物理の問題が解けません

質問

こんにちは。

(問)
添付した画像(見にくくて申し訳ありません。)のように、ペトリ皿の内壁に金属環Ａをはめ、中央に金属棒Ｂをおいて硫酸銅(II)水溶液を入れ、液面に垂直に磁場を加える。
Ａ、Ｂ間に画像のような向きに電池をつなぎ、スイッチを入れると溶液はまわりはじめる。
上から見て水溶液はどちら向きにまわるか。

この問題なんですが、どうしてもわからないんです。
解説を読んでもいまいちしっくり理解できなくてとてもモヤモヤしています。

どなたでもいいので、どうかわかりやすい解説をお願いします。

回答No.3

Quarks · ベストアンサー

磁石で挟まれている付近で、溶液内のイオンがどの向きに力を受けるのかを知れば良いのです。

（前提）
（１）イオンは電荷を持つ粒子ですから、電流の担い手（キャリヤ）になります。陽イオンが移動する向きが電流が流れる向きです（陰イオンは逆に移動しますが、どちらのイオンで考えても、電流の向きは一致していますから、どちらか一方のイオンだけを考えれば良いです）。
（２）磁石は磁場を作りますが、磁場も向きを持っています。Ｎ極からＳ極に向かう向きを磁場の向きと定めていますから、図では、上から下に向かう向きです。
（３）フレミングの左手の法則 。電流が磁場内に有ると力を受けますが、この力の方向を教えてくれる法則です。左手の親指、人差し指、中指を互いに直交するように伸ばして、この関係を固定します。その形のままで、中指の方向を電流の流れる向きに、人差し指の方向を磁場の方向に向けると、親指の方向が、電流が力を受ける向き（イオンが移動する向き）となります。

溶液の中では、電流はＢ（中心）からＡ（円周部）に向かって流れています。図の磁石が有る右部分で言えば、電流は中心から右へ流れているわけです。（陽イオンのCu++は、まさに、この向きに流れようとしています）。フレミングの左手の法則を適用しましょう。左手の中指を右に、人差し指は下に向けるのでした。親指は紙面の表から裏に向かう向きを指しています。ということは、電流（溶液内のイオン）は"奥"に流されますから、ペトリ皿全体では、上から見て反時計回りに回ることを意味しています。

お礼

ものすごく詳しくありがとうございました(゜゜!!!

前提から丁寧に教えて下さったおかげで全然理解できなかったのにわかるようになってきました!!

本当にありがとうございました。

回答No.2

naniwacchi

#1です。

＞電流というのは＋極から－極に流れるものなんですよね?
きちんとわかってますよ！ ＾＾
途中「液体」がありますけど、それが電気を通すということは単に「通り道」になっているだけです。
水溶液にばかり気を取られないように、電池に注目すれば・・・

逆に水溶液に着目すると、化学の電気分解の話になってきますね。

お礼

なるほど!!

水溶液に固執しちゃダメなんですね!!

それがわかってスッキリしました(^O^)
頑張って解いてみます!!

ありがとうございました(*´∀｀*)

回答No.1

naniwacchi

こんにちわ。

＞この問題なんですが、どうしてもわからないんです。
＞解説を読んでもいまいちしっくり理解できなくてとてもモヤモヤしています。
どのあたりがモヤモヤなのか、示してもらうと説明しやすいかと。＾＾

まず、電流の向きと磁界の向きはわかりますか？
硫酸銅(II)は水溶液中でイオンになっているので、電子の運び役を担います。
つまりは、電流が流れるということです。

あとは、フレミングの法則を適用すれば、「力」の向きがわかりますね。

補足

わあ、すみません！

わたし電流や磁界の向きがとても苦手で……;

電流というのは＋極から－極に流れるものなんですよね?
磁場の向きは磁石のN極からS極に向かう向きなのはわかってるんですけど…

具体的には、電流の向きがよくわかりません。
電池がつながってるだけなら単純にわかるのですが、硫酸銅(II)が加わるとどうなるのかイマイチわかりません。

わかりにくい補足ですみません！