【電流と磁界】実践DB


11 誘導電流の向き 



T『今日の授業はちょっとむつかしいぞ』と前置きをしておいてはじめる。
まず、こうだ

■ 導線の近くで磁石を動かすと、導線をとりかこんでいる磁界の向きや大き
 さが変化することになる。「導線のまわりで磁界が変化すると、導線(コイ
 ル)に電流が流れる。」と学習してきた。では、永久磁石ではなしに、電流
 がコイルのまわりにつくる磁界ではどうだろう。確かめてみよう。

(図 コイルA:電源装置に接続 
   コイルB:鉄心を入れ、検流計に接続)

(1) コイルAに電流(直流)を流し続けてみよう。コイルBに電流は流れるだ
  ろうか。

<予想>  ア 流れる     6名
      イ 流れない   20名
      ウ その他    数名:なぜかみんなが手をあげるところへは
                  あげたくない生徒がいつもいる。
                  でも、これが、ときどき正解になるか
                  ら科学は面白い。
それぞれの意見を求めるが、『なんとなく』しかなかなか出てこない。
はじめに『むつかしいぞ』なんていうんではなかった。(^_^;)
こうなれば、こちらからまくしたてる。
T『そりゃ、そうやなこんなことで、つながってもいないのに、こちらに電流
 がこちら(コイルB)に流れ出すんやったら、これはマジックやな。電気使
 っている近くおいておいたら、自然に電流が流れ出す。そしたら、電気代が
 タダに・・・』とまくしたてる。
S『やー、またや・・・』
 そして、もう一方の方も・・・
T『そうや、わざわざ、こんな実験をしようというんやし、それからコイルに
 電流流したら、それだけでも磁石に・・・』
S『どっちなんよ?(゚_。)?(。_゚)?』
T『それじゃ、今日はさっそく実験しようか。』と。(1)に続き連続して実験(
 生徒実験)に取り組ませる・

(2) コイルAに流れる電源のスイッチを入れたり、切ったりしてみよう。コ
  イルBに電流は流れるだろうか。
(3) コイルAに流れる電流の大きさを大きくしたり、小さくしたりしたらど
  うだろう。
(4) コイルAに電流を流しながら、鉄心を出し入れすると、コイルBには電
  流が流れるだろうか。
(5) スイッチを入れたり、切ったりすると、コイルBのまわりの磁界が変化
  して、電流が流れた。コイルBにもっとたえまなく電流が流れるようにす
  るにはどうしたらよいだろう。コイルAに、交流を流してみよう。
 ▼ コイルBにできる電流は、交流だろうか。直流だろうか。予想をして、
  確かめてみよう。

 (1)は、前時の磁石を動かさないとき、(2)(3)(4)は磁石を近づけたり遠ざけ
たりしたときに相当する。また、(5)は、それをもっと速く繰り返してやった
ときに相当するとまとめる。
 また、(5)を、応用した器具として、変圧器(トランス)がある。と実際の
ものを見せながら説明をする。『あっ、それなら見たことがある。』という
声があがる。
技術の時間見たらしい、また、「テレビを分解したときに見た」という生徒
もいた。このあたりは、技術の授業との連携も必要であろう。

T『さて、前の時間に棒磁石を近づけたときと、遠ざけたときと、反対に検流
 計の針が振れたのを覚えていますね。また、今の実験でも、(2)でスイッチを
 入れたときと、切ったときと電流が反対に流れたのに気づきましたね。これ
 は、どうしてでしょう。流れる電流の向きに約束があります。これをレンツ
 の法則といいます。』と。続ける。

レンツおじさんの法則
・・・・・・・(省略)

◎ レンツの法則…かたくいえば
 誘導電流は、それによって生ずる磁界が、外からの作用する磁界の変化をさ
 またげる向きに流れる。
◎ レンツの法則…やわらくいえば
 磁界がませば、へらすように、へらせば、ますように電流が流れだす。全体
 とすれば、磁界は同じ。
 いわゆるヘソまがりの法則です。
    
         

   極地研授業テキスト『ローレンツ力をつかまえよう』より


あと、すこしくわしく説明しながら、練習問題4題をやらせる。
少し、難しそうにしていたが、磁界の変化が逆になれば、誘導電流の流れる向
きが反対に流れることは理解してくれたように思う。


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