電流がつくる磁界について問題演習を行います。導線に電流が流れている場合、コイルに電流が流れている場合の磁界を確認します。
電流と磁界の確認問題
- 磁力がはたらく空間を何というか。
- 1を表す線を何というか。
- 2の線の間隔がせまいところほど、磁力はどうなるか。
- 1の向きはN極とS極のどちらからどちら向きか。
- 1の向きは方位磁針の何極のさす向きと同じになるか。
- 導線に電流を流すと、導線のまわりにどんな形の磁界ができるか。
- コイルに電流を流すと、コイルの周りに磁界ができるが、磁界を強くする方法を3つ答えよ。
解答
- 磁界
- 磁力線
- 強くなる
- N極からS極
- N極
- 同心円状
- コイルに流れる電流を大きくする。
コイルの巻き数を増やす。
コイルの中に鉄心を入れる。
【練習問題】電流と磁界・コイル
下の図1のように、電源装置と電熱線、スイッチ、コイル、電流計、電圧計を接続した装置をつくった。この装置に電圧をかけると、電圧計が6.0V、電流計が0.5Aを示した。コイルの抵抗は無視できるのもとして、次の各問いに答えなさい。
（1）この装置に接続されている電熱線の抵抗は何Ωか。
（2）コイルのまわりに置いた方位磁針A～Cは最初北の方角を示していた。このあと電流がコイルに流れると、方位磁針A～Cは、それぞれ、図2のア～エのどれになるか。記号で答えなさい。
（3）この実験のあと、電熱線を取り外し、実験で使った電熱線と同じ電熱線を並列に2つ接続して、同じ大きさの電圧をかけた。このときの方位磁針の振れ方は、最初のときと比べてどうなるか。
【解答・解説】電流と磁界
（1）12Ω
抵抗は電圧V÷電流Aで求めることができます。
電熱線には6.0Vの電圧がかかっており、0.5Aの電流が流れているので、
6.0V÷0.5A＝12Ω
となります。
（2）磁針A：イ 磁針B：ア 磁針C：イ
コイルに電流が流れると、まわりには磁石と同じような磁界が発生します。図の状態で電流が流れると、コイルの南側がN極となるように磁界ができます。したがって、方位磁針AとCは北、中心にある方位磁針Bは南を指します。
（3）大きくなる
コイルに流れる電流が大きくなると、方位磁針の振れ方が大きくなります。コイルに流れる電流を大きくするには、回路の抵抗を小さくすればいいです。並列に抵抗を接続すれば、全体の抵抗が小さくなり、回路に大きな電流が流れるようになります。
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