誘導電流の生じる条件と向きを調べる
二つの模式図と五つの架空の記録で、磁石とコイルの動き、誘導電流の向きと大きさを比べる14問と六つの課題です。
学年・内容の目安 中学校第2学年「理科」の誘導電流を考える補助教材。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
中学校理科第1分野(3)ア(イ)㋒「電磁誘導と発電」の、コイルと磁石の動きと誘導電流の向きを考える補助教材です。
解説を読む
磁石とコイルの位置関係が変わり、コイルを通る磁界の状態が変化すると、閉じた回路に誘導電流が流れることがあります。同じつなぎ方で検流計の針を見て、動かし方や磁極を変えた場合と比べましょう。
必要な予備知識
磁石のN極とS極、閉じた回路、検流計の針の左右を使います。
- 磁石とコイルの相対的な動きにより、コイルを通る磁界の状態が変わるかを見る。
- 同じ極を同じ道すじで近づける場合と遠ざける場合では、誘導電流の向きは逆になる。
- 磁極だけを逆にすると、同じ動かし方でも誘導電流の向きが逆になる。
- 検流計の左右がどちらの電流に当たるかは、その実験のつなぎ方と記録から読む。
解き方の例
同じ回路でN極を近づけると針が右へ振れたなら、同じN極を同じ道すじで遠ざけると針は左へ振れます。
よくある間違い
- 磁石を近くに止めておけば、誘導電流が流れ続けると考える。
- 検流計のつなぎ方を確かめず、針の右振れを同じ電流方向と決める。
- 振れが大きいと、電流の向きも変わったと考える。
観察と考え方を講師と確かめる
選択では変えた条件と針の向き・大きさを区別します。記述では、そろえた条件と、観察から言える範囲を図や言葉で説明します。
閉じた回路を使う理想的な比較です。磁石やコイルの細かな形から、実際の電流値を計算する課題ではありません。図の配線は省略しています。
読む文章・資料
近づけてから止める
図のようにコイルを固定し、N極を正面から近づけます。コイルと検流計は閉じた回路になっています。動かす間は針が右に振れ、磁石を近くで止めると針は0に戻りました。
同じ極を遠ざける
同じコイルと検流計で、N極を近づけたとき、針は右に振れました。図では同じN極を、同じ軸に沿って、近づけたときと同じ速さでコイルから遠ざけます。導線のつなぎ方は変えていません。
磁極だけを替える
N極をコイルに近づけると、針は右に振れました。次の試行では磁石を裏返し、S極を同じ位置から同じ道すじで近づけます。速さと検流計のつなぎ方は同じです。
どちらを動かすか
実験Aでは磁石を固定し、コイルとつないだ検流計を一緒に磁石へ近づけます。実験Bでは磁石もコイルと検流計も同じ向きに同じ速さで運び、磁石とコイルの間の距離と向きを変えません。周囲からの影響は無視できます。
近づく速さを比べる
同じN極を、同じ区間でゆっくり近づけると検流計の針は右へ二目盛り、速く近づけると右へ五目盛り振れました。コイルとつなぎ方は同じです。
巻き数を変えた観察
同じ形のコイルを使い、N極を同じ道すじと速さで近づけました。巻き数50回のコイルでは針が右へ二目盛り、巻き数100回のコイルでは右へ三目盛り振れました。この二つの測定値を比べます。
変えた条件を確かめる
最初にN極を近づけると針は右、次にS極を遠ざけても針は右へ振れました。つなぎ方は同じですが、磁極と磁石の動かし方の二つが変わっています。今度は「磁極だけを逆にするとどうなるか」を、最初の記録を基準にして調べます。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：近づけてから止める
針が0から右へ動いたのはいつですか。
- 近くで止めている間
- N極を近づけている間
- 回路をつながない間
答えと解説
N極を近づけている間
磁石を動かしている間に、針が右へ振れました。
資料：近づけてから止める
近くで磁石を止めた後の記録はどれですか。
- 針が0に戻った。
- 針は右に振れ続けた。
- 針はすぐ左に振れ続けた。
答えと解説
針が0に戻った。
止めた後はコイルを通る磁界の状態が変わらず、針は0に戻りました。
資料：同じ極を遠ざける
図のようにN極を遠ざけると、針はどう振れますか。
- 右
- 0のまま
- 左
答えと解説
左
同じ極を近づけたときとは磁界の変化が逆で、同じつなぎ方なら針は反対に振れます。
資料：同じ極を遠ざける
近づけたときと遠ざけたときに変えた条件はどれですか。
- コイルと検流計のつなぎ方
- 磁石を動かす向き
