高校物理 要点・解法ノート
必須

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)

「電流と磁場・ローレンツ力」の項目

  1. 向きの決め方(右ねじ・フレミング左手)必須
  2. 直線電流のつくる磁場と磁束密度必須
  3. 円形電流とソレノイドの磁場必須
  4. 電流が磁場から受ける力必須
  5. 平行電流間にはたらく力必須
  6. 磁場中のコイルが受ける偶力(モーターの原理)差がつく
  7. 磁性体(強磁性・常磁性・反磁性)不要
  8. ローレンツ力必須
  9. 一様な磁場中の等速円運動必須
  10. 磁場に斜めに入った粒子(らせん運動)差がつく
  11. 電場と磁場が直交する場(速度選別)差がつく
  12. ホール効果差がつく
  13. サイクロトロン不要

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