💡 ヒント:電流が磁場から斜めに受ける力

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

電流と磁場が平行のとき:力はゼロ。垂直のとき:力は最大。斜めのとき:その間。電流の「磁場に垂直な成分」だけが力を生むイメージです。

角度 \(\theta\) を電流と磁場のなす角とすると、力は \(F = BIl\sin\theta\) となります。\(\sin 30° = 1/2\) なので、垂直の場合の半分の力。

力の向きはフレミングの左手の法則で決まり、電流と磁場の張る平面に垂直になります(紙面に対して手前か奥か)。

✏️ 求めるもの

電流と磁場が \(30°\) で交わるとき、導線が受ける力の大きさと向き

🔬 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. STEP1:大きさは \(F = BIl\sin\theta\) で計算。\(\theta\) は電流と磁場のなす角
  2. STEP2:向きはフレミングの左手で決定。電流ベクトル(中指)と磁場ベクトル(人差し指)から、親指の向きが力
  3. STEP3:「紙面に垂直」の場合は手前向きか奥向きかを明確にする
注意

「電流と磁場のなす角」を間違えると \(\sin\) と \(\cos\) を取り違えます。電流ベクトルと磁場ベクトル両者の角度であることに注意(電流の垂直成分を取るので \(\sin\))。垂直の \(\sin 90° = 1\) で力最大になることを使えば、どちらが正しいか確認できます。