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フレミングの左手(ひだりて)の法則(ほうそく)

カワウソ先生中指(なかゆび)が電流(でんりゅう)、人差(ひとさ)し指(ゆび)が磁界(じかい)。この2本(ほん)を決(き)めれば、親指(おやゆび)が力(ちから)の向(む)きを教(おし)えてくれるよ。

30秒でつかむ

  1. 左手(ひだりて)の中指(なかゆび)を電流(でんりゅう)の向(む)き、人差(ひとさ)し指(ゆび)を磁界(じかい)(新しいタブで開きます)の向(む)きに合(あ)わせると、親指(おやゆび)の向(む)きが導線(どうせん)にはたらく力(ちから)の向(む)きになる。
  2. この力(ちから)は、磁界(じかい)の中(なか)を流(なが)れる電流(でんりゅう)が磁界(じかい)から受(う)ける力(ちから)(電磁力(でんじりょく))。モーターが回(まわ)る仕組(しく)みの元(もと)になっている。
  3. 中指(なかゆび)と人差(ひとさ)し指(ゆび)の向(む)きを逆(ぎゃく)にすると、力(ちから)の向(む)きも逆(ぎゃく)になる。電流(でんりゅう)か磁界(じかい)のどちらかが変(か)われば、回(まわ)る力(ちから)の向(む)きも変(か)わる。

詳しく

公式(こうしき)

左手(ひだりて)の中指(なかゆび)・人差(ひとさ)し指(ゆび)・親指(おやゆび)を、それぞれ直角(ちょっかく)になるように開(ひら)く。

中指(なかゆび)を電流(でんりゅう)の向(む)き、人差(ひとさ)し指(ゆび)を磁界(じかい)の向(む)き(N極(きょく)からS極(きょく)へ向(む)かう向(む)き)に合(あ)わせると、親指(おやゆび)の向(む)きが、導線(どうせん)にはたらく力(ちから)(電磁力(でんじりょく))の向(む)きになる。

合(あ)わせる順(じゅん)は、中指(なかゆび)→電流(でんりゅう)、人差(ひとさ)し指(ゆび)→磁界(じかい)、親指(おやゆび)→力(ちから)。3本(ほん)とも同時(どうじ)に動(うご)かそうとせず、この順(じゅん)に1本(ほん)ずつ決(き)めていくとまちがえにくい。

中指=電流、人差し指=磁界、親指=力Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

例題(れいだい)

例題(れいだい):N極(きょく)を左(ひだり)、S極(きょく)を右(みぎ)に向(む)かい合(あ)わせて置(お)き、その間(かん)に1本(ほん)の導線(どうせん)を手前(てまえ)から奥(おく)へ通(とお)す。導線(どうせん)に、手前(てまえ)から奥(おく)へ向(む)かって電流(でんりゅう)を流(なが)すと、導線(どうせん)にはたらく力(ちから)の向(む)きはどちらか。

磁界(じかい)はN極(きょく)からS極(きょく)へ向(む)かうので、左(ひだり)から右(みぎ)。人差(ひとさ)し指(ゆび)を左(ひだり)から右(みぎ)へ向(む)ける。

電流(でんりゅう)は手前(てまえ)から奥(おく)へ向(む)かうので、中指(なかゆび)を手前(てまえ)から奥(おく)へ向(む)ける。

人差(ひとさ)し指(ゆび)(磁界(じかい)・左(ひだり)から右(みぎ))と中指(なかゆび)(電流(でんりゅう)・手前(てまえ)から奥(おく))を直角(ちょっかく)に開(ひら)いたとき、親指(おやゆび)が向(む)く方向(ほうこう)は下向(したむ)き。これが力(ちから)の向(む)きになる。

磁界(左→右)と電流(手前→奥)から、力は下向きになるAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

磁界(じかい)の中(なか)を流(なが)れる電流(でんりゅう)は、磁界(じかい)から力(ちから)を受(う)ける。この力(ちから)の向(む)きは、電流(でんりゅう)の向(む)きと磁界(じかい)の向(む)きの両方(りょうほう)で決(き)まり、計算(けいさん)で求(もと)めるのは中学(ちゅうがく)の範囲(はんい)を超(こ)える。

そこでフレミングは、電流(でんりゅう)・磁界(じかい)・力(ちから)の3つの向(む)きがいつも直角(ちょっかく)に交(まじ)わる関係(かんけい)を、左手(ひだりて)の3本(ほん)の指(ゆび)に対応(たいおう)づけた。指(ゆび)を正(ただ)しく合(あ)わせれば、計算(けいさん)なしで力(ちから)の向(む)きがわかる。

モーターのコイルは、磁界(じかい)の中(なか)で電流(でんりゅう)の向(む)きが変(か)わるようにつくられている。中指(なかゆび)(電流(でんりゅう))の向(む)きが変(か)わるたびに親指(おやゆび)(力(ちから))の向(む)きも変(か)わるので、コイルは同(おな)じ方向(ほうこう)に回(まわ)り続(つづ)ける。

