! 磁石・電磁石の磁界
⑴ 磁力 磁石や電磁石にはたらく力。
⑵ 磁界 磁力がはたらいている空間。
⑶ 磁界の向き 磁界に方位磁針を置いたと き，方位磁針のＮ極が指す向きを，その場 所の磁界の向きという。
⑷ 磁力線 磁石のまわりに方位磁針を置き， それぞれの磁針のＮ極の指す向きに矢印を かき，それをつないで，磁界の向きを表し た線。磁力線から，磁界のようすがわかる。
①磁力線の向き Ｎ極→Ｓ極の向き。
②磁力（磁界）の強さと磁力線 磁力線の間かん 隔かく
が狭せまいところほど磁力（磁界）は強く， 広いところほど弱い。
" 電流がつくる磁界
1 導線のまわりにできる磁界 電流が流れている導線を中心とした同心円状の磁界ができる。
①磁界の向き 電流の向きによ って決まる。電流が流れる向 きに右ねじを進ませるときの ねじを回す向きが，磁界の向 きになる（右ねじの法則）。
②磁界の強さ 導線に近いとこ
ろほど強い。また，流れる電流が大きいほど強くなる。
2 コイルのまわりにできる磁界 コイルに電流を流すと，その内側と外側に磁界ができる。
①内側にできる磁界 コイルの軸じくに平行な磁界ができる。右手の親指以外の４本の指を，電 流の向きに合わせたとき，のばした親指の向きが磁界の向きになる。
②外側にできる磁界 棒磁石とよく似た磁界ができ，その向きはコイルの内側と反対になる。 / 1 棒磁石のまわりの磁界と磁力線
磁界の向き 磁界の向き
磁界が強い。磁界が弱い。 磁力線 N
磁界の向き
Ｐ点での磁界の向き Ｐ
磁界の向き 磁界
導線
回す向き 電流の
向き 右ねじの
進む向き
弱 磁界強
約11°
磁針の指 す南極
磁針の指 す北極
地球の 自転軸
コイル 円形の導線
電流の向き 電流の向き
コイル
の軸 磁界の向き
電流の向き 右手 電流の向き
★地球の磁界 方位磁針 のＮ極が北を指すのは， 地球が大きな磁石にな っていて，北極付近に Ｓ極，南極付近にＮ極 があるから。
/ 2 導線のまわりにできる磁界
/ 3 コイルのまわりにできる磁界 / 4 電流とコイルの内側の磁界の 向きの関係
20 電流が磁界から受ける力 電流とその利用
3 コイルの磁界を強くする方法
# 電流が磁界から受ける力 1 電流が磁界から受ける力
磁界の中に置いた導線に電流 を流すと，電流には磁界の向 きと電流の向きの両方に垂直 な向きの力がはたらく。
2 電流が受ける力の向き 電流と磁石の磁界の向きによって 決まる。電流が受ける力の向きを逆にするためには，
①電流の向きを逆にする。 ②磁界の向きを逆にする。
3 電流が受ける力の大きさ 電流の大きさと磁石の磁力の強さ によって決まる。電流が受ける力を大きくするためには，
①電流を大きくする。 ②磁力の強い磁石を使う。
4 モーター 電流が磁界から受ける力を利用し，コイルが連続 して回転するようにした
装置。整流子によって半 回転ごとに電流の向きが 変わるため，コイルは常 に一定の向きに力を受け る。電流が磁界から受け る力を利用したものには， スピーカーなどもある。
重 要 実 験 電流が磁界から受ける力
❶図のような回路をつくり，電流を流す。
❷❶で電流の向きや磁石の極の向きを変える。
❸❶でコイルに流れる電流を大きくする。
結果
/ 5 電流が磁界から受ける力 コイル
100回巻き ②巻数を増やす。200回巻き ③鉄しんを入れる。 100回巻き 鉄しん 100回巻き
①電流を大きくする。 ★コイルに鉄しんを
入れると鉄しんも 磁石になるため， 磁界は数百倍∼数 千倍強くなる。
電流の向き 導線
磁石による 磁界の向き