- コイルの巻き数
答えと解説
磁石を動かす向き
磁極やつなぎ方を保ち、磁石を動かす向きだけを逆にしました。
資料：磁極だけを替える
S極を近づけるとき、針はどちらへ振れると考えられますか。
- 左
- 右
- 振れずに0
答えと解説
左
近づけ方は同じでも、磁極がNからSに変わると針は反対側へ振れます。
資料：磁極だけを替える
N極の試行と比べ、何を変えましたか。
- コイルへ近づける速さ
- 検流計の端子のつなぎ方
- コイルに向けた磁極
答えと解説
コイルに向けた磁極
磁石を裏返して、コイルに向ける極だけを替えました。
資料：どちらを動かすか
コイルと磁石の相対的な位置が変わるのはどちらですか。
- 実験B
- 実験A
- AもBも変わらない
答えと解説
実験A
Aでは固定した磁石にコイルが近づきます。Bでは間の距離と向きを保ちます。
資料：どちらを動かすか
Bで誘導電流が流れ続けない理由はどれですか。
- コイルを通る磁界の状態が変わらないから。
- 動くものには磁界が働かなくなるから。
- コイルと検流計を一緒に運ぶと回路が開くから。
答えと解説
コイルを通る磁界の状態が変わらないから。
実験室から見て動いていても、磁石とコイルの間の位置関係が変わらないという条件です。
資料：近づく速さを比べる
速く近づけたときの針の記録はどれですか。
- 左へ五目盛り
- 右へ二目盛り
- 右へ五目盛り
答えと解説
右へ五目盛り
速い試行では右へ五目盛り振れました。
資料：近づく速さを比べる
二つの記録を比べた説明はどれですか。
- 速い方は振れが小さく、向きは逆だった。
- 速い方は振れが大きく、向きは同じだった。
- 速い方は振れが同じで、向きが逆だった。
答えと解説
速い方は振れが大きく、向きは同じだった。
同じ向きに振れ、振れた大きさが二目盛りから五目盛りになりました。
資料：巻き数を変えた観察
観察した二つのうち、針の振れが大きかったのはどれですか。
- 巻き数100回
- 巻き数50回
- どちらも二目盛り
答えと解説
巻き数100回
100回のコイルでは三目盛りで、50回のコイルの二目盛りより大きいです。
資料：巻き数を変えた観察
この記録から言えるのはどれですか。
- 巻き数を変えると、針は左へ振れた。
- 100回で三目盛りなので、どの巻き数でも同じ大きさになる。
- この二つでは100回で大きく振れ、どちらも右へ振れた。
答えと解説
この二つでは100回で大きく振れ、どちらも右へ振れた。
比較した二つの条件での結果で、ほかの巻き数の結果は測っていません。
資料：変えた条件を確かめる
磁極だけの効果を調べるため、次に比べる試行はどれですか。
- N極を遠ざける。
- S極を同じ道すじと速さで近づける。
- S極を近くで止めたままにする。
答えと解説
S極を同じ道すじと速さで近づける。
最初のN極を近づける試行と、動かし方をそろえて磁極を変えます。
資料：変えた条件を確かめる
最初と次の試行でそろえる条件はどれですか。
- 近づける向き・速さと、検流計のつなぎ方。
- 磁極と針が振れる向き。
- 磁極とコイルから離れる向き。
答えと解説
近づける向き・速さと、検流計のつなぎ方。
磁極を変える比較なので、近づけ方とつなぎ方を保ちます。針は比べる結果です。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：近づけてから止める
針が振れたときと0に戻ったときを、磁石の動きと結び付けて説明しましょう。
答えと解説
N極を近づけている間はコイルを通る磁界の状態が変わり、針が右に振れました。近くで止めると状態が変わらなくなり、針は0に戻りました。
磁石が近くにあることだけで振れ続けるわけではありません。
- N極を近づける間はコイルを通る磁界の状態が変わり、針が右へ振れると示す。
- 近くで止めると磁界の状態が変わらず、針が0へ戻ると示す。
資料：同じ極を遠ざける
近づける場合と遠ざける場合の針を、変えた条件を示して説明しましょう。
答えと解説
磁極とつなぎ方を保ったまま、N極を近づける向きから遠ざける向きへ替えました。コイルを通る磁界の変化が逆なので、右振れから左振れに変わります。
同じ検流計のつなぎ方で比べます。
- 磁極とつなぎ方を変えず、近づける動きを遠ざける動きにしたと示す。
- コイルを通る磁界の変化が逆になるので、右振れが左振れになると示す。
資料：磁極だけを替える
S極を近づけたときの針の予想と、そろえた条件を説明しましょう。
答えと解説
