磁気振り子の製作 ► こども科学教室 三島市立中郷公民館 平成１７年３月１９日 ► 沼津工業高等専門学校 電気電子工学科 指導 高野明夫 材料・工具 ► 長方形の木の板 ２枚 ► 木の丸棒 ２本 ► 円盤磁石 ４個 ► 木の角材 ２本 ► セロハンテープ 木工用ボンド （４人で1個） 紙やすり ものさし 鉛筆、消しゴム ► ► エナメル線コイル５０回巻き ２個 ► ► ► 作ってみよう（１） ► 磁石を２個、 木の丸棒に くっつける。 ► ２本作る。 作ってみよう（２） ► 角材に丸棒 ２０ｃｍ をボンドで くっつける。 ► ２個作る。 １０ｃｍ 作ってみよう（３） ３ｃｍみがく ► ４５ｃｍと４０ｃｍ の線をのばす。 ► コイルをセロテー ４５ｃｍ ４０ｃｍ プでたばねる。 ► リード線の先３ｃｍ をみがく。 セロテープ ► ２個つくる。 作ってみよう（４） 切り込みの ある板が上 ► 2枚の板の間 に角材をボンド で取り付ける。 ► 取り付け位置 には、印がつ いている。 地球は大きな磁石 Ｎ S Ｓ 南極 北極 電 磁 石 ► コイルに電流を流すと、磁石になる。 磁力線 Ｎ Ｓ 電流 電磁石 電磁誘導の法則 ► 磁石をコイルに近づけると、 コイル内の磁力線の本数が 増加する。① Ｓ Ｎ ①近づける ► コイルは、磁石とは逆向きの 磁力線を作って磁力線の増 加を防ごうとする。② ②コイルの作 る磁力線 ③電流 ► ②の磁力線を作るために、コ イル内に電圧が発生し、電 流が流れる。 ③ 電磁誘導の法則 ► 磁石をコイルから遠ざけると、 ①遠ざける コイル内の磁力線の本数が 減少する。① ► コイルは、磁石と同じ向きの 磁力線を作って磁力線の減 少を防ごうとする。② Ｓ Ｎ ②コイルの作 る磁力線 ③電流 ► ②の磁力線を作るために、コ イル内に電圧が発生し、電 流が流れる。 ③ 電磁誘導の法則 Ｓ ► 磁石をコイルから遠ざけ 磁石をコイルに近づける ► Ｎ と、コイル内の磁力線の ると、コイル内の磁力線 本数が増加する。 の本数が減少する。 ► コイルは、磁石と同じ向き コイルは、磁石と逆向き ► の磁力線を作って磁力線 の増加を防ごうとする。 の減少を防ごうとする。 ► この磁力線を作るために、 ► コイル内に電圧が発生し、 電流が流れる。 Ｎ 電流 Ｎ Ｓ Ｓ 電流 おさらい 1. 2. コイルを磁石に近づける 場合、コイルの作る電流 と磁力線、および磁極を 書き込んでみよう。 遠ざける場合について、 同様に電流と磁力線、お よび磁極を書き込んでみ よう。 Ｎ Ｎ おさらいの答え １． ２． 遠ざける場合 近づける場合 電流 電流 Ｓ Ｎ Ｎ 磁力線 Ｎ Ｓ 磁力線 Ｎ 電磁誘導の法則 ► コイルを移動させても、同じ現象がおこる。 Ｓ Ｎ Ｎ Ｓ Ｎ 作ってみよう（５） ► コイルをつるして、つなげる。 つなげる セロテープ 少しすき間 をあける。 完 成 実 1. 験 片方のコイルを振らせると、 どうなるだろうか？ ？ 2. クリップで導線をショートし、 片方のコイルを振らせると、 どうなるだろうか？ ？ 考 察 ► なぜ逆向きに振れるのか？ ⑤磁力線 ②磁力線 Ｎ Ｎ ③電流 ④電流 ①近づけるよ うに振る Ｎ ⑥反発して振れる 考 察 ► なぜ逆向きに振れるのか？（その２） ②磁力線 ⑤磁力線 Ｎ Ｎ ③電流 ④電流 ①遠ざけるよ うに振る Ｓ ⑥吸引して振れる 考 察 ► なぜコイルがひとつだとすぐに止まるのか？ 磁力線 Ｎ 磁力線 Ｎ Ｎ 電流 振り子の受 ける力 近づける Ｓ 電流 振り子の受ける力 遠ざける 振れようとする向きとは常に逆向きの力が働く。 考 察 ► なぜコイルが２つだと振動が長く継続するのか？ 電流 振れる 振らせる 重 ね 合 わ せ る 振れる 電流 振れる 両コイルの電流が打ち消し 合い、磁気的にコイルを止 めようとする力はない。 振れる 振らせる まとめ ► 片方のコイルを振動させると、他方のコイ ルに振動を引き起こす。 ► 両方のコイルの振動の大きさが同程度に なると、電流がほとんど流れず、コイルは 磁気的な力を受けずに振動する。
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