レンツの法則

方針

解答

⓪ 発想 — どう考え始めるか。 レンツの法則は「誘導電流は変化を妨げる向きに流れる」——この一言がすべての向きを決める。まず「何がどう変化しているか」を見る。

① 電流の向き。 N 極が近づく → コイルを貫く磁束が増加。これを妨げるには、コイルは磁石側に同じ N 極を向けて磁束の増加に逆らう。

② 引力か斥力か。 コイルの N 極と磁石の N 極が向き合う → 斥力(反発)。磁石は押し返される。

まとめ 「妨げる」の意味は深い——もし引力(近づくのを助ける向き)だったら、磁石は勝手に加速し、電流も増え……とエネルギーが無から湧いてしまう(永久機関)。レンツの法則はエネルギー保存の要請である。磁石を近づける手が感じる「押し返す抵抗感」こそ、電気エネルギーの源(手がした仕事が電気になる)。逆に N 極を遠ざけると引力(引き止める向き)——「近づけば反発、遠ざければ引力」でいつでも妨げる。

別解

エネルギー保存から向きを逆算するルート。 もし斥力でなく引力だったら、磁石は引き込まれながら電流を生み、その電流がさらに磁石を引く——エネルギーが際限なく増える永久機関になる。これは不可能だから、必ず妨げる向き(斥力)でなければならない。

「妨げる向き=エネルギー保存」と理解すると、レンツの法則は暗記でなく必然になる——向きに迷ったら「もし逆だったら永久機関になる」と考えれば正しい向きが分かる。