中2理科「レンツの法則」電磁誘導での誘導電流の向きがわかる!

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中学2年理科。今日は電磁誘導の発展内容「レンツの法則」について説明します。発展内容になりますので、まだ電磁誘導の基礎がわからない人は先に『中2理科「電磁誘導」発電機のしくみ』で基礎を定着させてください。

レンツの法則

レンツの法則が理解できれば、電磁誘導で誘導電流がどの向きに流れるかがわかるようになります。この法則は、ロシアの物理学者、ハインリヒ・レンツさんが発見した法則なので「レンツの法則」という名前が付けられています。

レンツの法則は、電磁誘導で誘導電流が流れる向きは、磁石の動きをさまたげるように誘導電流が流れるという法則です。わかりにくいので図で説明します。

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電磁誘導での誘導電流の向き

レンツの法則1

  1. 棒磁石のN極を下にして、コイルの上端に近づける。
    このとき青い線が棒磁石がつくっている磁界になります。
  2. コイルに棒磁石の動きをさまたげる(しりぞけ合う)向きに誘導電流が流れる。
    コイルの上端がN極になるように(赤いコイルの磁界ができるように)誘導電流が流れる。

今度は、逆に棒磁石のN極を遠ざけてみます。

レンツの法則2

  1. 棒磁石のN極を下に向けたまま、コイルの上端から遠ざける。
    このとき青い線が棒磁石がつくっている磁界になります。
  2. コイルに棒磁石の動きをさまたげる(引き合う)向きに誘導電流が流れる。
    コイルの上端がS極になるように(赤いコイルの磁界ができるように)誘導電流が流れる。

コイルにできる磁界の向きがわからない方は、下の記事を参考に復習してみてください。
参考中2理科「導線のまわりの磁界」ペン分解方式で解く!

レンツの法則 練習問題

[問題]下の図の1~4のように棒磁石を動かしたとき、コイルの点部を流れる電流はアとイのどちらか。記号で答えよ。

レンツの法則3

解答・解説


  1. N極が近づく動きをさまたげるように、コイルの上端がN極になり、しりぞけ合うように誘導電流が流れる。

  2. N極が遠ざかる動きをさまたげるように、コイルの上端がS極になり、引きつけるように誘導電流が流れる。

  3. S極が近づく動きをさまたげるように、コイルの上端がS極になり、しりぞけ合うように誘導電流が流れる。

  4. S極が遠ざかる動きをさまたげるように、コイルの上端がN極になり、引きつけるように誘導電流が流れる。

実践問題に挑戦レンツの法則 誘導電流の向きの判別 点数が上がる高校入試理科問題

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コメント

  1. south country より:

    間違ってませんか?レンツの法則では、s極になった方からn極になった方に向かって電流が流れるはずです。そうでなくても、上の説明と練習問題が矛盾しています。おそらく、説明が間違っています。そうならば、問題演習もまちがっています。改訂お願いします。

    • 運営チーム より:

      ご質問ありがとうございます!
      レンツの法則ですが、コイルの中心を貫く磁界の変化を妨げる向きに新たな磁界ができるという現象を説明しています。
      例えば、右側から棒磁石のN極をコイルに近づけた場合、コイルの中心を貫く磁界は左向きになりますよね。
      この磁界とは逆向き、右向きに磁界ができるようにコイルに誘導電流が流れます。
      このときコイルの右側はN極となり、接近する棒磁石を妨げる向きとなります。
      「s極になった方からn極になった方に向かって電流が流れる」とのご指摘がありましたが、コイルの巻き方によってn極になった方からs極になった方に電流が流れることもあります。
      詳しくは、コイルがつくる磁界(右ねじの法則)を確認してください。

  2. 金子 記① より:

     理科が苦手だが努力している子供さんに少しでも、理解してもらえればと、実験装置を製作しようとしている老人です。次のように考えて、見たのですが、先生から見た場合いかがでしょうか。
     レンツの法則 練習問題(3/6)問題 下の図の1~4……… 記号で答えよ。に対する解答・解説
     1.イN極が近づく動きをさまたげるように,コイルの上端がN極になり、しりぞけ合うように誘導電流が流れる。
    私の考え方:N極が近ずくと、近づかないようにするには磁石の極がN極になればよい。このためN極になるように誘導電流が流れる。反対に、離れる場合には、N極を引き戻すためにはS極になればよい。と考えます。つまり、①棒磁石の変化をさまたげるように磁石の極を考える。②その極ができるような電流の方向を考える。
     子供たちは、同極で反発し、異極では引き合うことは割合体験しているのでわかりやすいと思うのですが、いかがでしょうか?
     これから、練習問題のような実験装置(コイルは○○千回?位を巻線機で作り、左右に触れる高感度電流計を接続しようと思っております)を作り少しでも、不得意な子供さんが体験できればと思っております。
     お手数でも、よろしくお願いいたします。

    • 運営チーム より:

      コメントありがとうございます。レンツの法則の問題を書かせていただいた者ですが、
      金子様の考えで大丈夫でございます。むしろ噛み砕いた説明となっているので、
      金子様の説明のほうが生徒たちにとってわかりやすい説明になります。
      実験装置まで作って説明してもらえるなんて、生徒たちは本当に喜ぶと思います!
      電気や磁界などは、実際に見えない現象ですので苦手とする生徒が多いです。
      私もできるだけ、図などを駆使しながらわかりやすく説明出るように努めてまいります!
      今後ともよろしくお願い申し上げます。

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