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高校物理、フレミングの法則

2014/04/15 12:54

問題を解いている際に、フレミングの法則（左手、中指が電流、人差し指が磁界、親指が力）を適用しようとするのですが、いちいち指を図の磁界や電流の方向にあてて考えるのは大変で、時間がかかるのですが、何か良い方法はないのでしょうか？

tjag
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物理学
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ORUKA1951
ベストアンサー率45% (5062/11036)

2014/04/15 17:51 回答No.5

＞解答者のみなさんは問題のたびに、指を図に合わせて考えていますか？テスト用紙の前で「阿波踊り」（＾＾）--そんなことしません。　先の図を使わせていただくと、 (1) 電線が内部の電荷と共に移動する。(緑) (2) その周囲に磁場が発生する(赤) (3) 周囲の磁場(青)により (4) 赤と青が同じ向きか逆かで、電荷が力を受ける。　たったそれだけですが・・・・・・

質問者

お礼 2014/04/15 21:44

有難うございました。

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中村拓男（@tknakamuri）
ベストアンサー率35% (674/1896)

2014/04/15 19:14 回答No.6

〉解答者のみなさんは問題のたびに、指を図に合わせて考えていますか？久し振りに使うときは確認の意味でやりますね~。もちろん頭の中にイメージが戻ったらやりませんが、別に大変なことではないですよ。指は便利な道具です。

質問者

お礼 2014/04/15 21:45

有難うございました。地道にやってゆきます。

久保泰臣（@omi3_）
ベストアンサー率24% (254/1030)

2014/04/15 17:15 回答No.4

地球をイメージして、磁界方向は、N→S として、空から地中へ電流が流れる場合、左に動き、右に発電する。

中村拓男（@tknakamuri）
ベストアンサー率35% (674/1896)

2014/04/15 16:18 回答No.3

>何か良い方法はないのでしょうか？これ以上に楽なものは無いですね。訓練あるのみ。やがて楽になります。

質問者

お礼 2014/04/15 21:45

ありがとうございました

質問者

補足 2014/04/15 16:34

解答者のみなさんは問題のたびに、指を図に合わせて考えていますか？

ORUKA1951
ベストアンサー率45% (5062/11036)

2014/04/15 15:36 回答No.2

　フレミングの右手の法則、フレミングの左手の法則、レンツの法則・・・いずれも、直感的に示してくれる公式のようなものです。実際に事実に遭遇した時に結果を持ち出したって役に立たないことが多い。そもそも右手だっけ左手だっけと混乱し始めたら行き止まり。　要はマックスウェルが示した、たった一つの「移動する電荷の周囲には進行方向に向かって右回りの磁場が発生する」という電気と磁気の関連だけがわかっていればよいこと。それさえきちんと出来ていれば、先の質問のような混乱は起きない。　数学だって公式をいくら覚えても、その公式を導くまでの過程を知らないと意味無いでしょ。理系の科目はすべてそうです。歴史のように暗記ではすまない。逆に言うと、きちんと段階を踏んで積み重ねていけば覚える必要はない・・・とっても簡単な学問。　前置きはそのくらいにして、説明 (小学校) 磁場(工学分野では磁界)をあらわすために磁力線をつかう。磁力線とはN単極子が存在すると仮定して、N単極子が受ける力の方向を示した物） ┌─┐↓　↓┌─┐↓　↑┌─┐　・磁力線は張力があり最短経路をとろうとする。│Ｎ│↓　↓│Ｎ│↓　↑│Ｓ│　・平衡する磁力線は反発し、（左図） │Ｓ│↓　↓│Ｓ│↓　↑│Ｎ│　・逆行する磁力線は引き合う（左図） └─┘↓　↓└─┘↓　↑└─┘　・途中で現れたり消えたり交差しない　　　　反発　　　　　引き合う　ここまでは小学校で、簡単な形で習得済み (中学校)電流の周囲には右回りの磁場が発生する。(マックスウェル) 　向こうに進む電流を×、手前に向かう電流を・で表す（弓矢の先と尾をイメージ) 　(　)を電線とする。　　→　　　　 ← ↑(×)↓　↓(・)↑　　二本の電線にこのように流れると電線同士が引き合う　　←　　　　 → ★電荷が向こうに移動すれば右回り、手前に向かえば左回り　ではこの電線を磁場の中に置くと ↓↓　　→　　　 ↓↓ ↓↓　↑(×)↓　↓↓　　電荷は(小学校)により、左側に力を受けます。 ↓↓　　←　　　 ↓↓ ↓↓　　 ←　　　↓↓ ↓↓　↓(・)↑　↓↓　　電荷は(小学校)により、右側に力を受けます。 ↓↓　　 →　　　↓↓ 　これってフレミングの左手の法則ですよね。!! 　では、電線に電流を流さず電線を移動させて見ましょう。 ↓↓　　→　　　 ↓↓ ↓↓　↑ × ↓　↓↓　　電荷は(小学校)により、左側に力を受けます。 ↓↓　　←　　　 ↓↓　電流は左に向かって流れようとする。 ↓↓　　 ←　　　↓↓ ↓↓　↓ ・ ↑　↓↓　　電荷は(小学校)により、右側に力を受けます。 ↓↓　　 →　　　↓↓　電流は右に向かって流れようとする。 ★これってフレミングの右手の法則そのままですよね。 Q:ここで、良くある質問　電気は一瞬にして流れるのに、手で動かしたぐらいの速度で同じように力を受けるのはなぜ？？ A: 確かに電気は一瞬にして流れるが、電線中の電子がその速度で動いているわけじゃない。水が一杯詰まったホースに水圧をかけると、直ちに反対側に水が出てくるが、それは入った水じゃなく、ホース内の水。電子の移動速度はとっても遅い。 ★レンツの法則も、同様に考えてみよう。 ★そしたら、この手のシンプルなモノポールモーター( https://www.youtube.com/watch?v=XcPpZgAXhYs )がなぜ廻るかを説明できる。