無限に長い直線状導体に直流電流を流すと、導体の周りに磁界が生じる。この磁界中に小磁針を置くと、小磁針の (ア) は磁界の向きを指して静止する。
そこで、小磁針を磁界の向きに沿って少しずつ動かしていくと、導体を中心とした (イ) の線が得られる。この線に沿って磁界の向きに矢印をつけたものを (ウ) という。
また、磁界の強さを調べてみると、電流の大きさに比例し、導体からの (エ) に反比例している。
上記の記述中の空白箇所 (ア)～(エ) に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(4)。各導体の周囲にできる磁界の向きを先に整理し、その磁界の中で別の導体がどちらへ力を受けるかを順に判断することが決め手です。
詳細解説
正解は(4)です。
・(ア)：磁界の向きは、小磁針の N極 が指す向きと定義される。
・(イ)：直線電流がつくる磁界は、導体を中心とした 同心円状 になる。
・(ウ)：磁界の様子を表す線を 磁力線 という。
・(エ)：無限長直線電流による磁界の強さ \( H \) は、アンペールの法則より \( H = \dfrac{I}{2\pi r} \) であり、導体からの 距離 \( r \) に反比例する。
以上より、選択肢(4)が正解です。
