右ねじの法則(向きの総合)

方針

解答

⓪ 発想 — どう考え始めるか。 向きの問題は実際に手を動かして確かめるのが確実——法則の暗唱でなく、右手・左手を図の上でひねって読む。

① 直線電流のまわりの磁場(右ねじの法則)。 右手の親指を電流の向き(手前)に向けると、残りの指は反時計回りに丸まる。よって磁場は

$$反時計回り$$

② 磁場中の電流の力(フレミング左手)。 左手を開き、中指=電流(右向き)、人差し指=磁場(奥向き)に合わせると、親指は

$$上向き$$

まとめ 電磁気の 2 大右手・左手則——右ねじ(電流→磁場)とフレミング左手(電流・磁場→力)。前者は「電流が磁場を生む」、後者は「磁場が電流に力を及ぼす」——役割が違う。混同を防ぐコツは「指の本数」——右ねじは 1 方向(親指)から回転を、左手は 3 本指で 3 つの直交する量を扱う。手を動かして体で覚えるのが、結局いちばん速い。

別解

× と ● の記法で 2 次元に落とすルート。 奥向きを ×(矢羽根)、手前向きを ●(矢先)で表す。(1) 手前向き ● の電流のまわりは反時計回り、(2) 奥向き × の磁場中で右向き電流……と、記号で描くと平面の図で完結する。

立体を頭で回すのが苦手なら、この × / ● 記法で 2 次元図にしてしまうのが定石——磁場問題の作図の基本語彙である。