近づける道すじ、速さ、検流計のつなぎ方をそろえました。向ける極をNからSに替えるので、最初の右振れと反対の左振れになると予想します。
変えた条件と、予想する結果を分けます。
- 近づける道すじ、速さ、つなぎ方が同じと示す。
- N極をS極に替えたことを根拠に、右振れの反対の左振れを予想する。
資料：どちらを動かすか
実験AとBで、コイルを通る磁界の状態が変わるかどうかを説明しましょう。
答えと解説
Aはコイルが固定した磁石に近づき、コイルを通る磁界の状態が変わります。Bは両方が同じように移動しても距離と向きが同じで、磁界の状態は変わりません。
部屋に対して動いたかと、互いの位置が変わったかは別です。
- Aでは固定した磁石にコイルが近づき、コイルを通る磁界の状態が変わると示す。
- Bでは両方が動いても距離と向きが同じなので、コイルを通る磁界の状態は変わらないと示す。
資料：近づく速さを比べる
近づく速さを変えた二つの記録から、針の大きさと向きを比べましょう。
答えと解説
ゆっくりのときは右へ二目盛り、速いときは右へ五目盛り振れました。この観察では速くすると振れが大きくなり、向きは同じでした。
目盛りの大きさは振れの量、左右は電流の向きを比べる手がかりです。
- ゆっくりでは二目盛り、速いときは五目盛りで、速い方が振れが大きいと示す。
- 振れの方向はどちらも右で変わらなかったと示す。
資料：巻き数を変えた観察
二つのコイルを比べ、どの条件で振れが大きく、どこまで言えるか説明しましょう。
答えと解説
同じ道すじと速さでN極を近づけました。50回では右へ二目盛り、100回では右へ三目盛りなので、この二つでは100回の方が大きく振れました。他の巻き数での値はこの記録にありません。
巻き数が二倍なら必ず振れが二倍と決めません。
- 50回の二目盛りと100回の三目盛りを、同じ動かし方での右振れとして比べる。
- 今回の二つの巻き数に結論を限り、測っていない巻き数の値は決めない。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 誘導電流の生じる条件と向きを調べる
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/compare-conditions-and-direction-of-induced-current/
選択では変えた条件と針の向き・大きさを区別します。記述では、そろえた条件と、観察から言える範囲を図や言葉で説明します。
読む文章・資料
近づけてから止める
図のようにコイルを固定し、N極を正面から近づけます。コイルと検流計は閉じた回路になっています。動かす間は針が右に振れ、磁石を近くで止めると針は0に戻りました。
同じ極を遠ざける
同じコイルと検流計で、N極を近づけたとき、針は右に振れました。図では同じN極を、同じ軸に沿って、近づけたときと同じ速さでコイルから遠ざけます。導線のつなぎ方は変えていません。
磁極だけを替える
N極をコイルに近づけると、針は右に振れました。次の試行では磁石を裏返し、S極を同じ位置から同じ道すじで近づけます。速さと検流計のつなぎ方は同じです。
どちらを動かすか
実験Aでは磁石を固定し、コイルとつないだ検流計を一緒に磁石へ近づけます。実験Bでは磁石もコイルと検流計も同じ向きに同じ速さで運び、磁石とコイルの間の距離と向きを変えません。周囲からの影響は無視できます。
近づく速さを比べる
同じN極を、同じ区間でゆっくり近づけると検流計の針は右へ二目盛り、速く近づけると右へ五目盛り振れました。コイルとつなぎ方は同じです。
巻き数を変えた観察
同じ形のコイルを使い、N極を同じ道すじと速さで近づけました。巻き数50回のコイルでは針が右へ二目盛り、巻き数100回のコイルでは右へ三目盛り振れました。この二つの測定値を比べます。
変えた条件を確かめる
最初にN極を近づけると針は右、次にS極を遠ざけても針は右へ振れました。つなぎ方は同じですが、磁極と磁石の動かし方の二つが変わっています。今度は「磁極だけを逆にするとどうなるか」を、最初の記録を基準にして調べます。
資料：近づけてから止める
針が0から右へ動いたのはいつですか。
- 近くで止めている間
- N極を近づけている間
- 回路をつながない間
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：近づけてから止める
近くで磁石を止めた後の記録はどれですか。
- 針が0に戻った。
