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物理 高校生

ホイートストンブリッジです。(2)まではいいのですが(3)がどうしてもわからないです。 なぜ電流計が0だと(1)と電圧が同じになるんですか? あとの計算でV1=80×10^-2 としてますが、これは(1)と流れる電流が同じということですよね?したら(1)のようにキルヒホッフ... 続きを読む

必修 11. 電流と磁場, 荷電粒子の運動 基礎問 電流と磁場 Ⅰ. 図1のように,長い導線を水平に南北方向に張り,そ の真下の距離 10 [cm] のところに小さな磁針を置いて、 導線に電流を流した。このとき,磁針のN極は西に 45° 振れて静止したことから,この場所での地球の磁場の強 さの水平成分は 25 〔A/m〕 であることがわかった。 (1) 導線にはどの向きに電流を流したか。 (2) 流した電流は何 〔A〕 だったか。 (3g) 次に導線を取り除き、かわりにコイルの頭を南北方向と垂直になるよ うに1巻きの円形コイルを置き、その中心の磁場が0となるようにした い。 円形コイルの半径を20〔cm〕 とすると, コイルに流すべき電流の強 79 さは何 〔A〕か。 ⅡI. 図2のように、紙面に垂直な導線P, Qに同じ強さIの 直線電流が流れている。Pの電流は紙面の裏から表に向か う向きに,Qの電流はPと逆向きに流れている。導線P. Qからの距離がともに4の紙面上の点Xに生じる磁場の (福岡大改・愛媛大) 強さを求め、その向きを図示せよ。 I H=- (r: 電流からの距離) 2πr () 円形電流の中心の場合 北 H=- ( r円の半径) 2r 45 C 15+0=3 P 0 10cm 図1 XA a. 3. ●地磁気 地球は北極をS極,南極をN極 精講 とする大きな一つの磁石であり,地表には 地球による北向きの磁場が存在する。 これを地磁気という。 【参考】 磁気量 (磁極の強さ) をmとすると, 強さHの磁場 から磁極が受ける力の大きさFは,F=mH である。 ●電流がつくる磁場 電流がつくる磁場の強さは電流の強さに比例するが, そ の強さを与える式は電流の形状によって異なる。 電流Iがつくる磁場の強さを Hとすると 電流ⅠⅡ (i) 直線電流 ( 十分に長い) の場合 a 図2 H 磁場 (A) SLO TA a 1 Gir Q ルの内部の場合 ソレノイドコイ H=nl (n: 1 〔m〕 あたりの巻数) ●右ねじの法則 右ねじの進む向き ●京靴の向きにとると、右ねじを回す 向きが磁力線の向きを表す。この 磁力 磁力線の向きの接線方向が磁場の間 である。 磁場 クトル和である。 ●磁場の合成 複数の電流による磁場は、各電流がその場所につくる磁場のベ I. (1) 磁針の向きより, 合成磁場の向きは北向 真上から見た図 きから西へ45° 振れているので、 導線の電流が 45 つくる磁場は西向きである。 よって, 導線を流れる電流の向き は、右ねじの法則より, 北向きである。 (2) (1)より、導線の電流がつくる磁場の強さをH [A/m] とす ると, H=25 [A/m〕 である。 電流の強さをI〔A〕 とすると, I 2×0.10 よって,I=5=5×3.14≒16 [A] (3) 円形コイルの中心の磁場が、 地磁気と逆向きで、同じ大き H= -=25 さであればよい。 コイルに流す電流の強さをI' 〔A〕 とすると, I' VI I 2ла 磁場H I. (1) 北向き Ⅱ. 磁場の強さ: -25 よって, I'=10 [A] 2×0.20 TARS KAME I. 導線P, Q の電流がそれぞれ点Xにつくる磁場の強さを H, HQ とすると, I 2лα H Hp=Ho= 導線 P, Q の電流がつくる磁場の向きは右図となる。 磁場の強さが等しく, なす角が120° であることより,合成磁場 の向きは右図の太い矢印の向きである。 また, 合成磁場の強さ Hx は , Hp (または HQ) と正三角形をつくることより, (2) 16 〔A〕 I 向き 2ла' Hx=Hp= 【参考】 成分で求めると, Hx=Hpcos60°×2=He となる。 北 R÷Á÷AN….... (3) 10 (A) a の図 磁力線 .25 [A/m) 電流 磁場 H₂O H60060° Far-102043: H₂ 図 a Q 第4章 電気と磁気 流と磁場, 荷電粒子の運動 177