力の向き
S
N
B
C C
A
D
力 電流
整流子
S
N
DB A
S
N
C
B
D
A
❶A→B，C→Dの向き
に電流が流れる。 ❷コイルに電流は流れ ないが，勢いで回る。 ❸❶とは反対の向き に電流が流れる。 接続が切れて
電流が流れない。
S
N
磁石によ る磁界
導線 力の向き 弱め合う。 強め合う。
電流による磁界の向き。
電源装置
コイル 電熱線
U字形磁石
回路に電流が 流れすぎない ように，電熱 線を入れる。
①左図の場合 電流の向き
磁界の向き
− ＋
S N
②電流の向きを 逆にする
＋ − S N
力の向きは①と逆
③磁界の向きを 逆にする
− ＋
S N
力の向きは①と逆
④電流と磁界の向 きを逆にする
＋ −
S N
力の向きは①と同じ
電流を大きくすると，コイルは大きく動く。
力の向き
磁界どうしのはたらき合い 電流には，磁界が強められる ほうから弱められるほうに向 かって力がはたらく。
/ 6 モーターの原理
フレミングの左手の法則 電流・磁界・力
の向きは互たがいに 垂直で，左手の 中指・人さし指・ 親指で調べられ る。
2 1
力
磁 界
左手 電 流
! 磁石・電磁石の磁界
□1 磁力がはたらいている空間を何というか。 （ ）
□2 磁界に方位磁針を置いたとき，その場所の磁界の向きは，方位磁針の何極が指す向きか。
（ ）
□3 磁石のまわりに置いた方位磁針の指す向きを順につないでできる，Ｎ極とＳ極を結ぶ曲
線を何というか。 （ ）
□4 磁力線の向きは，Ｎ極からＳ極，Ｓ極からＮ極のどちらか。 （ ）
□5 磁力線の間かん隔かくが狭せまくなっているところと，広くなっているところでは，どちらのほうが 磁界が強いか。 （ ）
" 電流がつくる磁界
□1 １本の導線に電流を流したときに，導線のまわりにできる磁界を磁力線で表すと，どの
ような形になるか。 （ ）
□2 コイルに電流を流したとき，コイルの内側にできる磁界と外側にできる磁界の向きは，
同じか，反対か。 （ ）
□3 同じ導線でつくったコイルに同じ大きさの電流を流すとき，コイルの巻数が50回のもの と，100回のものとでは，どちらの磁界のほうが強くなるか。 （ ）
# 電流が磁界から受ける力
□1 電流が磁界から受ける力の向きは，何と何の向きによって決まるか。
（ ）と（ ）
□2 電流が磁界から受ける力の大きさは，電流が大きいほどどうなるか。
（ ）
□3 電流が磁界から受ける力が大きいのは，磁界（磁力）が強いときと弱いときのどちらか。
（ ）
□4 図は，電流の向き，磁界の向き，電流が磁界 から受ける力の向きの関係を表したものである。
〔 〕のＡ∼Ｃにあてはまることばは何か。
□5 電流が磁界から力を受けることを利用した装 置には，どのようなものがあるか。２つ答えな さい。
（ ）と（ ）
【文章記述】
□⑴ 磁界とは，どのような空間か。
□⑵ 磁界が強いところほど，磁力線の間隔はどうなっ ているか。
Ａ の向き
Ｂ の向き
Ｃ の向き
導線
基本演習
1
2
1
棒磁石と導線のまわりにできる磁界 次の実験について，あとの問いに答えなさい。〔実験１〕 棒磁石を置いた板の上に， 図１のように方位磁針を置き，磁 界の向きを調べた。
〔実験２〕 図２のような，導線を垂 直に通した水平な厚紙の上のＡ∼
Ｃの位置に方位磁針を置き，導線に矢印の向きに電流を流した。 1 実験１で，図１の方位磁針と棒磁石を真上から見ると，どのよ
うになっているか。次のア∼エから選び，記号で答えなさい。
