Question

中3

解説お願いします🙏

5.Aさんは、電流が磁界から受ける力について調べるために、次のような実験を行っ
た。 これらの実験とその結果について、あとの問いに答えなさい。 ただし、電子てん
びんの測定の機能は磁界の影響を受けないものとする。
[実験 1 ]
図1
図1のように、直流電源 スイッチ、 抵抗器 電
流計、コイルをつなぎ、 コイルを電子てんびんの上
にのせ、コイルの真上にN極を下にした磁石を固定
した。 回路に流れる電流の大きさを変えながら、電 コイルー
子てんびんの示す値を調べた。 表は、 その結果をま
直流電源
磁石
スイッチ
とめたものである。
電子!
抵抗器
てんびん
〈電流計
表
f
電流の大きさ [mA]
0
50
100
150
200
電子てんびんの示す値 [g] 10.80 11.64 12.48 13.32 14.16
[実験2]
図2のように、プラスチック製のコップの底にはりつけたコイルを交流電源につない
で交流を流し、磁石を近づけたところ、コイルを流れる電流が磁石のつくる磁界からカ
を受けてコイルが振動し、その振動がコップに伝わって音が出た。 このとき、 交流電源
にオシロスコープをつないで表示した交流の波形と、コップから出た音を図2のように
マイクロホンで拾ってオシロスコープで表示した音の波形はそれぞれ、図3、図4のよ
うになった。
図2
プラスチック製
のコップ
コイル
電圧
マイクロホン
交流電源へ
磁石
振幅
時間 一
時間
図3 交流の波形
図4 音の波形

(1) 次の文は、Aさんが実験の結果から考えられることをまとめたものである。文中の
①,②にあてはまる向きを、 図1のア、イからそれぞれ選び記号で答えなさい。
表から、コイルは図1の( ① )の向きの力を受けていると考えられる。このカ
は、コイルを流れる電流が図1のコイルの内側に(2)向きの磁界をつくり、 コイ
ルが電磁石のはたらきをすることで、コイルと磁石が互いにおよぼし合う力だと考えら
れる。

2) 実験1において、回路に流れる電流を逆向きにして、電流の大きさを100mAにした
きの電子てんびんの示す値は何gとなるか。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ブドウくん

電流が流れるとそこには磁界が生じます。右ねじの法則に従って、このコイルには上向きか下向きの磁界が生じていることがわかります。（電流の向きがわからないのでどちら向きかはわからない）
電流値を上げたときに電子天秤の値が大きくなったということは下向きの力が生じているということです。コイルの上にはN極を向いた磁石が取り付けられており、この磁石のN極に反発するような磁界がコイルに生じているからだと捉えることができます。

磁石のN極
　　　　　　　　←
　S
コイル
　N

だと←のところで、互いに引き合う力が生じてしまうので

磁石のN極

　N
コイル
　S

という磁界が生じていると考えられ、磁界はNからSの向きなので下向きだとわかります。この電流の向きで100mAを流したとき、12.48gを示していて、電流を流していない状態の質量（コイル自体の質量）が10.80gなので、この差に対応する1.68g（=0.00168 N）が電流による下向きの力です。電流の向きを変えるとコイルの作る磁界も右ねじの法則に従って反転するので、1.68g分の下向きの力だったものは上向きの力となるので、10.80-1.68=9.12gになると思われます。

中3

めっちゃ分かりやすかったです✨️
ありがとうございます😭