【中学理科】電流と磁界・コイルの定期テスト重要問題｜考え方を徹底解説

中学理科の【電流と磁界・コイル】は、定期テストで多くの生徒が点を落としやすい単元です。
「磁界の向きがわからない」「コイルになると急に難しく感じる」――そんな声をよく耳にします。

この単元で大切なのは、暗記ではなく「考え方の筋道」です。
電流の向きと磁界の広がり方、直線導線とコイルの違いを順番に整理すれば、図を書く問題や理由を説明する問題も落ち着いて解けるようになります。

この記事では、
・「電流と磁界の基本的な関係」
・「右ねじの法則の正しい使い方」
・「コイルで磁界が強くなる理由」
など、定期テストに必ず出る重要問題を中心に、考え方を一つずつ丁寧に解説します。

「なんとなく覚える」から「自分で説明できる」へ。
テスト本番で迷わないための理解を、ここでしっかり身につけていきましょう。

【問題】電流と磁界の重要問題

下の図1のように、電源装置と電熱線、スイッチ、コイル、電流計、電圧計を接続した装置をつくった。この装置に電圧をかけると、電圧計が6.0V、電流計が0.5Aを示した。コイルの抵抗は無視できるのもとして、次の各問いに答えなさい。

（1）この装置に接続されている電熱線の抵抗は何Ωか。

（2）コイルのまわりに置いた方位磁針A～Cは最初北の方角を示していた。このあと電流がコイルに流れると、方位磁針A～Cは、それぞれ、図2のア～エのどれになるか。記号で答えなさい。

（3）この実験のあと、電熱線を取り外し、実験で使った電熱線と同じ電熱線を並列に2つ接続して、同じ大きさの電圧をかけた。このときの方位磁針の振れ方は、最初のときと比べてどうなるか。

（1）12Ω

抵抗は電圧V÷電流Aで求めることができます。
電熱線には6.0Vの電圧がかかっており、0.5Aの電流が流れているので、
6.0V÷0.5A＝12Ω
となります。

（2）磁針A：イ　磁針B：ア　磁針C：イ

コイルに電流が流れると、まわりには磁石と同じような磁界が発生します。図の状態で電流が流れると、コイルの南側がN極となるように磁界ができます。したがって、方位磁針AとCは北、中心にある方位磁針Bは南を指します。

（3）大きくなる

コイルに流れる電流が大きくなると、方位磁針の振れ方が大きくなります。コイルに流れる電流を大きくするには、回路の抵抗を小さくすればいいです。並列に抵抗を接続すれば、全体の抵抗が小さくなり、回路に大きな電流が流れるようになります。