磁界・磁力線・電磁誘導・誘導電流・直流・交流の用語を答えられ、電流がつくる磁界の向き、電流が磁界から受ける力の向きの変わり方、コイルと磁石の動かし方（極・向き・速さ）による誘導電流の向きと大きさの変化を、表や文章で示された実験の結果から判定できる
磁石や電流のまわりの、磁力（磁石の力）がはたらく空間を磁界といいます。この技能を身につけると、電流がつくる磁界の向き、磁界の中の電流が受ける力の向きの変わり方、そしてコイルと磁石を動かしたときに流れる電流（誘導電流）の向きと大きさの変わり方を、実験の結果から判定できるようになります。モーターや発電機のしくみを理解するときや、検流計の針の振れ方を読む実験で使います。
磁界の中に方位磁針を置くと、N 極はある決まった向きを指します。この N 極が指す向きを磁界の向きと決めます。磁界のようすを表すために、N 極から出て S 極に入るようにかいた線を磁力線といい、磁力線の間隔がせまいところほど磁界が強いことを表します。まっすぐな導線に電流を流すと、導線を中心とする同心円状の磁界ができ、その向きは、電流の向きに右ねじを進めるときにねじを回す向きになります（右ねじの法則）。電流の向きを逆にすれば、磁界の向きも逆になります。
磁界の中に置いた導線に電流を流すと、導線は力を受けて動きます。この力の向きは、電流の向きか磁界の向きのどちらか一方を逆にすると逆になり、両方とも逆にするともとと同じ向きになります。電流を大きくしたり、磁界を強くしたりすると、力は大きくなります。
逆に、コイルに磁石を近づけたり遠ざけたりして、コイルの中の磁界を変化させると、電源がなくてもコイルに電圧が生じて電流が流れます。この現象を電磁誘導、流れる電流を誘導電流といいます。磁界が変化しているあいだだけ電流が流れるので、磁石を止めると電流は流れなくなります。誘導電流の向きは「磁界がどう変化したか」で決まるので、磁石の極を逆にするか、動かす向き（近づける・遠ざける）を逆にすると逆向きになり、両方とも逆にすると同じ向きになります。磁石を速く動かす、磁力の強い磁石を使う、コイルの巻数を多くすると、磁界の変化が大きく（または速く）なり、誘導電流は大きくなります。なお、乾電池から流れる電流のように向きが一定の電流を直流、家庭のコンセントの電流のように向きが周期的に変わる電流を交流といいます。
磁界の向きは方位磁針の N 極が指す向き、磁力線は N 極から出て S 極に入る向きと確認する
電流がつくる磁界は、電流の向きに右ねじを進めるときのねじを回す向きと判定する（電流が逆なら磁界も逆）
電流が磁界から受ける力は、電流の向きか磁界の向きの一方を逆にすると逆向き、両方を逆にすると同じ向きと判定する
誘導電流の向きは、基準となる実験の結果とくらべ、磁石の極か動かす向き（近づける・遠ざける）の一方だけを変えたら逆向き、両方を変えたら同じ向き、磁石が止まっていれば電流は流れないと判定する
誘導電流の大きさは、磁石を速く動かす・磁力の強い磁石にする・コイルの巻数を多くすると大きくなると判定する
コイルに検流計をつなぎ、棒磁石の N 極を下に向けて、コイルの上から近づけたところ、検流計の針は右に振れた。同じ装置で次のア〜エの操作をしたとき、検流計の針が左に振れるものとして最も適当なものを 1 つ選べ。
ア N 極を下に向けて、コイルの上から速く近づける。
イ S 極を下に向けてコイルの上に置いた棒磁石を、上へ遠ざける。
ウ S 極を下に向けて、コイルの上から近づける。
エ N 極を下に向けてコイルの中に入れた棒磁石を、そのまま静止させる。
基準は「N 極を近づける → 右に振れる」である。手順 4 を使い、極と動かす向きのどちらを変えたかを調べる。
ア：極（N 極）も動かす向き（近づける）も基準と同じなので、針は右に振れる（速く動かしたので、手順 5 より振れは大きくなる）。
イ：極を S 極に、動かす向きを遠ざけるに、両方とも変えたので、向きはもとにもどり、針は右に振れる。
ウ：動かす向きは近づけるで同じだが、極を S 極に変えたので、一方だけを変えたことになり、針は左に振れる。
エ：磁石が静止していると、コイルの中の磁界が変化しないので、誘導電流は流れず、針は振れない。
よって、針が左に振れるのはウである。
答え: ウ
磁石をコイルの中に入れて止めておいても誘導電流が流れ続けるとしてしまう誤り。正しくは、誘導電流はコイルの中の磁界が変化しているあいだだけ流れ、磁石が静止すると流れなくなる
極と動かす向きを両方とも逆にすると、誘導電流も逆向きになるとしてしまう誤り。正しくは、一方だけを逆にすると逆向きになり、両方を逆にすると（たとえば「N 極を近づける」と「S 極を遠ざける」）もとと同じ向きになる
電流が磁界から受ける力で、電流の向きと磁界の向きを両方とも逆にすると力も逆になるとしてしまう誤り。正しくは、両方を逆にすると力の向きはもとと同じになる
磁石を速く動かしても誘導電流の大きさは変わらないとしてしまう誤り。正しくは、磁石を速く動かすほど磁界の変化が速くなり、誘導電流は大きくなる。磁力の強い磁石にする、コイルの巻数を多くすることでも大きくなる
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
コイルに検流計をつなぎ、棒磁石をコイルの真上で上下に動かして、検流計の針の振れ方を調べた。コイル・検流計・導線のつなぎ方は、すべての実験で変えていない。結果は次の表のようになった。
| 実験 | 操作 | 検流計の針の振れ方 |
|---|---|---|
| 1 | N極を下に向けて、上からコイルの中へゆっくり近づけた | 右に小さく振れた |
| 2 | N極を下に向けて、上からコイルの中へすばやく近づけた | 右に大きく振れた |
| 3 | N極を下に向けて、コイルの中に入れたまま静止させた | 振れなかった |
| 4 | S極を下に向けて、コイルの中から上へ、実験1と同じくらいの速さでゆっくり遠ざけた | ？ |
実験4の結果として最も適当なものを、次のア〜オから1つ選べ。
2 個の発光ダイオード A、B を、たがいに逆向きになるように並列につなぎ、ある電源装置につないだ。発光ダイオードは、決まった向きに電流が流れたときだけ光る。
乾電池につないだときは、A、B のうち一方だけが光り続けた。一方、別の電源装置につないで暗い部屋で発光ダイオードをすばやく横に動かしたところ、A と B が交互に点滅して、光の点が点線のように並んで見えた。
この別の電源装置から流れる電流のように、流れる向きと大きさが周期的にくり返し変わる電流を何というか。漢字 2 字で答えよ。
電池などの電源をつながずに、コイルと検流計だけを導線でつないだ回路をつくり、次の実験 1〜3 を行った。
これらの実験から、電源がなくても、コイルの内部の磁界が変化しているときにだけ、コイルの両端に電圧が生じて回路に電流が流れることがわかる。このような現象を何というか。漢字で答えよ。