中学理科中学2年生物理

磁界とは｜磁力線・右ねじの法則・コイルの極の決め方【中2理科】

磁界とは、磁力がはたらく空間のことです。中2理科の磁界を図でやさしく。棒磁石のまわりの磁力線のかき方、方位磁針の向き、まっすぐな導線にできる同心円状の磁界と右ねじの法則、コイルのN極・S極を決める右手の使い方まで、「向きの決め方」だけを集中して整理します。

「磁石でもないただの導線が、なぜ方位磁針を動かすの？」——その答えが磁界です。

中2理科で「向きがこんがらがる」と苦手になりやすいところですが、覚えることは実は3つだけ。

磁力線の向き・右ねじの法則・右手で握る——この3つを図でつかめば、このあと習うモーターも発電も同じルールで読めるようになります。

磁界とは——磁力がはたらく空間

磁石のまわりには、磁力がはたらく空間があります。これを磁界（磁場）といいます。磁界には向きがあり、その場所に置いた方位磁針のN極が指す向きが磁界の向きです。

おどろくことに、磁石がなくても電流を流すだけで磁界ができます。導線の近くに方位磁針を置くと、電流を流したとたんに針が振れる——これが「電流と磁界」の出発点です。

磁力線のかき方——3つのきまり

目に見えない磁界を、線にして目に見えるようにしたものが磁力線です。

かき方には、テストで採点される3つのきまりがあります。

方位磁針をあちこちに置いて、N極が指した向きをつないでいくと、この磁力線が浮かび上がります。

導線のまわりの磁界（右ねじの法則）

まっすぐな導線に電流を流すと、導線を中心に同心円状の磁界ができます。その向きを決めるのが右ねじの法則です。

右ねじの法則：右ねじ（ふつうのねじ）を電流の向きに進めるとき、ねじを回す向きが磁界の向きになります。電流の向きを逆にすれば、磁界の向きも逆になります。導線に近いほど磁界は強く、電流を大きくしても強くなります。

コイルは「棒磁石」になる

導線を何回も巻いたコイルに電流を流すと、1本1本の磁界が重なって強め合い、全体が1本の棒磁石のようにふるまいます。

コイルの磁界を強くするには、①電流を大きくする ②巻き数をふやす ③鉄心を入れる。鉄心入りのコイルが電磁石です。N極・S極の向きは、右手の4本指を電流の向きにそわせて握ると、親指の向きがN極になります（電流を逆にすれば極も逆）。

セナ

右ねじとか右手とか…ルールが多くてどれを使えばいいか分からなくなる！

ホクト先生

整理するとシンプルだよ。まっすぐな導線は「右ねじ」（進める向き＝電流、回す向き＝磁界）。コイルは「右手で握る」（4本指＝電流、親指＝N極）。どちらも“右手系”で、電流の向きを決めれば磁界（や極）の向きが決まる、という同じ考え方。迷ったら「電流の向きはどっち？」から始めよう。

右ねじと右手——使い分けの早見表

このページで出てきた「向きの決め方」を、1つの表にまとめます。

どちらも右手を使うので、迷ったら「今見ているのは、まっすぐな導線か、巻いたコイルか」から判断します。

どちらも出発点は同じで、電流の向きが決まれば磁界（極）の向きが決まります。

電流の向きを逆にすれば、磁界の向きも極も逆になる——ここまでが磁界の話です。

よくある間違い

やってみよう（練習問題）

電流を流せば、まわりに磁界ができる。

そして磁力線・右ねじ・右手の3つで、その向きは必ず決められます。

向きが決まれば次のステップへ。磁界の中の電流が受ける力（モーターのしくみ）で、決めた磁界を「力の向き」に使ってみましょう。