確認問題

問題 1 / 4N極(きょく)を左(ひだり)、S極(きょく)を右(みぎ)に置(お)き、その間(かん)の導線(どうせん)に手前(てまえ)から奥(おく)へ電流(でんりゅう)を流(なが)すと、導線(どうせん)にはたらく力(ちから)の向(む)きはどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/fleming-left-hand-rule/?from=print#quiz

  1. N極(きょく)を左(ひだり)、S極(きょく)を右(みぎ)に置(お)き、その間(かん)の導線(どうせん)に手前(てまえ)から奥(おく)へ電流(でんりゅう)を流(なが)すと、導線(どうせん)にはたらく力(ちから)の向(む)きはどれか。

    • ◯ 左向(ひだりむ)き
    • ◯ 下向(したむ)き
    • ◯ 上向(うわむ)き
    • ◯ 右向(みぎむ)き

    正解:下向き
    人差(ひとさ)し指(ゆび)を磁界(じかい)(新しいタブで開きます)の向(む)き(左(ひだり)→右(みぎ))、中指(なかゆび)を電流(でんりゅう)の向(む)き(手前(てまえ)→奥(おく))に合(あ)わせると、親指(おやゆび)は下向(したむ)きを示(しめ)す。

  2. フレミングの左手(ひだりて)の法則(ほうそく)で、中指(なかゆび)が示(しめ)す向(む)きはどれか。

    • ◯ 電流(でんりゅう)の向(む)き
    • ◯ 磁界(じかい)の向(む)き
    • ◯ 力(ちから)の向(む)き
    • ◯ 導線(どうせん)の長(なが)さ

    正解:電流の向き
    中指(なかゆび)=電流(でんりゅう)、人差(ひとさ)し指(ゆび)=磁界(じかい)、親指(おやゆび)=力(ちから)。この順(じゅん)に1本(ほん)ずつ合(あ)わせていく。

  3. 例題(れいだい)と同(おな)じ磁界(じかい)のまま、導線(どうせん)に流(なが)す電流(でんりゅう)の向(む)きだけを逆(ぎゃく)(奥(おく)から手前(てまえ))にすると、はたらく力(ちから)の向(む)きはどうなるか。

    • ◯ 下向(したむ)きのまま変(か)わらない
    • ◯ 左向(ひだりむ)きになる
    • ◯ 上向(うわむ)きになる(逆(ぎゃく)になる)
    • ◯ 力(ちから)がはたらかなくなる

    正解:上向きになる(逆になる)
    中指(なかゆび)(電流(でんりゅう))の向(む)きが逆(ぎゃく)になると、人差(ひとさ)し指(ゆび)(磁界(じかい))が同(おな)じでも親指(おやゆび)(力(ちから))の向(む)きは逆(ぎゃく)になる。

  4. フレミングの左手(ひだりて)の法則(ほうそく)が、身近(みぢか)な道具(どうぐ)のどの仕組(しく)みを説明(せつめい)しているか。

    • ◯ 電球(でんきゅう)が光(ひか)る仕組(しく)み
    • ◯ モーターが回(まわ)る仕組(しく)み
    • ◯ 抵抗(ていこう)が熱(あつ)くなる仕組(しく)み
    • ◯ 電池(でんち)がたまる仕組(しく)み

    正解:モーターが回る仕組み
    モーターは、磁界(じかい)の中(なか)のコイルに流(なが)す電流(でんりゅう)の向(む)きを変(か)えながら、電磁力(でんじりょく)でコイルを回(まわ)し続(つづ)ける道具(どうぐ)。

単元のポイント

  • 電磁力(でんじりょく) 磁界(じかい)の中(なか)を流(なが)れる電流(でんりゅう)が、磁界(じかい)から受(う)ける力(ちから)
  • 中指(なかゆび) 電流(でんりゅう)の向(む)きに合(あ)わせる
  • 人差(ひとさ)し指(ゆび) 磁界(じかい)の向(む)き(N極(きょく)からS極(きょく))に合(あ)わせる
  • 親指(おやゆび) 力(ちから)(電磁力(でんじりょく))の向(む)きを示(しめ)す
問題を解く
単元のポイント
  • 電磁力(でんじりょく) 磁界(じかい)の中(なか)を流(なが)れる電流(でんりゅう)が、磁界(じかい)から受(う)ける力(ちから)
  • 中指(なかゆび) 電流(でんりゅう)の向(む)きに合(あ)わせる
  • 人差(ひとさ)し指(ゆび) 磁界(じかい)の向(む)き(N極(きょく)からS極(きょく))に合(あ)わせる
  • 親指(おやゆび) 力(ちから)(電磁力(でんじりょく))の向(む)きを示(しめ)す