この問題でおさえておきたいこと
電流、磁界、電流が磁界から受ける力、この3つの関係をフレミングの左手の法則でおさえよう!
解答
(1)ウ
(2)電源の電圧を大きくする(または、磁力の強い磁石に取り換える)
(3)鉄は磁石に引かれるから。
重要事項のまとめ
磁界の中では、電流は力を受ける。
電流、磁界、力の3つの向きは、ちょうどフレミングの左手の法則のようになる。
フレミングの左手の法則では、中指が電流、人差し指が磁界、親指が力の向きをあらわしている。
解説
(1)電流は+極から-極へと流れます。どの選択肢も同じ方向に流れてますが、どれもきちんと+極から-極への方向に流れてます。
磁界の向きですが、N極から出てS極へと向かうんですから、矢印はN極から出ていく方向になるはずです。ということで、アとイは正しくないことがこれでわかります。
電流の向きと磁界の向きがこれでわかりましたから、フレミングの左手の法則を使うと、ウの選択肢の向きに力がかかるとわかります。
ただし、フレミングの左手の法則を使わなくても、アルミニウムのパイプがA点からB点,C点の方向に進んだということが問題文にありましたから、そこから力の向きを判断してもいいですね。
(2)アルミニウムのパイプをより速く動かすには、アルミニウムのパイプにかかる力を大きくしないといけません。フレミングの左手の法則から考えて、電流と磁界と力は関係し合っているわけですから、電流か磁界のどちらかを強くすれば力を大きくすることができます。方法を1つだけ挙げればいいので、電流を大きくするか、磁界を大きくするかのどちらかを答えましょう。
(3)アルミニウムの性質と鉄の性質の違いに何があるかを考えると、磁石にくっつくかくっつかないかの違いがあります。つまり、鉄のパイプは磁石に引かれてしまい、力がかかっても動かない状態になっていたというわけです。そのことを解答にすればOKです。