アルミ箔はどっちにうごく?右手と左手を使いこなそう!

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右ねじの法則とフレミング左手の法則を使うことができますか?

さて、今日は次のような問題に挑戦してみましょう!
センター試験にも同じような問題がでたことがあるんです!

腕だめしに挑戦してみてください!

スクリーンショット 2015-01-15 9.18.16

 幅が狭くて長いアルミ箔をU字に曲げてつるします。ここに電流Iを図のように流しました。2本のアルミ箔の間隔をLとします。このとき点Pは、単位長さあたりどのような向きにどんな大きさの力を受けますか。ただし透磁率をμとします。

解答・解説

まず左側のアルミ箔に流れる電流が作る磁場を、右手をつかって考えてみましょう。次のような回転方向に磁場ができます。

スクリーンショット 2014-01-19 18.44.08

この導線が作る磁場は、直線電流が作る磁場の公式から、

H = I/2πL

となります。

次にこの磁場が右側の導線に次のように貫くので、

2c4c10652a5085e8baaa3198454468fb

フレミング左手の法則を使って考えると、

スクリーンショット 2014-01-19 18.44.15

上から見ると、

スクリーンショット 2015-01-15 9.33.09

このような向きに力を受けます。このとき導線が磁場から受ける力は、

F = LIB

より、

F = 1×I×μH = μI^2/2πL

となります。

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プロフィール

桑子 研
桑子 研(くわこけん) 1981年群馬県生まれ。共立女子中学高等学校の理科教諭を務めるかたわら、サイエンストレーナーとして全国で実験教室やICT活用講演会を開いている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)、『きめる!物理基礎』(学研)など科学啓蒙書・参考書・絵本など10冊。東京書籍の教科書編集委員・ナリカサイエンスアカデミー公認講師。

全国で科学教室を実施中!

幼児から高校生までの科学実験教室をひらいています。また教師のための実験×ICT講座を全国で行っています。