静電気・電流と磁界・電磁誘導 ── 問題
基礎
- ストローをティッシュペーパーでこすると、ストローは −の電気を帯びた。このとき起こったことはどれですか。 （ア ティッシュペーパーからストローへ電子が移動した イ ティッシュペーパーの電子が消えた ウ ストローからティッシュペーパーへ電子が移動した エ ストローで電子が新しくつくられた）
- 陰極線（電子線）について正しいものはどれですか。 （ア −極から出て、+極の電極板の側へ曲がる イ +極から出て、−極の電極板の側へ曲がる ウ −極から出て、−極の電極板の側へ曲がる エ 磁石を近づけても曲がらない）
- 磁界の向きとして正しいものはどれですか。 （ア 方位磁針の S 極が指す向き イ 電流の向きと同じ向き ウ 方位磁針の N 極が指す向き エ 磁石の S 極から N 極へ向かう向き）
- コイルがつくる磁界を強くする方法として誤っているものはどれですか。 （ア コイルに鉄しんを入れる イ コイルの巻数を多くする ウ コイルの巻数を少なくする エ 電流を大きくする）
- フレミングの左手の法則で、中指・人さし指・親指が表すものの組み合わせはどれですか。 （ア 中指=電流、人さし指=磁界、親指=力 イ 中指=磁界、人さし指=電流、親指=力 ウ 中指=電流、人さし指=力、親指=磁界 エ 中指=力、人さし指=磁界、親指=電流）
- コイルの中で磁石を静止させたままにしたとき、コイルに流れる電流はどうなりますか。 （ア 一定の電流が流れ続ける イ だんだん大きくなる ウ 向きが交互に変わる エ 流れない）
- 導線に電流を流したときにできる磁界の向きを決める法則はどれですか。 （ア フレミングの左手の法則 イ オームの法則 ウ フックの法則 エ 右ねじの法則）
- 磁力線について正しいものはどれですか。 （ア N 極から出て S 極に入り、間隔が広いほど強い イ S 極から出て N 極に入り、間隔がせまいほど強い ウ 磁力線は途中で交わったり分かれたりする エ N 極から出て S 極に入り、間隔がせまいほど強い）
- 電流が磁界から受ける力を大きくする方法として正しいものはどれですか。 （ア 導線を短くする イ 電流を大きくし、磁石を強くする ウ 電流の向きを逆にする エ 電流を小さくする）
- 電子の性質として正しいものはどれですか。 （ア 電気をもたない小さな粒である イ 原子と同じ大きさの粒である ウ +の電気をもつ小さな粒である エ −の電気をもち、非常に小さな粒である）
標準
- コイルに棒磁石の S 極を近づけると、検流計の針が右に振れた。同じコイルで棒磁石の N 極を遠ざけると、針はどちらに振れますか。 （ア 右 イ 振れない ウ 右に振れたあと左に振れる エ 左）
- U 字形磁石の間にある導線に電流を流すと、導線は上向きの力を受けた。磁石の N 極と S 極だけを入れかえると、力の向きはどうなりますか。 （ア 力がはたらかなくなる イ 下向きになる ウ 左右の向きになる エ 上向きのまま）
- コイルに流れる誘導電流を大きくする方法として正しいものはどれですか。 （ア 磁石をゆっくり動かす イ 磁石をコイルの中で止めておく ウ 磁石を速く動かす エ コイルの巻数を少なくする）
- 家庭のコンセントの電流（交流）の特徴として正しいものはどれですか。 （ア 電流の向きが周期的に入れかわる イ 乾電池と同じ種類の電流である ウ オシロスコープで横一直線に表示される エ 電流の向きが一定である）
- モーターが同じ向きに回り続けるために、半回転ごとにコイルの電流の向きを切りかえている部品はどれですか。 （ア 整流子 イ 鉄しん ウ ブラシ エ 検流計）
- 手回し発電機で電流が発生するしくみとして正しいものはどれですか。 （ア コイルの中の磁界が変化して誘導電流が流れる イ コイルに電流を流して磁界をつくる ウ 電子が新しくつくられる エ 摩擦で静電気がたまる）
- 手回し発電機のハンドルを速く回すと、豆電球はどうなりますか。またその理由はどれですか。 （ア 変わらない。回す速さによらず電圧は一定だから イ 消える。コイルが熱で焼き切れてしまうから ウ 明るくなる。磁界の変化が速くなり誘導電流が増えるから エ 暗くなる。摩擦が増えて電流が流れにくくなるから）