2 実験２で，図２のＡ∼Ｃの位置に置いた方位磁針を真上から見る と，どのようになっているか。次のア∼エからそれぞれ選び，記号 で答えなさい。
3 実験２で，図２の導線に流す電流の向きを逆にした。このとき， 導線のまわりにできる磁界のようすを磁力線で表すとどのように なるか。次のア∼エから選び，記号で答えなさい。
2
コイルのまわりにできる磁界 図のような 回路をつくり，厚紙の箱の上のＸ∼Ｚの位置 に方位磁針を置いた。図の矢印は，スイッチ を入れたときの電流の流れる向きを表してい る。次の問いに答えなさい。1 図の回路のスイッチを入れ，Ｘ∼Ｚの位
置に置いた方位磁針を真上から見たとき，Ｎ極が北を指している ものはどれか。Ｘ∼Ｚからすべて選び，記号で答えなさい。 2 図で，電源装置の電圧を変えずに，電熱線を抵てい抗こうの大きいもの
にかえてスイッチを入れると，コイルのまわりにできる磁界の強 さはどうなるか。
イ ウ エ
ア
N極
ア 電流 イ 電流 ウ 電流 エ 電流
電流の向き
導線
厚紙 A 90° C
B 図２
図１
S
N 棒磁石
板
方位磁針
1
の答え1 2Ａ
Ｂ Ｃ 3
S N
S N
ア イ
S N
ウ
S N
N極 エ
＋ スイッチ −
電熱線 厚紙の箱
コイル 電源装置
X Y Z
2
の答え1 2
練習問題
3
いろいろなコイルの磁界 同じエナメル線を使い，図のように，巻く向きや巻く回数を変 えて３種類のコイルを２つずつつくり，その一方に同じ鉄しんを入れた。図の矢印の向きに， それぞれ同じ大きさの電流を流して，できる磁界の違ちがいを調べた。あとの問いに答えなさい。1 コイルにできる磁界の向きが，Ａのコイルと違うものはどれか。 Ｂ∼Ｆからすべて選び，記号で答えなさい。
2 コイルにできる磁界の強さが，もっとも強くなるものはどれか。 Ａ∼Ｆから選び，記号で答えなさい。
3 Ｄのコイルで，鉄しんの端はしａは何極になっているか。
4 磁界の向きと磁界の強さは，何によって決まるか。次のア∼エ からそれぞれすべて選び，記号で答えなさい。
ア 電流の大きさ イ コイルの巻く向き ウ 電流の向き エ コイルの巻数
4
電流が磁界から受ける力 図１のような回路 に電流を流すと，コイルは⇨の向きに動いた。 次の問いに答えなさい。1 図１のように，回路に電熱線を入れておく と，実験を安全に行うことができる。その理 由を，簡単に答えなさい。
2 図２で，磁石による磁界の向きはア，イの どちらか。また，コイルを流れる電流による 磁界の向きはウ，エのどちらか。それ
ぞれ記号で答えなさい。
3 図１で，次の①，②のようにすると コイルはどうなるか。次のア∼エから それぞれ選び，記号で答えなさい。
① 磁石の磁界の向きを逆にする。
② 電流の向きと磁石の磁界の向きをどちらも逆にする。
ア 図１の⇨の向きに動く。 イ 図１の⇨と逆向きに動く。 ウ ふりこの運動をする。 エ 動かない。
4 電源装置の電圧を変えずに，図１の電熱線Ａに別の電熱線Ｂを 直列につないだ。このとき，流れる電流の大きさとコイルの動き の大きさは，図１のときと比べてそれぞれどのようになるか。
A
50 回巻き B50 回巻き C100 回巻き D 50 回巻き E 50 回巻き F100 回巻き
鉄しん
a
3
の答え1 2 3 4向き
強さ
4
の答え 12磁石 電流 3①
② 4電流
コイル
コイル スタンド 図１
磁石
電源装置
電熱線Ａ
電流計
＋
−
N
S 10
123
4
5100
10 20 30 40
50mA
A
電流の向き 図２
ア
ウ エ イイ
5