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理科 中学生

この問題の(3)を教えて欲しいです。方位磁針の黒い方が磁界の向きをあらわす。左手の法則を使ってみると磁界の向きは下になりました。磁界の向きが上や下の場合、方位磁針の針の向きは定まらなく、クルクルと回るのではないでしょうか?答えがアになる理由が知りたいです🙏🙇🏻‍♀️

問題 7 磁界の中で電流を流したコイルのようすを調べるために、次のような実験をしました。図 2は,電流が磁界から受ける力を利用してコイルが連続的に回転するように工夫された装置を,図 3は、図2の装置が回転するしくみを模式的に表したものです。これについて, あとの (1)~(6)の問 いに答えなさい。 【実験】 磁界の中で, コイルに電流を流し, コイルがどのような力を受けるか調べる ① 図1のように, コイルの一部がU字形磁石の磁界の中に入るようにつるし, 回路をつ くって電流を流すと, Xの方にコイルが動いた。 2 コイルの動く向きを変化させる方法について調べる。 図 1 A ↑↑ S 電流 A B U字形磁石 コイル N極 B 電源装置 コイル e A 図2 電流計 「抵抗器 (10Ω) (1) 図1で,回路に抵抗器を入れるのはどうしてか。 「回路」ということばを使い,その理由を簡単 に書け。 回路に、大きな電流が流れないようにするため。 (2) 実験①で, U字形磁石がつくる磁界を磁力線で表すと,どのようになるか。 次のア~エから適 当なものを1つ選び、その記号を書け。 5 S S (3) 実験の①で, 電流を流したとき, 点Yに置いた方位磁針のN極が指す向きはどのようになるか。 次のア~エから適当なものを1つ選び, その記号を書け。 ただし, ア~エは,点Yに置いた方位磁 針を真上から見たものとする。 Ⓡ B コイル 図3 ウ コイル ブラシと整流子で、図3のコイルがア(半回転 を流れる電流の大きさ・ うにしている。 -7- ウ 電流 B せいりゅうし 整流子 コイル I プブラシ エコイルの巻き数を増やす I B KOMATION PAR (4) 実験の②でコイルの動く向きを逆にするためには,どのような方法があるか。 次のア~エから 適当なものをすべて選び, その記号を書け。 磁石の極を逆にする コイルを巻いている向きを逆にする (5) 図2の装置を何というか。 その名称を書け。 (6) 次の文は、図3のコイルが連続して回転するしくみについて説明したものである。 文中のアイ の( )にあてはまる適当なことばをそれぞれ選び, ○で囲んで文を完成させよ。 磁石の磁力を強いものにする コイル 1回転)するごとに,コイル 向き)を変化させることで, 連続して回転できるよ 03

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理科 中学生

電流と磁界についての問題なのですが、(2)②③がなぜそうなるのかが分かりません。教えてください。

(2) 図3のように、鉄心に巻き付けたコイル A, コイルBに,それぞれ直流電源とスイッチ,および 装置Gをつないだ。 ①~③の問いに答えよ。 ① スイッチを入れ、コイルAに電流を流した瞬間, 装置Gの針が ふれた。このとき, コイルBの北側にはN極S極のどちらが生 じるか。 また、装置Gの針がふれた向きは+側 磁極( 側のどちらか。 ] N極 針がふれた向き〔十側 ) ②コイルAに一定の強さの電流を流し続けているとき, 装置Gの針 のふれはどのようになるか。 最も適当なものを次のア~ウから1 つ選び,記号で答えよ。 [7] ア +側で静止する。 イー側で静止する。 ウ ゼロ点で静止する。 図3 イ S ウ+側からゼロ点 エー側からゼロ点 オゼロ点から+側 カゼロ点から-側 0 +U 装置 G to +o 直流電源 北---- 鉄心 南 コイル コイル ③ 次の文章は、②の状態からスイッチを切り, その後、再び入れたときに、装置Gの針がどのよ うにふれるかを説明したものである。 (i)~( )にあてはまる語句を,それぞれあとの ア~カから1つずつ選び, 記号で答えよ。 (i) (7) (i) (7) (iii) ( X ) スイッチを切ると, コイルAに電流が流れなくなり、コイルAをつらぬく磁界の磁力が減少する。 その結果、コイルBの南側には、その変化をさまたげるように(i) 極が生じ、装置Gの針は ( )に向かってふれる。 しばらくして、再びスイッチを入れると, コイルAをつらぬく磁界に 新たに変化が起こり 装置Gの針は( )に向かってふれる。 アN

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