共通テスト直前対策2025 第13回 静磁場・電磁相互作用・交流

土曜日, 12月 27, 2025

2025 共通テスト 高校物理

t f B! P L

 磁力線を選択する問題はこれまで多く出題されています.正電荷から出て負電荷に入っていく電気力線に対して,磁力線はループを描くことに注意しましょう.紙面に垂直な無限に長い直線電流がつくる磁場を考えるときは,直線電流を中心とした円を描いて,注目する点での接線を書くとかりやすいと思います

 ローレンツ力による荷電粒子の運動を力学的に考える問題や,電場から受ける力との関係を問う問題は頻出です.まず荷電粒子の正負を確認するようにしましょう.運動方程式を立てて考えるので,自信のない人はホール効果サイクロトロンベータトロンJ.J.トムソンの実験などを解いておくといいと思います.またフレミングの左手の法則でも,右手を使った方法でも良いので,ローレンツ力がはたらく向きを正確に判断できるようになりましょう.

 電磁誘導の問題では,力の向き電流が流れる向き電位が高いのはどちらかに注意する必要があります.特に電位については,発電する部分の電流の流れだけで考えると間違えやすいので,発電する部分を電池だと考えて,回路に電流が流れ出す点に注目してください.また,回路中に電位の基準点や回路を流れる電流の向きが指定されていることも多いので注意してください

 電磁誘導の代表的な問題は,上の動画で扱っている2本の導体レール上の導体棒の運動を扱うものです.この問題から得られる $V=vBl$ は,共通テスト目前の今の時期であれば,公式として覚えておいて損はないと思います.電磁誘導の法則だけではなく,導体棒中の自由電子に注目してローレンツ力により考える場合もあるので確認しておきましょう.また,導体レールが斜めになっている場合や,導体棒におもりを着けて重力により運動させる場合があるので,これまで解いた問題を復習してください.

 自己誘導により生じる起電力と,コイルに流す電流の変化を表すグラフを選択する問題もたびたび出題されています.手元の共通テスト問題集を復習しておきましょう.

 電磁誘導を扱う問題では,速度や力,仕事率のような力学に関する量を問う問題や,グラフを選択する問題も出題されることが多いので,これまでに解いた記述問題集を見直して,考え方を確認してください.

 交流では,交流の発生交流を表す式実効値コイルのリアクタンスコンデンサーのリアクタンス電気振動などを問う問題が,センター試験では出題されていました.その中でも,交流の発生実効値の扱い方を確認しておきましょう.また,交流の発生では流れる電流の向きに,交流を表す式では位相にそれぞれ気をつけるようにしましょう.

 電磁誘導や交流は,ラジオなどの電波の受信スピーカーのように,すでに利用されている技術について考察問題として出題されることも予想されるので,授業ノートや教科書のコラムなどを見直しておきましょう.

 第1問の小問集合や,第2〜4問で関連する話題として問われることもあるので,電磁波の種類と性質についても,確認しておきましょう.

この分野のまとめと確認テスト

静磁場

電磁相互作用

交流

電磁波

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 この分野の問題は毎年のように出題されています.共通テスト直前ですが,磁場や電磁誘導の公式の意味を確認してください.また,単位についても確認しておきましょう.選択肢の中には,次元がまるっきり異なる解答も用意されています.交流は勉強している人とそうでない人で差がつきやすいので,必ず確認しておきましょう.

 共通テストでは情報処理能力も必要なので,小問1題あたり2〜3分くらいを目安に解いてください.なお,問題のリンク先は大学入試センターです.

2025年度共通テスト本試第1問4正解:電子が電場と磁場から受ける力の問題.磁場のみの場合は,等速円運動をすることに注意すること.J.J.トムソンの実験を思い出すとよい.

2025年度共通テスト本試第4問正解:導体棒が磁場から受ける力と,導体棒に発生する誘導起電力を問う問題.問2〜4はコンデンサーへの理解が必要.また,問5〜7は自己誘導の知識が必要.問7は傾きが $\frac{Delta I}{\Delta t} を表すことに気付いたら,自己誘導の公式より自己インダクタンスが求まる.

2025年度共通テスト追試第1問4正解:四角形コイルが磁場から受ける力.電流の向きに注意して,コイルの各辺が受ける力の向きと大きさを丁寧に考えること.

2024年度共通テスト本試第3問1正解:弦に流れる電流が磁場から受ける力を問う問題.図を見て,電流が力を受ける向きを読みとりましょう.

2024年度共通テスト追試第4問4,5正解:問4では電流が流れる向きと,磁場中の電流が受ける力の向きは電流と磁場に垂直な方向であることに注意してください.問5では電流が磁場から受ける力のうち,半径に垂直な成分(接線方向の成分)が仕事を求めるのに必要な量です.後は $P=Fv$ より答えが得られます.

2023年度共通テスト本試第1問4正解:ローレンツ力を向心力とした等速円運動.向きを正確に把握することはもちろんですが,質量の違いに注意しましょう.

2023年度共通テスト追試第2問正解:スマートフォンの非接触式充電に関する問題.ファラデーの電磁誘導の法則に基づいて,正確に現象を把握しましょう.ダイオードの整流作用に気をつけること.

2022年度共通テスト本試第1問5:2本の直線電流が及ぼしあう力.単純に「電流の向きが同方向なら引力」と覚えてしまうと解けないので,導線1が作る磁場に対して,導線2を流れる電流が受ける力をフレミングの左手の法則で考えること.また,公式を用いずに,無限に長い直線電流がつくる磁場 $H=\frac{I}{2\pi r}$ ,$B=\mu H$ から,最後は $F=IBl$ で求める練習もしておくこと.

2022年度共通テスト本試第3問:磁石を付けた台車の運動とコイルに発生する誘導起電力.問2の16はコイルに発せいる誘導電流がつくる磁場の向きを考えれば良い.回路に影響を及ぼさないように,オシロスコープの内部抵抗は大きくしてある.18は $F=ma$ を考えると良い.問3は選択肢の2か5で迷う人が多いかもしれないが,図3の2つの誘導起電力の間隔が変わっていないことから,台車の速度が変化していないことを判断する.反対に,問5は台車の速さがだんだん速くなることから判断する.

2022年度共通テスト追試第1問4:磁場中の荷電粒子の運動.サイクロトロンを見直しておくこと.

2021年度共通テスト本試第2問B:2本のレール上を移動する2本の導体棒.問1では「単位長さあたりの抵抗は $r$ である」に注目すること.問3では,導体棒bに発生する誘導起電力が導体棒aで発生する誘導起電力に等しくなると,2本の導体棒は等速で運動することに気付きましょう.2本の導体棒にはたらく力は向きが反対で大きさが等しいので,内力のように扱えます.したがって運動量保存則から答えが得られます.抵抗で電力が消費されるので,力学的エネルギー保存則が成り立たない点にも注意しましょう.

2021年度共通テスト追試第2問B:天秤と電磁相互作用.文章は長いが平易な問題なので,よく読んで丁寧に考えること.$P=Fv$ を知っていれば,$mgv$ が仕事率を表すことが理解できるので,問2,問3は選択肢を限定することができる.

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