💡 ヒント:渦電流(うずでんりゅう)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

金属板の上で磁石を動かすと、金属板を貫く磁束が時間とともに変化します。すると金属板の中に渦巻き状の電流(渦電流)が誘導されます。レンツの法則に従うので、この渦電流は磁石の運動を妨げる向きに磁場をつくります。結果として磁石にはブレーキ(制動力)がかかります。これが電磁ブレーキ・IH 調理器の原理です。

イメージは「水の中をボールが移動するときに渦ができてブレーキになる」のと似ています。電磁気でも金属内部に渦電流ができて運動を妨げます。

✏️ 求めるもの

(1) 磁石を金属板に近づけたときに渦電流が流れる向きと、磁石が受ける力の向き、(2) 金属板上を磁石が動くときに、磁石の運動はどう影響を受けるか。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 磁束変化を確認:磁石を近づけると板を貫く磁束 増、遠ざけると 減
  2. 渦電流の向きを判定:レンツの法則で「変化を妨げる磁場」を作る向きの渦電流
  3. 磁石への力:渦電流が作る磁場が磁石を「押し返す(または引っ張る)」 → 運動と逆向きの力
  4. 結論:磁石の運動はブレーキされる(速度が落ちていく)
注意

渦電流は金属板の内部に閉じた電流として流れます(外部回路は不要)。これがレンツの法則に従って必ず「運動を妨げる」向きに流れることを覚えましょう。逆に「運動を加速する」向きの渦電流は絶対にできません(エネルギー保存則に反するため)。