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磁気・電磁石のルール

電磁石モード →

🧲 まずは、3つのルールを覚えよう

中学受験で出てくる磁気の単元は、3つのルール を覚えればだいたい解けます。

  • コイルの磁力線(棒磁石とそっくり)
  • コイルの極の決め方(右手の法則)
  • 電磁石の磁力の強さ(3つの要素)
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コイルの磁力線

導線を 何回も巻きつけたもの コイル という。 コイルに電流を流すと、コイルは 棒磁石とそっくり の働きをする。

ドラッグで視点を回せます。電磁石モードで巻き数や鉄芯を変えて実験 →
  • 磁力線は N極から出て、 空中を回って S極に入る
  • コイルの 内側に強い磁力線 が集まる
  • コイルだけでも磁石の働きをするが、中に鉄芯を入れるともっと強くなる(電磁石)
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コイルの極(右手の法則)

コイルの磁力線が 出てくる方が N 極入ってくる方が S 極。 電流の向きを反転すると N と S が入れ替わる。 どちらが N かは 右手 で確かめられる。

右手の法則:4本の指の向きが電流の向き、親指の向きがN極を示す
  1. 1右手で「いいね👍」の グッドサイン をつくる
  2. 24本の指(にぎった方) 電流の向き に合わせる
  3. 3立てた親指 の指す方向 = N 極

⚠️ 必ず 「右手」 を使うこと。左手だと逆になっちゃうので注意!

💡 電磁石モード で「電流の向き」をトグルすると N/S が入れ替わるのを目で見て確かめられる。

3

電磁石の磁力の強さ

コイルの中に 鉄芯(てっしん) ——主に 軟鉄(やわらかい鉄)—— を入れたものを 電磁石 という。鉄芯が磁石になることで、コイルだけのときよりも 磁力がずっと強くなる。 さらに、電磁石は 電気を切ると磁力が消えるので、スイッチで磁石を ON/OFF したい用途に使われる。

磁力の強さを決める 3 つの要素

🔋 電流の大きさ
電池をふやす(直列にする)と電流が大きくなり、磁力が強くなる
🌀 コイルの巻き数
巻き数を多くすると磁力が強くなる
🪨 鉄芯の有無
鉄芯を入れると、コイルだけよりも格段に強くなる

💡 中受の頻出: 「電池2倍 → 磁力2倍」「巻き数3倍 → 磁力3倍」という 比例の関係。 実験表から「他の条件を揃えて1つだけ変えた組」を見つける 変数統制問題 が定番。

次は自分で動かしてみよう

スライダーやスイッチを動かせば、ルールが目で見て分かるよ。