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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.