向きの決め方(右ねじ・フレミング左手)
着眼点磁場の向きは右ねじ、力の向きはフレミングの左手(または「電流から磁場へ右ねじを回す」)。どの場面でどれを使うかを表で固定する。
| 場面 | 決め方 |
|---|---|
| 直線電流のまわりの磁場 | 右ねじを電流の向きに進めるとき、ねじを回す向きが磁場の向き |
| 円形電流・ソレノイドの内部の磁場 | 右手の4本の指を電流の向きに巻くと、親指の向きが中心(内部)の磁場の向き。親指側がN極 |
| 電流が磁場から受ける力 | フレミングの左手: 中指=電流、人差し指=磁場、親指=力 |
| 荷電粒子が受けるローレンツ力 | 正電荷は速度を電流とみて左手。負電荷は逆向き |
例題
1
紙面の手前から奥へ向かう直線電流がある。電流の真上(紙面上で上側)の点の磁場の向きは。
解答
奥へ進む右ねじは、手前から見て時計回りに回る。電流の上側の点では時計回りの接線は右向き。
2
紙面上で右向きに電流が流れる導線に、紙面の奥から手前へ向かう磁場がかかっている。導線が受ける力の向きは。
解答
左手で中指を右、人差し指を手前に向けると、親指は紙面上で下向き。
ポイントベクトルで書くと力は \vec F = I\vec L\times\vec B、ローレンツ力は \vec f = q\vec v\times\vec B。どちらも「前の向きから後ろの向きへ右ねじを回して進む向き」。
注意電子(負電荷)の運動では、速度の向きと電流の向きが逆。左手で決めた向きを反転させる。図の「手前・奥」の記号(・と×)も取り違えやすい。
確認問題
1
円形電流が、手前から見て反時計回りに流れている。中心の磁場の向きは。
答え
手前向き(紙面の奥から手前へ)