アルミニウムの棒が磁界から受ける力 図のよ うに，水平な机の上に，鉄の棒を固定した木製の 台を２つ平行に並べ，その中央にＵ字形磁石を置 いた。次に，電源装置，抵てい抗こう器きＡ，スイッチ，鉄 の棒を図のように接続し，細くて軽いアルミニウ ムの棒を，Ｕ字形磁石のＮ極とＳ極の間を通るよ うに鉄の棒にのせた。その後，スイッチを入れる と，アルミニウムの棒はＹの向きに動いた。次の 問いに答えなさい。1 スイッチを入れたときに，磁界から受ける力によって，アルミ ニウムの棒がＸの向きに動くようにするには，図の回路の接続や 器具の配置をどのように変えればよいか。その方法を２つ，簡単 に答えなさい。
2 図の回路に抵抗器Ｂを加えて，電源装置の電圧を変えずに，次 の①，②のように接続したとき，アルミニウムの棒が磁界から受 ける力の大きさは，抵抗器Ａのみの場合と比べてそれぞれどうな るか。
① ２つの抵抗器を直列に接続する。
② ２つの抵抗器を並へい列れつに接続する。
6
モーターが回るしくみ 図１は，モーターのしくみを 模式的に表したものである。スイッチを入れると，コイ ルのＡからＢの向きに，ＣからＤの向きにそれぞれ電流 が流れ，コイルは矢印Ｘの向きに回転した。次の問いに 答えなさい。1 図１からコイルが半回転し て図２のようになったとき， ＡＢ部分に流れる電流の向き とはたらく力の向きはどうな るか。電流の向きは次のア，
イから，力の向きは ， からそれぞれ選び，記号で答えなさい。 ア ＡからＢの向き イ ＢからＡの向き
上向き 下向き
2 コイルが回転し続けるために，整流子はコイルの同じ部分に対 してどのようなはたらきをしているか。簡単に答えなさい。 3 図で，コイルの回転する速さと回転する向きを変えるには，ど
のようにすればよいか。それぞれ１つ，簡単に答えなさい。
5
の答え 1・・
2①
②
スイッチ 電源装置＋
−
抵抗器 A 抵抗器 B
アルミニウム の棒
鉄の棒
U字形磁石 Z
X
台 Y
6
の答え 1電流力 2
3速さ
向き
電源装置 スイッチ コイル
整流子
− ＋
X
B C
A D
図１
コイル
− ＋
C B
A D 図２
思考力問題
1
文章・図の読解 Ｙさんは，磁界について調べる次の実験を行い，さらに，電流が磁界か ら受ける力の向きについて調べたことをまとめた。あとの問いに答えなさい。1 実験１の下線部について，次の問いに答えなさい。ただし，地球の磁気の影えい響きょうは考えな いものとする。
① 方位磁針のＮ極の指す向きは，時計回りと反時計回りのどちらに変化するか。
（ ）
② 方位磁針のＮ極の指す向きは，何回転するか。次のア∼エから選び，記号で答えなさ
い。 （ ）
ア 回転 イ １回転 ウ ２回転 エ ４回転
2 実験２で，コイルのＣＤの部分に流れる電流の向きは，次のア，イのどちらか。記号で
答えなさい。 （ ）
ア ＣからＤの向き イ ＤからＣの向き １２
方位磁針の位置を点Ｐから 45°，90°と回転させて，Ｎ極の指す向きを考えてみよう。
で方位磁針の位置を点Ｐから 90°回転させたとき，Ｎ極が何度回転しているかを考えてみよう。
図２の磁界の向きと力の向きを，図３（フレミングの左手の法則）にあてはめて考えてみよう。（また，磁界の強め合 うほうから弱め合うほうに向かって力がはたらくことからも考えることができる。）
〔実験１〕 水平に固定した板の上面の中央に棒磁石を置き， 棒磁石の近くに方位磁針を置いて，Ｎ極の指す向きを調べ た。図１は，棒磁石と方位磁針の位置関係を表したもので あり，点線で示した円は，点Ｏを中心とする円である。 最初に，図１の点Ｐの位置に方位磁針を置いた。続けて，
