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【電気・エネルギーとその利用】レンツの法則がわかりません。

レンツの法則がわかりません。

レンツの法則で,誘導電流がD → C → B → Aの向きに流れることがわかりません。
詳しく解説をお願いします。

進研ゼミからの回答!

【質問の確認】

【問題】
図1のように,磁石のN極とS極の間に長方形コイルABCDを入れ,電池の正極と負極につながれたブラシで整流子をはさむとコイルは回転をはじめる。

問1 コイルが図1の状態にあるとき,辺AB,辺CDはそれぞれ磁場からどの向きの力を受けるか。

問2 コイルが図1の状態から半回転(180°回転)したとき,辺AB,辺CDはそれぞれ磁場からどの向きの力を受けるか。

次に,図2のように,電池の代わりに電球を接続し,コイルを手前から見て時計まわりに回転させる。

問3 コイルが図2の状態にあるとき,電球を流れる電流の向きはP → QとQ → Pのどちらか。

問4 コイルが図2の状態から半回転(180°回転)したとき,電球を流れる電流の向きはP → QとQ → Pのどちらか。

【解答解説】から抜粋部分

問3 右図の状態から少し回転すると,コイルABCDの中を左向きに貫く磁力線が増加するので,レンツの法則より,誘導電流が
D → C → B → A の向きに流れ,電球を流れる電流の向きはP Qとなる。 …(答)

≪レンツの法則がわかりません。≫

レンツの法則で,誘導電流がD → C → B → Aの向きに流れることがわかりません。詳しく解説をお願いします。

【解説】

はじめに,『レンツの法則』について,もう一度確認しておきましょう。

◎『レンツの法則』
円筒状に巻いたコイル(ソレノイド)を貫く磁力線が変化すると,変化を妨げる向きに磁力線を生じさせる誘導電流が流れようとします。(図1)

(図1 レンツの法則)(図1 レンツの法則)

このことを踏まえて,問題に戻ります。今,(図2)の状態にあるとして,

(図2 問題の図)(図2 問題の図)

この状態から,少し回転すると,コイルABCDの中を左向きに貫く磁力線が増加するので,解答解説にもあるように,『レンツの法則』より,誘導電流による磁力線が(図2)の右向き(破線の矢印の向き)に生じるように誘導電流が流れます。

このときの誘導電流の向きは,『右ねじの法則』より,右手の親指の示す方向を磁場の向き(今回は誘導電流による磁力線の向き)にとると,握った指の回転の向きが電流の向きになります。(図3)

(図3 ソレノイドのつくる磁場)(図3 ソレノイドのつくる磁場)

したがって,誘導電流による磁力線の向き,つまり右向きに右手の親指がくるようにとると,電流は握った指の回転の向きにコイル(ソレノイド)の下側から上側へ流れるようになるので,(図2)のコイルを流れる誘導電流の向きはD→C→B→Aということがわかるのですね。

【アドバイス】

コイルを貫く磁力線が変化することで流れる誘導電流は磁力線の変化を妨げる向きに(増加しているなら減少させるように,減少しているなら増加させるように)流れる,ということは覚えておきましょう。
もう一度『レンツの法則』,『右ねじの法則』について自分で確認しておきましょう。
この回答を参考にこの問題にもう一度挑戦しておくとよいと思います。
これからも『進研ゼミ高校講座』にしっかりと取り組んでいってくださいね。

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