中学受験理科 電磁石の問題

質問

解説を読んでもわからないので教えてください。

答えは”ウ”です。

解説では、「鉄くぎの頭と先に違う極ができるもの（ウ）は、コイルの巻き数が２倍になることになるので、鉄くぎ全体が強い磁石になります。それ以外のものは、左右で磁界を打ち消し合っています。」とあります。

いまいちピンとこなくと、困ってます。

回答No.3

teppou · ベストアンサー

teppou です。二度目の補足質問にお答えします。
　分かりやすく書いたつもりなのですが、かえって分かりにくかったかもしれませんね。
　電気の向きと書きましたが、要するに電流の流れる向きのことです。
　問題文の図に、N S が書き込んでありますが、これはエナメル線に流れる電流の向きから判断されたのではないでしょうか。
　二つのコイルの電流の流れる向きが、鉄くぎをまっすぐ伸ばしたと考えて、頭（金槌でたたく方）から見て、時計回り（または反時計回り）にそろっていれば、二つのコイルでできる電磁石は強め合いますが、二つのコイルに流れる電流が、時計回りと反時計回りであれば、弱め合います。
　この説明はどうでしょうか。

お礼

とてもよくわかりました。何度もご回答いただきありがとうございました。

回答No.2

teppou

teppou です。補足質問にお答えします。
　電磁石は、鉄くぎ（鉄の棒）にエナメル線を一回巻いただけでもできます。エナメル線を一回巻いただけでは、ごく弱い電磁石しかできませんので、エナメル線を何回もまいてコイルにして強い電磁石にします。
　何回もエナメル線をまいてコイルにすると、鉄くぎの周りに同じ向きに電気が何度も流れます。
　エナメル線をたくさん巻いて、鉄くぎの周りに流れる電気の向きがそろっていると、電磁石は強くなります。
　エナメル線を巻いている途中で、それまでと反対向きに巻くと、電気の流れる向きが反対になるので、その分だけ電磁石を強くする働きが弱められます。
　問題のように、鉄くぎに巻くコイルを二つに分けて巻いた場合には、鉄くぎの廻りの電気の向きが同じになるように二つのコイルをつなぐと、電磁石の力を強め合いますが、電気の流れる向きが反対になる様につなぐと、電磁石の強さは弱められます。
　この説明ではどうでしょうか。

補足

補足の質問にも回答いただきありがとうございます。

＞問題のように、鉄くぎに巻くコイルを二つに分けて巻いた場合には、鉄くぎの廻りの電気の向きが同じになるように二つのコイルをつなぐと、電磁石の力を強め合いますが、電気の流れる向きが反対になる様につなぐと、電磁石の強さは弱められます。

このあたりのことがよくわかりません。特に「鉄くぎの周りの電気の向きが同じになるように」とはどういうことでしょうか。

理解が悪く申し訳ありませんが、説明いただけたらと思います。

回答No.1

teppou

中学受験と言うことですので小学生の御質問と思います。
　現在小学校で、磁石についてどのように教えているのか知りません。「磁界」と言うものを教えているのでしょうか。
　「磁界」や「磁力線」については、中学校で学ぶことだとおもいますので、違う説明をします。
　問題文の中にも書き込まれていますが、電流の流れる向きと、N極、S極のでき方は分かっているわけですね。
　電磁石の強さは、電池の本数が同じなら、コイルの巻き数に比例します。
　そうすると、鉄くぎは曲がっていますが一本の電磁石ですので、その釘に巻いた二つのコイルを、同じ向きの磁石ができるようにすると、コイル一つの場合の二倍の強さの磁石になり、二つの逆向きの磁石ができるようにすると、打ち消し合ってしまいます。
　こういうことなら分かっているのかもしれませんね。
　中学受験のために、「磁界」の意味を知りたいと言うことでしたら、参考サイトを貼っておきます。
http://www.hello-school.net/harorika009.htm
　ただ、こういう中学校レベルの知識がなくても、回答はできるはずだと思います。
　分かりにくいところがあれば、補足質問をしてください。

補足

早速の回答をありがとうございます。

＞そうすると、鉄くぎは曲がっていますが一本の電磁石ですので、その釘に巻いた二つのコイルを、同じ向きの磁石ができるようにすると、コイル一つの場合の二倍の強さの磁石になり、二つの逆向きの磁石ができるようにすると、打ち消し合ってしまいます。

ここのところをもう少し説明していただけると助かります。