- 針は右に振れ続けた。
- 針はすぐ左に振れ続けた。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ極を遠ざける
図のようにN極を遠ざけると、針はどう振れますか。
- 右
- 0のまま
- 左
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：同じ極を遠ざける
近づけたときと遠ざけたときに変えた条件はどれですか。
- コイルと検流計のつなぎ方
- 磁石を動かす向き
- コイルの巻き数
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：磁極だけを替える
S極を近づけるとき、針はどちらへ振れると考えられますか。
- 左
- 右
- 振れずに0
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：磁極だけを替える
N極の試行と比べ、何を変えましたか。
- コイルへ近づける速さ
- 検流計の端子のつなぎ方
- コイルに向けた磁極
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：どちらを動かすか
コイルと磁石の相対的な位置が変わるのはどちらですか。
- 実験B
- 実験A
- AもBも変わらない
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：どちらを動かすか
Bで誘導電流が流れ続けない理由はどれですか。
- コイルを通る磁界の状態が変わらないから。
- 動くものには磁界が働かなくなるから。
- コイルと検流計を一緒に運ぶと回路が開くから。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：近づく速さを比べる
速く近づけたときの針の記録はどれですか。
- 左へ五目盛り
- 右へ二目盛り
- 右へ五目盛り
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：近づく速さを比べる
二つの記録を比べた説明はどれですか。
- 速い方は振れが小さく、向きは逆だった。
- 速い方は振れが大きく、向きは同じだった。
- 速い方は振れが同じで、向きが逆だった。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：巻き数を変えた観察
観察した二つのうち、針の振れが大きかったのはどれですか。
- 巻き数100回
- 巻き数50回
- どちらも二目盛り
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：巻き数を変えた観察
この記録から言えるのはどれですか。
- 巻き数を変えると、針は左へ振れた。
- 100回で三目盛りなので、どの巻き数でも同じ大きさになる。
- この二つでは100回で大きく振れ、どちらも右へ振れた。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：変えた条件を確かめる
磁極だけの効果を調べるため、次に比べる試行はどれですか。
- N極を遠ざける。
- S極を同じ道すじと速さで近づける。
- S極を近くで止めたままにする。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：変えた条件を確かめる
最初と次の試行でそろえる条件はどれですか。
- 近づける向き・速さと、検流計のつなぎ方。
- 磁極と針が振れる向き。
- 磁極とコイルから離れる向き。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：近づけてから止める
針が振れたときと0に戻ったときを、磁石の動きと結び付けて説明しましょう。
資料：同じ極を遠ざける
近づける場合と遠ざける場合の針を、変えた条件を示して説明しましょう。
資料：磁極だけを替える
S極を近づけたときの針の予想と、そろえた条件を説明しましょう。
資料：どちらを動かすか
実験AとBで、コイルを通る磁界の状態が変わるかどうかを説明しましょう。
資料：近づく速さを比べる
近づく速さを変えた二つの記録から、針の大きさと向きを比べましょう。
資料：巻き数を変えた観察
二つのコイルを比べ、どの条件で振れが大きく、どこまで言えるか説明しましょう。
解答: 誘導電流の生じる条件と向きを調べる
