換されているか。
  4. コイルの上端側から棒磁石のS極を下にして、コイルから遠ざけると、検流計の針は右と左のどちら側に振れるか。
  5. 上の図の装置で、同じ棒磁石をコイルの上から近づけると、検流計の針が右側に振れ、上図の場合よりも大きく振れた。この場合、棒磁石をどのように動かしたか。
  6. 上の図の装置を応用し、コイルと磁石を使って電流をとり出す装置を何というか。
  7. 6の装置で得られる、周期的に大きさと向きが変わる電流を何というか。
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電磁誘導に関する問題 解答・解説

  1. 電磁誘導
    コイルの周りの磁界が変化し、コイルに電流が流れる現象を電磁誘導といいます。
  2. 誘導電流
    電磁誘導で流れる電流を誘導電流といいます。
  3. 運動エネルギーが電気エネルギーに変換されている。
    棒磁石が動いているので、始めのエネルギーは運動エネルギー。電流が流れたことから電気エネルギーに変換されたことがわかる。
  4. 左側
    コイルの上端に、棒磁石のN極を近づけると検流計の針が左に振れていることから、棒磁石の極を逆にし、さらに動かす向きを逆にすると、検流計の針は逆の逆でもとと同じように振れます。
    次のように書き出しておくと便利です。
    N近づける左 N遠ざける右 S近づける右 S遠ざける左
  5. S極を下に向け、コイルに素早く近づけた。
    棒磁石をコイルの上側に近づけて、検流計の針が右に振れていることから、S極を近づけたことがわかる。また、針が大きく振れていることから、棒磁石を素早く近づけたことがわかる。
  6. 発電機
    電磁誘導の原理を利用して、連続して誘導電流をとり出せるようにした装置が発電機である。
  7. 交流(交流電流)
    棒磁石を近づけたり、遠ざけたりすると、流れる電流の大きさや向きが周期的に変化する電流が得られます。この電流を交流電流といいます。家庭のコンセントから得られる電流も交流電流になっています。乾電池や光電池などから得られる電流は直流電流で、向きや大きさが変化しない電流になります。
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