理科の冬期講習動画「電磁石」を見ました。
前回の右ねじの法則など右手を使って、磁力線の向きを求めれるようになっていることは前提になります。復習した上で、この単元に進みましょう。身近な電磁石を利用したものに、ベルやコイルモーターやモーターがあります。理解は難しいですけども、入試問題でも出るレベルなので、しっかりと学習しておきましょう！
モーターなどは、大人でも難しいですよ。
内容
・おさらいでは、前回の磁力線の向きについて再確認します。前回は電流を1本とか2,3本まででした。今回は、電流をグルグル巻きにすることを学びます。これが、電磁石の学習の導入になります。
・今回は右手で握るのはコイルの巻く向き（電流）になります。その時の親指の向きがN極の向きになります。
・コイルの巻き数を100回巻と200回巻で実験すると、200回巻の方が磁力が強いですが、導線の長さもそろえないといけません。
同じ導線の長さが同じ＝電気抵抗が同じ＝電流の大きさが同じ、となります
・コイル入れるのは鉄の棒です、銅だとダメです。軟鉄（純粋な鉄：鉄くぎとか）を入れましょう。鋼鉄は、永久磁石になるので入れてはダメです。
・エナメル線だと、導線が重なっても、ショートしません
・ベル
電流を流すと、電磁石が磁力を持って、ひきつけて音が鳴ります。
そうなると、電気が流れなくなって、磁力が無くなって、ばねで元に戻ります。
元に戻ると、また、電流が流れて、電磁石が磁力をもって、ひきつけて音が鳴ります。
・コイルモーターとモーター
これは、動画で勉強しましょう。
youtubeを紹介してみます。
中２理科ですけど、絵がきれいで分かりやすいです。
こちらは、動きが分かりやすいかもです。
・リニアモーターカー
まっすぐに磁力を並べてのモーターのことです、
構成
１．コアプラス
２．デイリーチェック
３．テーマの解説
４．理科の図鑑
５．学習のすすめ
１．コアプラス
春の七草を覚えましょう、呼び方が変わってる「ほとけのざ」などは気をつけましょう。秋の七草は、「ハギ、キキョウ、ススキ、ナデシコ、フジバカマ、クズ、オミナエシ」です。南から北に向かうので、温かくなっていくことが分かりますので、桜前線です。ソメイヨシノはもともとは同じ1本です、他のソメイヨシノはクローンですので、一斉に花が咲きます。ツユクサは理科資料p10で確認しましょう。オシロイバナは蛾に花粉を運んでもらいたいので、夕方に花が咲きます。カタバミとクローバーの違いは確認しておきましょう。ツツジやヤツデは秋の植物です。
２．デイリーチェック
1⃣
磁力線を書けるようにしておきましょう。磁石の鉄の粒が磁力を持っているイメージで考えましょう。棒磁石を2つに割っても磁石になります。NとSの向きは変わりませんね。縫い針に磁石をこすると、内部の鉄の粒がそろって磁石になります。電流の向きに右手を握ると磁力線の向きが分かります。導線が方位磁針の上か下か、を間違えないようにしましょう。針が大きく振れるかどうか、は電流を求めれば分かります。
2⃣
鉄、コバルト、ニッケルは磁石に付きます。ニッケルと銅の合金である100円玉は磁石に付きません、合金にすると性質が変わりますので、注意しましょう。方位磁針の周りに導線をおくと、磁力線が奥に向かいますが、方位磁針は動けません、奥側に傾きます。マツは、雄花雌花に分かれています、完全花ではありません、風媒花です。星座は星（リゲルやベガ、アンタレス、シリウス）など確認しましょう。
３．テーマの解説
・電気と磁力のおさらい
・電磁石のつくり
・電磁石を利用した道具
ポイント① 電気と磁力
前回の復習になります。電流が流れると方位磁針の動く向きを確認します。右手を使って求められますか。電流を大きくしなくても、導線をぐるぐると巻くと、針がより触れることが分かります。針の振れは最大90度しか向くことができません。コイルの電磁石ができます。導線でわっかをつくると、奥に磁力線が向かっていることが分かります。
右手をコイルの巻く向き（電流の方向）にして握って、親指の方向がN極になります。電流の向きを変えると、N極とS極が変わります。
ポイント② 電磁石の磁力
100回巻きと200回巻きの電磁石の磁力を比べてみます。磁力が強いのは200回巻きと思われがちですが、実際は同じくらいです。理由は、導線の長さに関係します。同じ導線の長さの場合は200回巻きの方が強いです、これは抵抗が変わるからです。ので、100回巻きに導線を余らせているかどうかを確認しましょう。導線の長さが同じ＝電気抵抗が同じ＝電流の大きさが同じ、となります。電磁石の中に金属の棒（鉄心）が入っています、軟鉄を使います。鋼鉄は使うと永久磁石になるのでダメです。軟鉄は純粋な鉄なの鉄の向きがすぐに戻ります、鉄くぎを焼いて冷ますと軟鉄になります。導線は電気の流れないもので表面が覆われてるエナメル線を使います。エナメルは絶縁体です、人の歯もエナメル質です。
ポイント③ 電磁石を利用した道具
電磁石を利用したものはブレーカーです。電気を使いすぎると、電流が強くなって電磁石も強くなり電流のスイッチが切れる仕組みです。電流計も電磁石を使っています、針が戻ってくる力はバネを使っています。ベルは電気を入れ続けても鳴り続ける為に、電流が流れて電磁石になってベルを鳴らした後に電流が切れて、また電流が流れるてベルを鳴らす、を繰り返しています。
ポイント④ モーターの仕組み
モーターの中には電磁石が入っています。最初は永久磁石が入っている場合で考えます。永久磁石だと、回転が止まってしまいます。電磁石だと、電極を入れ替えることが出来て反発させてさらに動かすことができます。コイルモーターは、電極を入れ変えずに、電流を止めることで、回転の勢いを利用して回転させます。
コイルモーターを横から見て考えます。エナメルを半分はがして電流を流れなくすることで、電流を止めています。モーターは、軸の周りに金属が2枚入っていてそこから導線が伸びています。電磁石が真横になると金属の板が触れなくなって電流が流れなくなります。勢いがつくので少し回ると、先ほどと別の金属に触れることで、電流の向きが逆になります。これにより、また回転が始まります。
モーターの回転する力をまっすぐにしたものがリニアモーターカーとなります。東京だと都営大江戸線などもリニアの力を使っています。
４．理科の図鑑
樹林、森林です。雑木林は人が管理した林です。雑木林は明るいです、クヌギやコナラ、などが生えています。落葉樹、常緑樹、針葉樹、広葉樹など確認しましょう。樹木の垂直分布があります、富士山など高山帯で生える樹木が変わります。屋久島は自然遺産です、高低差がある島です。バイオーム（生物群系）です、降水量と気温を軸にしています。森林、草原、砂漠は降水量の違いで分かります。針葉樹は寒さに強い樹木なので、図の左側になります。熱帯雨林やサバンナは右側になります。一番左端は、気温も低く、降水量が少ないので、永久凍土（ツンドラ）になります。
まとめ
身近に使われている電磁石の性質は良く出てきますので、しっかりと学習して身につけたいですね。でもまずは基本となる磁力線の向きの求め方、など、間違えないように右手を使いこなせるようにしましょう。人間の歯、も、エナメル質でおおわれているんですって！なかなか興味深いですねｗ
最後まで読んで頂きありがとうございました。
下記に他の動画解説のページもありますので、紹介させてください。
参考になるとうれしいです。
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