中学生理科です。電気、コイルの問題です。 図の向きに電流をながし続けるためにはどうすべきかという問題

中学生理科です。電気、コイルの問題です。
図の向きに電流をながし続けるためにはどうすべきかという問題なのですが、解説を読んでもいまいち分かりません。
（解説の画像で）オレンジ色に線を引いてるところが分からないです。
どうやって磁界の向きを決めたんですか？
右手を使っても解答と合わなくて…

質問者からの補足コメント

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  見えますかねー？

  
    補足日時：2019/01/08 01:40

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2019/01/08 10:10

①は「右ねじの法則」ですから、電流を「時計回り」に見たときに「こちらから向こう向きに」磁力線ができます。

右手の親指以外の４本を電流の回る向きに丸くすると、親指の向きが「磁力線の向き」です。つまり、図１の場合には「左→右」になります。
　これは「コイルの中」の磁力線の向きなので、コイルの外から見れば、磁力線は「コイルの右側から出て、ぐるっと大きく外を回ってコイルの左に消える」ので、右側が「N極」、左側が「S極」になります。

②２つのコイルは全く同じなので、左のコイルの右側は「N極」（③）、右のコイルの左側は「S極」（④）になり、引きつけ合います。

⑤ コイルに磁石を近づけると、コイルにはその「磁力線」を打ち消そうとする磁力線を生じます。中学校では習わないと思いますが、この性質を「レンツの法則」と呼びます。
（自然界には、現在の状態を維持・継続しようとする働きがあるようで、止まっているものを動かすときにも、動いているものを止めるときにも力が要ります）
　その磁力線の向きは、磁石のＮ極を近づけると「左→右」の磁力線が大きくなって来るので、コイルの中に「右→左」の磁力線を発生するような電流が流れます。右手の手のひらを向こう側に向けると「親指」が磁力線の向き（左向き）になるので、そのときに「親指以外の４本の指」の回る方向が電流の向きです。つまり、下の抵抗の位置では「左→右」。
これが「電磁誘導」（⑤）です。

⑥も、図４のコイル１は右側が「Ｎ極」ですから図３の棒磁石と同じです。
なので、これを「近づける」ことで矢印方向の電流を流すことができます。
コイル１の電流を大きくすれば、コイル１の作る磁力線の数が増える、つまり「右側のＮ極の磁石が強くなる」ということなので、「磁石を近づける」のと同じ効果になります。
つまり、「コイル１を近づける」または「コイル１の電流を大きくする」ことで、コイルの２の矢印方向の電流を流すことができます。ただし、「磁力線の数が増える」ときに電流が流れるので、電流を流し続けるには「近づけ続ける」「コイル１の電流を増加し続ける」ことが必要です。止めたらコイル２の電流はゼロになります。

こんな説明で分かるかな？

この回答へのお礼

全ての問題にご丁寧に解説ありがとうございます！
レンツって名前たまに聞きますが、そういうことだったのですね。
図３の棒磁石と確かに同じですね！！=になりますね！！なるほどです！！
電流が流れるときは磁力線の数が増えるときなんですね！！
すっきりしました。ありがとうございます！！

お礼日時：2019/01/08 21:59

No.2 回答者： masterkoto 回答日時： 2019/01/08 16:09

詳しくは高校の物理を習えば理解できると思います。

中学生なら、図３をヒントに考えれば良さそうです。
図３のようにN極を近づけると矢印の向きに電流が流れる事を参考にすれば良いです。
図4では、コイル１が図3の磁石のN極の代わりをしてくれれば、コイル２に図3と同じ向きの電流が流れる
と考えるのです。
では、どうすれば磁石の代わりをしたことになるのか。
図３ではコイルの左側にN極が近づいているので、言い換えれば、コイルの左側にN極の影響が強まっていく状態でとす。
これと同じ状況を図４のコイル１に再現させるのです。
電池の＋－から、コイル1には左側から右側へと電流が流れるのは分かりますよね。
ここで、右手の登場です
コイルの巻き方をよく見てやると、電流は下図の赤矢印のような渦を巻きながら流れていると分かりますから、右手の親指を立てて、親指以外の4本指を電流の渦の向きに合わせて握りましょう！
このとき親指は右を向いていませんか？
この指の向きが磁界の向きです（青矢印）
この矢印はN極からでてS極に入るというルールがありますから
コイル１の右側がN極と言えます。
図３と同じ状況を作るためには、このコイル１のN極を近づければ良いのですが、いつまでも近づけ続けることは不可能です（いつかはコイル１とコイル２はくっついてしまうから）
磁界（磁石の影響力）が変わることでコイルに電磁誘導が起き電流が流れるわけですが、N極を近づけることが中断されてしまえば、磁石の影響力が変化しなくなるので電磁誘導も中断されてしまい、コイル２に電流を流し続けることが出来ません
そこで、コイル２の左側に、コイル１のN極の影響力を強めつつづける方法として、コイル１の電流を大きくし続け、コイル１の磁石の力（N極の力）を大きくし続けよう　というのが解説に書かれていることの意味ですよ＾－＾￥

この回答へのお礼

そうか、確かにいつかはくっついてしまいますね！！
電流を大きくすれば磁石の力も大きくなるという基本的なことを忘れていた気がします。ありがとうございます！！

お礼日時：2019/01/08 22:05