高校物理「電流と磁場」「磁極が受ける力」

高校物理「電流と磁場」「磁極が受ける力」

磁極の強さを表す量を磁気量または磁束といい、その値は単位Ｗｂで表されます。

２つの磁極間にはたらく磁気力Ｆ[Ｎ]は、静電気力のクーロンの法則の式と同じ形の式で表すことができます。
それぞれの磁気量をｍ1[Ｗｂ]，ｍ2[Ｗｂ]，磁極間の距離をｒ[ｍ]，比例定数をｋmとすると、

Ｆ＝ｋm・ｍ1ｍ2／ｒ^2

という式が成り立ちます。
クーロンの法則や万有引力の法則の式と同じ形なので、それらとの関連をイメージしながら覚えるとよいと思います。
要するに、お互いの磁極はお互いに力を及ぼし合う。という式です。
電荷が互いに力を及ぼすのと同じですね。

さらに、Ｈ[Ｎ／Ｗｂ]の磁場中にあるｍ[Ｗｂ]の磁極が受ける磁気力Ｆ[Ｎ]は、

Ｆ＝ｍＨ

と表すことができます。
これも、電場の中の電荷は力を受ける。というのと同じですね。


これらの性質を使って、例えば次のような問いに簡単に答えることができます。

２５[Ａ／ｍ]の磁場中で、２．０×１０^(-8)Ｗｂの磁極が受ける磁気力の大きさは何Ｎか。

Ａ／ｍ＝Ｎ／Ｗｂなので、Ｆ＝ｍＨにＨ＝２５，ｍ＝２．０×１０^(-8)を代入して、

Ｆ＝２．０×１０^(-8)×２５
　＝５０×１０^(-8)
　＝５．０×１０(-7)[Ｎ]


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