39．電流が磁界から受ける力

［目的］電流が磁界から受ける力は、導体に流れる電流や導体の長さとどのような関係があるか調べる。
［準備］電磁力実験器（電流が受ける力測定器）　電流計　すべり抵抗器　Ｕ型磁石　電池
［操作］
１）図のように装置を配線する。
　
図のように電流を流すと右向きに力がはたらく。（フレミングの左手の法則）
２）スイッチが開いている状態でコイルとばねの間の糸を調節する。
３）ばねの上端と下端の目盛りを読む。
４）電流を流し、コイルが右に力Ｆで引っ張られたら、コイルが鉛直の位置（ばねの下端が操作２の位置）に戻るように、ばねの上の糸を力 ｆ で引き、ばねの上端の目盛りを読む。
５）電流の大きさを変えて測定する。
６）電流の大きさを一定にして、コイルの巻数を変えて測定する。
［留意点･工夫点］
☆操作２の時、ばねを自然長に保ちながら、コイルとばねの間で糸がたるまないように、かつ、コイルが鉛直になるようにする。
☆電流が磁界から受ける力は、電流の大きさと磁界内にある導線の長さに比例している。
☆磁界の強さ（磁石の強さ）にも比例している。
☆導線の材質によって受ける力の大きさは異なる。
＜関連実験＞
　荷電粒子が磁界から受ける力を観察しよう
　　［準備］銅の電極　硫酸銅水溶液　チョークの粉　シャーレ　Ｕ型磁石　電池
　　［操作］
　　１）図のように配線し、チョークの粉の動きを観察する。
　　２）Ｕ型磁石や電池の向きを変えてみる。
　　　
　　［留意点･工夫点］
　　☆シャーレに入るように銅板を切って、電極をつくる（Ａ、Ｂ）。銅板には、はんだでリード線をつけておくとよい。
　　☆硫酸銅水溶液の濃度は薄いものでよく、量は、シャーレに２/３ほどでよい。
　　☆硫酸銅水溶液のかわりに、食塩水を使用するときには、電流を流すと塩素ガスが発生するので、換気に注意する。
　　☆チョークの粉のほかに、けしの実、ゴマ、おがくず、コルクを削った粉などが利用できる。
　　☆硫酸銅水溶液などの電解質溶液中に電極を入れると陽極に－イオン、陰極に＋イオンが引き寄せられるため、電気が流れる。この電流が磁界から力を受け、荷電粒子は円運動する。荷電粒子の動く方向から、フレミングの左手の法則を確認できる。なお、動いている荷電粒子が磁界から受ける力をローレンツ力という。
　
＜関連実験＞
　モーターをつくろう
　　［準備］エナメル線　クリップ　電池　磁石
　　［作り方］
　　①エナメル線を5～6回程度巻いてコイルを作る。
　　②エナメル線の片方の端は全部、他端は半分だけエナメルをはがす。（これが回転子になる）
　　③クリップをのばし軸受けをつくり、電池につなぐ。直接クリップを電池にテープではりつけてもよい。
　　④回転子をクリップにのせて、コイルに磁石を近づける。
　　　
　　☆磁石や電流の向きを変えると、フレミングの左手の法則を確認できる。