良問 電磁気123：導線中の自由電子と電磁力

このシミュレーションについて

磁場の中の導線を流れる電流を、自由電子の動きとして見る。電子1個が受けるローレンツ力と、電子全体の合計として導かれる電流が受ける力 IBl のつながりを、量を変えながら確かめる。

動かせる条件

自由電子の速さ v ／ 断面積 S ／ 個数密度 n ／ 導線の長さ l ／ 磁束密度 B ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• ポイント：電流は、断面を1秒間に通る電気量。電子は電流と逆向きに動く。電子1個の力を電子の数だけ足し合わせると、導線全体が受ける力になる。電子が負の電荷であることに注意して向きを決める。
• やってみよう：①v を2倍にすると、電流・電子1個の力・導線全体の力がそれぞれ何倍になるか予想して確かめる。②S や n を変えたとき、電子の総数や電流がどう変わるか見る。③導線全体の力と I B l の値を見比べる。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

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