物理学（電磁気学）

物理学（電磁気学）
第１１回磁場
レポート採点基準 1/25
I = envSの公式が明記してある
計算が合っている
単位が合っている
○２：A
○１：B
○０：C
未：D
3点
2点
1点
0点
授業アンケートへのコメント





1Aで人が死ぬくらいの電流だとしたら、心臓マッサージと
かではどれくらいの電流をかけているのだろうか？
これは興味深い質問ですね。人体の抵抗値を２５Ω～１７
５Ωだとすると、大体１０A～５０Aの電流が流れるらしいで
す。
最近思うのは、もらうプリントの日付が１日前だということ
である。
書く量が多いページは説明を聞きながら書いていると間
に合わないときがある。
わかりました。直します。
授業アンケートへのコメント






一つの記号がいろいろなところで使われると意味がわか
らなくなる。
電流のVと速度のvの書き分けが上手にできなくて、ノート
を見てどっちがどっちだったからわからなくなりそう。
疑問なのが、なぜ難解な文字ばかり使うのだろうと思う。
ある1つの物理分野の中では、文字が重複しないように、
物理量に充てられています。
第２法則は、電流の流れる方向に丸を書くと解きやす
かったので、これからもそうやって解いていこうと思った。
いい工夫ですね。今度から僕もそのテクニックを使わせ
てもらいます。
磁気とは
• イメージング
「磁気・磁石」という言葉から連想する言葉をでき
るだけ挙げてみよう
３人１組
制限時間３分間
一番多く挙げられたチームに得点
磁気

電気力の性質と磁気力の性質は, よく似ている.
S
N
電気と磁気の比較
担い手
極
（電荷、磁荷
の集合体）
力
電気
磁気
電荷：
・単位はクーロン[C]
・正（＋）、負（－）
電極：
・正極（＋）、負極（－）
・単極子が存在する
電気力
・同種の電荷に斥力
・異種の電荷に引力
がはたらく.
磁荷：
・単位はウェーバ[Wb]
・正（＋）、負（－）
磁極：
・正極（N極）、負極（S極）
・単極子が存在しない
磁気力
・同種の磁荷に斥力
・異種の磁荷に引力
がはたらく.
電気と磁気の比較
電気
力の法則
[クーロンの法則]
２つの電荷の間に働く電気力
の大きさは：
[磁気力に対するクーロンの法則]
２つの磁荷の間に働く電気力
の大きさは：
q：電荷の大きさ
ε0：真空の誘電率
m：磁荷の大きさ
μ0：真空の透磁率
電気素量：
e = 1.60×10-19[C]
磁気単極子が存在しないので、
定義できない. フェライト磁石
の断面積1cm2あたりの磁荷が
4×10-5[Wb]などとして用いる.
ε0 = 8.85×10-12[C2/Nm2]
素量
磁気
μ0 = 1.25×10-6[Wb2/Nm2]
電気と磁気の比較
電気
場
磁気
電場（E）
磁場（H）
電場の大きさと向き：
1Cの電荷が受ける電
気力のが等しい
磁場の大きさと向き：
1Wbの磁荷が受ける磁気
力のが等しい
場の表し電気力線
方
・正の電荷から出て、
負の電荷に入る
磁力線
・N極から出て、S極に入
る
電気力線と磁力線
S
N
磁力線の実例
クイズ

磁石を２つに切り離すとどうなるか？
S
N
?
クイズ

磁石を２つに切り離すとどうなるか？
1.
2.
3.
N極とS極に分離される
N極とS極が再び現れて、小さい磁石ができる
磁荷を失って、単なる金属になる
クイズ

磁石を２つに切り離すとどうなるか？
1.
2.
3.
N極とS極に分離される
N極とS極が再び現れて、小さい磁石ができる
磁荷を失って、単なる金属になる
プラナリアにもよく似ている？
クイズ

磁石をどんどん切っていくとき, どこまで磁気を維持し
たまま分割できる？
1.
2.
3.
4.
5.
１ナノメートル程度
金属原子（２コ）
金属原子（１コ）
原子核
陽子・中性子・電子などの素粒子
クイズ

磁石をどんどん切っていくとき, どこまで磁気を維持し
たまま分割できる？
1.
2.
3.
4.
5.


１ナノメートル程度
金属原子（２コ）
金属原子（１コ）
原子核
電子などの素粒子
素粒子は自転のような振る舞いをする（スピンをもつ）
荷電粒子が運動すると、磁場が発生する
電流が作る磁場

直線電流が作る磁場
I1
H
r




H
磁場の向き：電流の向きに右ねじを進めるとき, ねじを回す向
き（右ねじの法則）
磁場の大きさH[A/m]：
電流の大きさ（I）に比例
電流からの距離（r）に反比例
電流が作る磁場

円形電流がその中心に作る磁場
H
I
r




I
磁場の向き：電流の向きに右ねじを進めるとき, ねじを回す向き
磁場の大きさH[A/m] ：
電流の大きさ（I）に比例
電流からの距離（r）に反比例
電流が作る磁場

ソレノイドが作る磁場
H
I




I
磁場の向き：電流の向きに右ねじを進めるとき, ねじを回す向き
磁場の大きさH[A/m] ：
電流の大きさ（I）と１[m]あたりの巻き数n[回/m]に比例
電流からの距離（r）によらない
練習問題
1. 半径0.15mの一回巻き円形コイルに7.2Aの電流を
流したとき, 円の中心にできる磁場の強さを求めよ.
2. 全長7.0cm, 全巻数500回の細長いソレノイドに
3.5Aの電流を流すとき, ソレノイドの内部の磁界の
強さを求めよ.

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