地球の形と内部構造(知識)の問題
地球の磁場(地磁気)は、地球の中心に置いた棒磁石がつくる磁場に近い形をしている。地磁気の要素の 1 つである伏角について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
- ア 伏角は、地磁気の水平方向の向きが真北からずれている角度である。
- イ 伏角は、赤道付近で最も大きく、極に近づくほど小さくなる。
- ウ 北半球では、自由に回転できる磁針の N 極は、水平面より上を向く。
- エ 伏角は、高緯度ほど大きくなり、磁極付近ではほぼ になる。
この問題で使うもの
- 地磁気とその要素(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(4 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
技能「地磁気とその要素」を使う。まず偏角・伏角・全磁力がそれぞれ何を表すかを確認する。
ヒント 2
伏角は、地磁気の向きと水平面とのなす角である。地球の中心に棒磁石を置いたときの磁力線が、赤道付近と極付近で地表に対してどんな角度になるかを考える。
ヒント 3
アは別の要素の説明なので除ける。北半球では磁力線が地表から地中へ入ることを使うとウも除ける。残りのイとエは、赤道付近で磁力線がほぼ水平になることから判断する。
答えと解説
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エ
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解説を読む
使う技能: 地磁気とその要素(偏角・伏角・全磁力)。
ステップ 1: 用語を確認する
- 偏角: 地磁気の水平方向の向き(磁針の N 極が指す向き)と真北とのなす角。
- 伏角: 地磁気の向き(全磁力の向き)と水平面とのなす角。
- 全磁力: 地磁気の強さ(大きさ)。
ステップ 2: 棒磁石の磁場で考える
地球の中心に、S 極を北に、N 極を南に向けた棒磁石を置いたと考える。磁力線は N 極から出て S 極に入るので、南半球の地表から出て北半球の地表に入る。
- 赤道付近では、磁力線は地表とほぼ平行(水平)なので、伏角はほぼ 。
- 高緯度に行くほど、磁力線は地表に対して急な角度で入る(出る)ので、伏角は大きくなる。
- 磁極付近では、磁力線は地表にほぼ垂直なので、伏角はほぼ 。
よって、エが正しい。
ほかの選択肢が誤りである理由
- ア: 地磁気の水平方向の向きと真北とのずれは偏角であり、伏角ではない。
- イ: 伏角は赤道付近で最も小さく(ほぼ )、極に近づくほど大きくなる。大小が逆である。
- ウ: 北半球では磁力線が地表から地中へ入る向きなので、磁針の N 極は水平面より下を向く。上を向くのではない。
別解
ア: 真北からのずれは偏角。伏角は磁針の傾き(水平面となす角)。誤り。
イ: 伏角は赤道付近でほぼ 0°、高緯度ほど大きくなる。逆なので誤り。
ウ: 北半球では磁針の N 極は水平面より下を向く(伏角は下向き)。上を向くのは誤り。
エ: 伏角は高緯度ほど大きくなり、磁極付近でほぼ 90° になる。正しい。
よって エ。