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中2理科

フレミングの左手の法則とは ~使い方、実験、問題の解き方~

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この記事は、 「フレミングの左手の法則の使い方や問題がわからない」という人に向けて解説 します。
フレミングの左手の法則とは何でしょうか?
また、どのような場面で使えるのでしょう?
図を使って、わかりやすく解説していきます。

1. ポイント

フレミングの左手の法則とは、3つの向きの関係を表すことができる法則です。
具体的には、電流の向き、磁界の向き、力の向きの関係を表すことができます。

例えば、 コイル に電流を流し、さらに磁力を作用させたとき、コイルが動くことがあります。
ただし、このとき、コイルが動く向きは一定ではないため、 フレミングの左手の法則 を使うことになります。

フレミングの左手の法則の使い方を理解して、問題にチャレンジしてみましょう。

2. フレミングの左手の法則とは

フレミングの左手の法則とは、 電流の向き・磁界の向き・力の向き の関係を見つけるために用いられる考え方です。

それでは、みなさんも、次の図の真似をしてみましょう。

テスト記事 中2 理科5 フレミングの左手の法則

まず、左手の中指・人差し指・親指を、たがいに直角になるようにしましょう。

次に、 中指電流の向き に、 人差し指磁界の向き に合わせます。
すると、親指の向きが決まりますね。
このときの 親指 の向きが、 電流が磁界から受ける力の向き を表すことになります。

中指から親指にかけて、 「電」・「磁」・「力」 と覚えましょう。

ココが大事!

中指が電流の向き、人差し指が磁界の向きならば、親指は力の向き

3. フレミングの左手の法則の使い方

フレミングの法則は、どのような場面で使えるのでしょうか?
たとえば、次のような図が与えられて、コイルがア・イのどちらの向きに動くのかを考える問題があります。

テスト記事 中2 理科5 コイルと磁石

この図では、 コイル に電流を流し、さらに U字形磁石 を作用させています。
このとき、電流は磁界から力を受けるため、コイルが動きます。
コイルはどの方向へ動くのでしょうか?

図を見ながら、フレミングの法則を使ってみましょう。

テスト記事 中2 理科5 コイルと磁石

まずは、中指をU字形磁石の間を通っているコイルに流れる電流の向きに合わせましょう。
この場合は、電流が奥から手前に流れていますね。
中指を手前に 向けてください。

次に、人差し指を磁界の向きに合わせます。
磁界の向きはN極からS極でした。
この場合は、磁界の向きは上から下ですね。
人差し指を下に 向けてください。

テスト記事 中2 理科5 コイルと磁石

すると、 親指が奥に 向きますよね。
よって、図のコイルは の向きに動くことが分かります。

ココが大事!

電流を流してコイルを動かす実験ではフレミングの左手の法則

映像授業による解説

動画はこちら

4. フレミングの左手の法則とモーター

さて、みなさんは、電流と磁力によって、コイルが動くしくみを学習しましたね。
私たちのまわりには、この仕組みを利用した道具がたくさんあります。
今回は、自動車やゲーム機などに使われている モーター について、見ていきましょう。

テスト記事 中2 理科5 モーターの仕組み

このコイルには、電流が流れており、横には磁石があることがわかりますね。
つまり、フレミングの左手の法則を当てはめることができるのです。
このとき、AB間では上向き、CD間では下向きの力が働きます。
すると、白い矢印のように、時計回りに回転することになります。

ココが大事!

モーターの回転は、フレミングの左手の法則で考える

映像授業による解説

動画はこちら

5. 【問題と解説】 フレミングの左手の法則の使い方

みなさんは、フレミングの左手の法則について理解することができましたか?
最後に簡単な問題を解いて、知識を確認しましょう。

問題

U字形磁石の中のコイルに矢印の向きに電流を流した。このとき、図1、図2のコイルはア、イのどちらの向きに動くか、それぞれ答えよ。

図1
テスト記事 中2 理科5 フレミングの実験(1)

図2
テスト記事 中2 理科5 フレミングの実験(2)

解説

それぞれについて、フレミングの左手の法則を使ってみましょう。

図1において、U字形磁石の間を通っているコイルに注目してください。

テスト記事 中2 理科5 フレミングの実験(1)

まずは、中指をコイルに流れる電流の向きに合わせましょう。
この場合は、電流が手前から奥に流れていますね。
次に、人差し指を磁界の向きに合わせます。
この場合は、磁界の向きは下から上ですね。

すると、親指は奥を指します。
よって、コイルが動く向きは、 です。

(答え)

図2において、U字形磁石の間を通っているコイルに注目してください。

テスト記事 中2 理科5 フレミングの実験(2)

まずは、中指をコイルに流れる電流の向きに合わせましょう。
この場合は、電流が手前から奥に流れていますね。
次に、人差し指を磁界の向きに合わせます。
この場合は、磁界の向きは上から下ですね。

すると、親指は奥を指します。
よって、コイルが動く向きは、 です。

(答え)

6. Try ITの映像授業と解説記事

「フレミングの左手の法則」について詳しく知りたい方はこちら

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