円筒コイルの上に永久磁石のN極を近づけると、コイルの上側に磁界のN極が発生してコイルに電流が流れる現象=電磁誘導については、その理由や仕組みについて教科書や参考書では一切説明されていない。
とにかくそういうものだという説明では、誰もが納得できないのは当然だ。
そこで昨日は黒板を使って出来るだけわかりやすく説明した。
黒板図Ⅰ
①電源につないだ円形コイルは右回りの電流が流れると、右ねじの法則からコイルの内側に同じ向きの磁界が発生する。
②①の磁界は合成されて強め合う。
③今度はコイルから電源を外して、導線を接続し回路を閉じる。
④コイルの内側に永久磁石のN極を近づけると、コイルは電源に接続されていないにも関わらず、さっきと同じ右向きの電流が流れる。
⑤同時に、コイルの内側には同じ向きの磁界=N極が発生して、近づいてきた磁石のN極を押し戻そうとする。
黒板図Ⅱ
①上の円形コイルの導線金属内では、自由電子がそれぞれ勝手な方向に、自由に運動をしていた。
②そこへ永久磁石のN極が近づいてくると、導線金属内の自由電子は、N極の磁力線によって動きを制限されるようになる。
③自由電子はN極からの磁力線の圧力に対して、自由度を確保しようとして反発する力=斥力を発揮するために、一斉に同じ方向に動き出す。
つまり電流が流れる。
④同時に右ねじの法則から電流の流れる向きに対して、右回りに磁界が発生する。
この程度の理解で中学生は十分だが、高校生でもこれを説明できない生徒がほとんどだ。
図と文章で「追求の記録」に書いてみれば面白いでしょう!!