N極を近づけている間
磁石を動かしている間に、針が右へ振れました。
針が0に戻った。
止めた後はコイルを通る磁界の状態が変わらず、針は0に戻りました。
左
同じ極を近づけたときとは磁界の変化が逆で、同じつなぎ方なら針は反対に振れます。
磁石を動かす向き
磁極やつなぎ方を保ち、磁石を動かす向きだけを逆にしました。
左
近づけ方は同じでも、磁極がNからSに変わると針は反対側へ振れます。
コイルに向けた磁極
磁石を裏返して、コイルに向ける極だけを替えました。
実験A
Aでは固定した磁石にコイルが近づきます。Bでは間の距離と向きを保ちます。
コイルを通る磁界の状態が変わらないから。
実験室から見て動いていても、磁石とコイルの間の位置関係が変わらないという条件です。
右へ五目盛り
速い試行では右へ五目盛り振れました。
速い方は振れが大きく、向きは同じだった。
同じ向きに振れ、振れた大きさが二目盛りから五目盛りになりました。
巻き数100回
100回のコイルでは三目盛りで、50回のコイルの二目盛りより大きいです。
この二つでは100回で大きく振れ、どちらも右へ振れた。
比較した二つの条件での結果で、ほかの巻き数の結果は測っていません。
S極を同じ道すじと速さで近づける。
最初のN極を近づける試行と、動かし方をそろえて磁極を変えます。
近づける向き・速さと、検流計のつなぎ方。
磁極を変える比較なので、近づけ方とつなぎ方を保ちます。針は比べる結果です。
記述問題の解答・確認の観点
資料：近づけてから止める
針が振れたときと0に戻ったときを、磁石の動きと結び付けて説明しましょう。
N極を近づけている間はコイルを通る磁界の状態が変わり、針が右に振れました。近くで止めると状態が変わらなくなり、針は0に戻りました。
磁石が近くにあることだけで振れ続けるわけではありません。
- N極を近づける間はコイルを通る磁界の状態が変わり、針が右へ振れると示す。
- 近くで止めると磁界の状態が変わらず、針が0へ戻ると示す。
資料：同じ極を遠ざける
近づける場合と遠ざける場合の針を、変えた条件を示して説明しましょう。
磁極とつなぎ方を保ったまま、N極を近づける向きから遠ざける向きへ替えました。コイルを通る磁界の変化が逆なので、右振れから左振れに変わります。
同じ検流計のつなぎ方で比べます。
- 磁極とつなぎ方を変えず、近づける動きを遠ざける動きにしたと示す。
- コイルを通る磁界の変化が逆になるので、右振れが左振れになると示す。
資料：磁極だけを替える
S極を近づけたときの針の予想と、そろえた条件を説明しましょう。
近づける道すじ、速さ、検流計のつなぎ方をそろえました。向ける極をNからSに替えるので、最初の右振れと反対の左振れになると予想します。
変えた条件と、予想する結果を分けます。
- 近づける道すじ、速さ、つなぎ方が同じと示す。
- N極をS極に替えたことを根拠に、右振れの反対の左振れを予想する。
資料：どちらを動かすか
実験AとBで、コイルを通る磁界の状態が変わるかどうかを説明しましょう。
Aはコイルが固定した磁石に近づき、コイルを通る磁界の状態が変わります。Bは両方が同じように移動しても距離と向きが同じで、磁界の状態は変わりません。
部屋に対して動いたかと、互いの位置が変わったかは別です。
- Aでは固定した磁石にコイルが近づき、コイルを通る磁界の状態が変わると示す。
- Bでは両方が動いても距離と向きが同じなので、コイルを通る磁界の状態は変わらないと示す。
資料：近づく速さを比べる
近づく速さを変えた二つの記録から、針の大きさと向きを比べましょう。
ゆっくりのときは右へ二目盛り、速いときは右へ五目盛り振れました。この観察では速くすると振れが大きくなり、向きは同じでした。
目盛りの大きさは振れの量、左右は電流の向きを比べる手がかりです。
- ゆっくりでは二目盛り、速いときは五目盛りで、速い方が振れが大きいと示す。
- 振れの方向はどちらも右で変わらなかったと示す。
資料：巻き数を変えた観察
二つのコイルを比べ、どの条件で振れが大きく、どこまで言えるか説明しましょう。
同じ道すじと速さでN極を近づけました。50回では右へ二目盛り、100回では右へ三目盛りなので、この二つでは100回の方が大きく振れました。他の巻き数での値はこの記録にありません。
巻き数が二倍なら必ず振れが二倍と決めません。
- 50回の二目盛りと100回の三目盛りを、同じ動かし方での右振れとして比べる。
- 今回の二つの巻き数に結論を限り、測っていない巻き数の値は決めない。