- コイルの巻数と棒磁石の動かし方を変えて、N 極をコイルに入れたときの検流計の針の振れを調べた。 条件｜巻数｜動かし方｜針の振れ（目盛り） ア｜50 回｜ゆっくり｜1 イ｜50 回｜速く｜3 ウ｜100 回｜ゆっくり｜2 エ｜100 回｜速く｜6 巻数と誘導電流の大きさの関係を調べるには、どれとどれを比べればよいですか。 （ア アとウ イ アとエ ウ イとウ エ アとイ）
発展
- 放射線について誤っているものはどれですか。 （ア 自然界には存在せず、人工的につくられたものだけである イ 医療（レントゲン撮影など）に利用されている ウ 物質を透過する性質がある エ 目に見えない）
- 電流の向きと電子の移動の向きの関係として正しいものはどれですか。 （ア 電流も電子も +極から −極へ イ 電流は −極から +極へ、電子は +極から −極へ ウ 電流は +極から −極へ、電子は −極から +極へ移動する エ 電流も電子も −極から +極へ）
静電気・電流と磁界・電磁誘導 ── 解答
基礎
- ア ティッシュペーパーからストローへ電子が移動した −の電気をもつ電子を受け取った側が −に帯電。ティッシュは電子を失って +。
- ア −極から出て、+極の電極板の側へ曲がる 陰極線は −の電気をもつ電子の流れ。−極から出て +に引かれる。磁石でも曲がる。
- ウ 方位磁針の N 極が指す向き 磁力線は N 極から出て S 極へ入り、その向きが磁界の向き。方位磁針の N 極がそれを指す。
- ウ コイルの巻数を少なくする 巻数を多く・電流を大きく・鉄しんを入れると強くなる。
- ア 中指=電流、人さし指=磁界、親指=力 中指から順に「電・磁・力」。
- エ 流れない 電磁誘導は磁界が変化するときだけ起こる。
- エ 右ねじの法則 右ねじの法則：電流の向きにねじを進めると、ねじを回す向きが磁界の向き。まっすぐな導線のまわりには同心円状の磁界。コイルでは右手の親指が N 極。
- エ N 極から出て S 極に入り、間隔がせまいほど強い 磁力線は交わらず、密なところが強い磁界。
- イ 電流を大きくし、磁石を強くする 向きを逆にすると力の向きが逆になるだけで大きさは変わらない。
- エ −の電気をもち、非常に小さな粒である 摩擦で移動するのは電子。電流の正体は電子の流れ（向きは電流と逆）。
標準
- ア 右 極を変えると向きが逆、動かす向きを変えると向きが逆。両方変えると元に戻る。S 極を近づけるのと N 極を遠ざけるのでは、変えた条件が 2 つなので 右 に振れる。
- イ 下向きになる 電流または磁界のどちらか一方を逆にすると力は逆向き。両方逆にすると元の向き。電流の大きさを変えても向きは変わらず、大きさだけ変わる。
- ウ 磁石を速く動かす 誘導電流は磁界の変化が速いほど、磁石が強いほど、巻数が多いほど大きい。止めると変化がないので流れない。
- ア 電流の向きが周期的に入れかわる 交流は向きと大きさが周期的に変わる。東日本 50 Hz、西日本 60 Hz。直流は乾電池。
- ア 整流子 整流子とブラシの組み合わせで、半回転ごとに電流の向きが入れかわり、力の向きが保たれる。
- ア コイルの中の磁界が変化して誘導電流が流れる 発電機は電磁誘導の利用。モーターとは逆の関係。
- ウ 明るくなる。磁界の変化が速くなり誘導電流が増えるから 誘導電流は磁界の変化の速さに比例して大きくなる。
- ア アとウ 巻数だけがちがい、動かし方が同じ組を比べる。アとウ（どちらもゆっくり）では、巻数が 2 倍で振れも 2 倍。アとエは巻数と動かし方の両方がちがうので比べられない。
発展
- ア 自然界には存在せず、人工的につくられたものだけである 宇宙・大地・食物などからの自然放射線がある。単位はシーベルト（人体への影響）・ベクレル（放射能の強さ）。
- ウ 電流は +極から −極へ、電子は −極から +極へ移動する 電流の向きは電子の発見前に決められたため、実際の電子の動きと逆になっている。
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