中学受験の理科 電流と磁力線~方位磁針がふれる向きの問題演習【2】

                          

2021/04/25

 

この演習問題は、かならず2つの学習を終えてから取りくんでください。

【電流と電気回路の基本】
中学受験の理科 電流と電気回路~この順番で学ぶと基本は完ペキ!

【電流と磁力線】
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【問題】

図のような回路と方位磁針を用意しました。

  • ア:導線は方位磁針の向こう側。
  • イ:導線は方位磁針の向こう側。
  • ウ:導線は方位磁針の向こう側。
  • エ:導線は方位磁針の手前。
  • オ:導線は方位磁針の向こう側。
  • カ:導線は方位磁針の手前。
  • キ:導線は方位磁針の向こう側。
  • ク:導線は2つとも方位磁針の手前。
  • ケ:導線は方位磁針の向こう側。

 

① ア~ケのうち方位磁針がふれないのは、どれでしょう?

② 方位磁針がふれて、最もふれが小さいのは、どれでしょう?

③ アと同じ向きに方位磁針がふれるのは、どれでしょう?

④ 方位磁針のふれが最も大きいのは、どれでしょう?

 

 

解答と解説

【解答】

① オ、ケ

② ウ

③ ウ、キ、ク

④ カ

 

【解説】

方位磁針の位置に流れる、電流の大きさと向きから、右手を使って考えていきます。以下の2点を、絶対に守ってください。

  1. 必ず右手を使う。
  2. 親指の向きを電流の方向に合わせる。

 

【ア】

 

「かん電池2つ」「豆電球1つ」だから、電流の大きさは「2」。導線は方位磁針の向こう側なので、アにおける磁力線の向きは東方向となり、アのN極は東にかたむきます。

 

【イ】

 

「かん電池2つ(並列)」「豆電球1つ」だから、電流の大きさは「1」。導線は方位磁針の向こう側なので、イにおける磁力線の向きは西方向となり、イのN極は西にかたむきます。

 

【ウ】

 

「かん電池2つ(並列)」「豆電球1つ」だから、イとエの電流は「1」で、ウの電流は「2分の1」。導線は方位磁針の向こう側なので、ウにおける磁力線の向きは東方向となり、ウのN極は東にかたむきます。

 

【エ】

 

「かん電池2つ(並列)」「豆電球1つ」だから、電流の大きさは「1」。導線は方位磁針の手前なので、エにおける磁力線の向きは西方向となり、エのN極は西にかたむきます。

 

【オ】

 

「かん電池2つ」「豆電球1つ」だから、電流の大きさは「2」。導線は方位磁針の向こう側なので、オにおける磁力線の向きは北方向となり、オのN極はかたむきません。

 

【カ】

 

「かん電池2つ」「豆電球1つ」の回路が、独立して2つ同時に存在しています。それぞれの回路に流れる電流は「2」なので、カの導線に流れる電流の大きさは「4」。導線は方位磁針の手前なので、カにおける磁力線の向きは西方向となり、カのN極は西にかたむきます。

 

【キ】

 

「かん電池1つ」「豆電球1つ」だから、電流の大きさは「1」。導線は方位磁針の向こう側なので、キにおける磁力線の向きは東方向となり、キのN極は東にかたむきます。

 

【ク】

 

「かん電池1つ」「豆電球1つ」だから、電流の大きさは「1」。導線は2本とも方位磁針の手前なので、クにおける磁力線の向きは2本で東方向に強め合い、クのN極は東に大きくかたむきます。

 

【ケ】

 

「かん電池1つ」「豆電球1つ」だから、電流の大きさは「1」。導線は方位磁針の向こう側なので、ケにおける磁力線の向きは北方向となり、ケのN極はかたむきません。

 

以上からオとケは、ともに電流による磁力線の向きが北方向のため、N極は北を向いたままとなります。

つまり、針がふれないのは、オとケ(①の答え)。

 

針がふれるもののうち、電流が最も小さいのはウ(2分の1)なので、針のふれが最も小さいのはウ(②の答え)。

 

右手を使って確認すると、アと同じ向き(東方向)に針がふれるのは、ウとキとク(③の答え)。クは、2つの磁力線が東方向に強めあっています。

 

針のふれが最も大きいのは、電流が最も大きいカ(④の答え)。

 

 

完全に回答できなかった場合は、以下の学習が不足しているので、あらためて取りくみ直してください。

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【電流と磁力線】
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