方位磁針を置く位置を，点Ｐの位置から点線で示した円に
沿って反時計回りにゆっくりと１周させ，Ｎ極の指す向きの変化を調べた。
〔実験２〕 図２のように，コイルを水平な棒につり下 げ，棒とコイルとの接点Ａ，Ｂと，電源装置，スイ ッチ，抵てい抗こう器きを導線でつなぎ，回路をつくった。ス イッチを入れてコイルに電流を流すと，コイルのＣ Ｄの部分が磁界から力を受けて，矢印Ｑの向きに動 き，コイルはやや傾かたむいた状態で静止した。
〔調べたこと〕 磁界中に置かれた導線に電流を流すと，導線 は磁界から力を受ける。この力の向きは，電流の向きと磁 界の向きのいずれの向きにも垂直な向きである。図３は， このときの電流の向き，磁界の向き，力の向きの関係を示 したものである。
板の上面 図１
S 極
方位磁針 P O
棒磁石 N 極
抵抗器 棒
N 極
磁石 S 極
コイル 図２
A
C DD Q
B 電源装置 スイッチ
電流の向き
磁界の向き 図３
導線
力の向き
2
実験の考察 次の実験について，あとの問いに答えなさい。1 実験１で，表の（ ）にあてはまる数値を答えなさい。 （ ） 2 実験１の結果から，ばねばかりの示した値についてわかることはどれか。次のア∼エか
ら選び，記号で答えなさい。 （ ）
ア 電圧計の値が等しいとき，抵抗が大きいほど，ばねばかりの示した値は大きい。 イ 電圧計の値が等しいとき，抵抗に流れる電流が大きいほど，ばねばかりの示した値は
小さい。
ウ 磁石の磁界の中を流れる電流が，磁界から受けた力が大きいほど，ばねばかりの示し た値は小さい。
エ ばねばかりの示した値が等しいとき，それぞれの抵抗に流れる電流の大きさは等しい。
⑶ 実験２で，電子線が曲がったのは，電子が磁界から力を受けたためである。このとき， 電子線に棒磁石のどちらの極をどの方向から近づけたか。実験１の結果をもとに判断して， 次のア∼エから適当なものを２つ選び，記号で答えなさい。 （ ） ア Ｎ極を手前から近づけた。 イ Ｎ極を奥おくから近づけた。
ウ Ｓ極を手前から近づけた。 エ Ｓ極を奥から近づけた。
それぞれの抵抗で，ばねばかりの示した値は電圧計の値とどのような関係にあるかを考えてみよう。
図２の電流の向きと力の向きを図１のコイルにあてはめて，図２に磁石を近づけたときの磁界の向きを考えてみよ う。（また，フレミングの左手の法則からも考えることができる。）
〔実験１〕 図１のように，エナメル線のコイル を用いて回路をつくった。コイルを糸でばね ばかりとつなぎ，磁石の磁界の中につるした。 スイッチを入れて電流を流したところ，コイ ルが図１の矢印➡の向きに動いたので，はじ めの位置で静止するようにコイルをばねばか りで引いた。30Ωと45Ωの抵抗についてそれ ぞれ，電源の電圧を変化させ，電圧計の値あたいと ばねばかりの示した値との関係を調べ，結果
を表にまとめた。ただし，ばねばかりは机の面に沿って引いたものとする。
〔実験２〕 蛍けい光こう板ばんつきクルックス管に誘ゆう導どうコイルを接続 して，電子線ができるのを観察した。この電子線に１ 本の棒磁石を近づけたところ，図２のように，電子線 が上に曲がった。
電圧計の値〔Ｖ〕 2.0 4.0 6.0 8.0 ばねばかりの
示した値〔Ｎ〕
30Ωのとき 0.12 0.24 （ ） 0.48 45Ωのとき 0.08 0.16 0.24 0.32
スイッチ
＋
− 直流電源装置 図１
抵抗（30Ω） 抵抗（45Ω）
S N
コイル 電圧計 糸 磁石 木の棒
ばねばかり
机
−極 図２
＋極 蛍光板
