静電気と電流
カワウソ先生電子はマイナスの電気を持つ粒。電子が流れる向きと電流の向きは、いつも逆になることを覚えておこう。
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- ちがう種類の物をこすり合わせると、物の表面に静電気がたまる。同じ種類の電気どうしは退け合い、ちがう種類どうしは引き合う。
- たまった静電気が空気中などを一気に流れ出る現象を放電という。真空放電管の実験で見える陰極線(電子線)は、電子の流れそのもの。
- 電流の正体はマイナスの電気を持つ電子の流れだが、電流の向きは電子が流れる向きと反対(+極からー極)と決められている。
詳しく
公式
ちがう種類の物をこすり合わせると、物の表面に電気がたまる。これを静電気という。一方は+の電気、もう一方はーの電気を帯び、同じ種類どうしの電気は退け合い、ちがう種類どうしの電気は引き合う。
たまった静電気が空気中などを一気に流れ出る現象を放電という。空気が電気を通しやすい状態になり、瞬間的に大きな電流が流れる。雷は、雲(新しいタブで開きます)にたまった静電気が地面との間で放電する現象。
電流の正体は、ーの電気を持つ小さな粒である電子の流れ。電子は電池(新しいタブで開きます)のー極から+極へ向かって流れるが、電流の向きは電子の流れと逆(+極からー極)と決められている。
例題
例題:空気を抜いたガラス管(真空放電管)に電極を入れ、高い電圧をかけると、ー極から+極に向かってまっすぐに進む光の線が見える。これを陰極線(電子線)という。
陰極線に対して垂直に磁石を近づけると、光の線の進む向きが曲がる。これは、陰極線が電気を帯びた電子の流れであることを示す実験。
陰極線はー極から出て+極に向かって進む。これは電子の流れの向きと一致していて、「電流の向きは+極からー極」という決め方が、電子の流れの向きとは逆であることを確かめる実験になっている。
なぜそうなるか
電流の向きは、電子の存在が発見される前に、+の電気が流れる向きとして先に決められた。その後、電流の正体がーの電気を持つ電子の流れだとわかったが、向きの決め方は変えずに使われている。
そのため、電子はー極から+極に向かって流れるのに、電流の向きは+極からー極へ向かうと決められていて、2つの向きはいつも逆になる。
放電や陰極線の実験のように、物質から目に見えない粒子や特別な光が飛び出す現象の仲間に、放射線がある。放射線は物を通り抜ける性質を持ち、医療や検査に利用される一方、扱いには注意が必要なエネルギーの高い粒子や電磁波だ。
確認問題
確認問題(解答用紙)
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/static-electricity-and-current/?from=print#quiz
たまった静電気が空気中などを一気に流れ出る現象を何というか。
- ◯ 反射
- ◯ 共振
- ◯ 誘導
- ◯ 放電
正解:放電
たまった静電気が一気に流れ出る現象を放電という。雷も放電の一種。静電気で、同じ種類の電気どうしにはたらく力はどれか。
- ◯ 回転させる力
- ◯ はたらかない
- ◯ 退け合う力
- ◯ 引き合う力
正解:退け合う力
同じ種類の電気どうしは退け合い、ちがう種類どうしは引き合う。真空放電管の中に見える陰極線(電子線)の正体は何の流れか。
- ◯ 電子
- ◯ 中性子
- ◯ 光子だけ
- ◯ 陽子
正解:電子
陰極線は、ー極から出てくる電子の流れ。磁石を近づけると進む向きが曲がる。電流の向きと、電子が流れる向きの関係はどれか。
- ◯ いつも同じ向き
- ◯ つねに垂直
- ◯ 電池の種類で決まる
- ◯ いつも逆向き
正解:いつも逆向き
電流の向きは+極からー極へ、電子はー極から+極へ流れるので、2つの向きはいつも逆になる。
単元のポイント
- 静電気 物をこすり合わせたときに物の表面にたまる電気
- 放電 たまった電気が空気中などを一気に流れ出ること
- 電子 マイナスの電気を持つ小さな粒。電流の正体
- 電流の向き 電子が流れる向きと反対(+極からー極)