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【中2理科】フレミングの左手の法則とは?図解たっぷりで1分で覚えられる解説

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高校受験
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「フレミングの左手の法則って、どっちが電流でどっちが磁界だっけ…?」理科を勉強している中学生の中には、このように悩んでいる人もいるのではないでしょうか。

フレミングの左手の法則とは、電流の流れる導線が磁界から受ける力の向きを、左手の3本の指を使って示したルールです。

指の割り当てさえ覚えてしまえば、あとは指を向けるだけで答えが出せます。難しい計算はいっさいありません。

この記事は、東京大学に合格し、現在はカルペ・ディエムに所属して物理や数学の面白さを伝える活動をおこなっている教育ライター・亀田崚さんの監修のもとで作成しています。フレミングの左手の法則でつまずいているという人は、ぜひご覧ください。

塾選ジャーナル編集部

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亀田崚

監修者

亀田崚

2000年生まれ。東京大学大学院理学系研究科物理学専攻所属。(株)カルペ・ディエム所属。公立高校から一浪を経て東京大学理科一類に合格。その経験を活かし、全国の高校生や駿台予備学校お茶の水校3号館の浪人生に対して学習指導を行なっている。また、株式会社SciCurioの代表として自身が大学で学んでいる物理や数学の面白さを伝えるため、メディア活動やボードゲームの開発を行なっている。日曜劇場『御上先生』教育監修。

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目次

フレミングの左手の法則とは?【1分でわかる覚え方】

フレミングの法則(覚え方付)

フレミングの左手の法則とは、電流の流れる導線が磁界から受ける力の向きを、左手の3本の指を使って示したルールです。

磁界の中に電流を流した導線を置くと、導線はある決まった方向に押される力を受けます。 この「どっちの方向に押されるか」を調べるときに使うのが、フレミングの左手の法則です。

フレミングの左手の法則を覚えるときは、「電・磁・力(でん・じ・りょく)」 という3文字を順に唱えるように覚えるとよいでしょう。

  • 中指        → 電(電流の向き)
  • 人差し指 → 磁(磁界の向き)
  • 親指        → 力(力がかかって、導線が押し出される向き)

中指・人差し指・親指という指の並び順に、中から外へ向かって「電・磁・力」と割り当てていると覚えておくと、混乱しにくくなります。

「でん・じ・りょく」はリズムよく声に出して覚えると、テスト中でもパッと出てくるようになりますよ。

東大生ライター・亀田さん「『電・磁・力』は中指側からスタートする点に注意」

左手の形だけ覚えていても、どの指がどれを担当しているかがわからなければ、使えませんね。「電・磁・力」は語呂がいいので、覚えやすいはずです。右手で指を差しながら何度も繰り返し唱えて、しっかり頭に入れましょう。中指側からスタートするので、間違えないように気をつけてください。

このとき、左手の中指、人差し指、親指の3本を互いに直角になるように広げるようにしてください。

フレミングの左手の法則の使い方【4ステップ】

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① フレミングの左手の法則の形を作る

まずは、どの指がどんな意味を持っていたか、思い出しましょう。中指、人差し指、親指の順に「電(電流)・磁(磁界)・力」でしたね。

フレミングの法則(覚え方付)

②電流の向きを確認し、中指をその向きに合わせる

次は電流の向きを読み取りましょう。

電流の向きは、問題の図の中に矢印で示されていることがほとんどです。矢印が示す方向がそのまま電流の向きなので、図をよく見て確認しましょう。

ここで注意したいのが、電流の向きと電子の流れる向きは逆だという点です。問題文に「電子が右から左に流れている」と書いてあった場合、電流の向きは左から右になります。問題文をよく読んで、電流の向きを正しく把握しましょう。

電流の向きが分かれば、その向きに左手の中指を合わせましょう!

東大生ライター・亀田さん「問題文の情報を見落とさないようにしよう」

問題文の電流についての説明には下線を引き、図の矢印は丸で囲んで、情報を見落とさないようにしましょう。また、電流と電子の流れる向きについてです。電子がマイナスの電荷を持つことが知られる前に、電流の流れる向きを定義したので、結果的に逆向きになってしまっています。引っかかりやすいポイントなので、注意しましょう。

③ 磁界の向きを確認し、人差し指をその向きに合わせる

次は、問題の図から磁界の向きを読み取りましょう。磁界の向きは、N極からS極へ向かう方向です。

まず問題の図を見て、磁石のN極とS極がどこにあるかを確認します。そのうえで、中指を電流の向きに合わせたまま、N極からS極に向かう向きに人差し指を向けましょう。

フレミングの左手の法則を使うときは、「磁界の向きはどちらか?」最初に確認することが大切です。

磁界の向きは次のように考えます。

  • 磁石のN極:磁界が出ていく場所
  • 磁石のS極:磁界が入っていく場所

そのため、問題の図を見たときは、まずN極とS極の位置を確認するクセをつけましょう。

例えば、

  • N極が上、S極が下 → 磁界は上から下
  • N極が左、S極が右 → 磁界は左から右

というように、N極を起点に考えると向きを判断しやすくなります。

また、問題によっては磁界の向きが矢印で示されていることもあります。その場合は、矢印の向きに人差し指を合わせればOKです。

東大生ライター・亀田さん「『N→S』という流れを押さえておこう」

「N→S」という流れを押さえておけば、人差し指の向きは間違えにくくなるはずです。初めは「磁界の向き」という概念自体、馴染みがなくて難しいかもしれませんが、問題を見たらまず向きを確認する癖をつけて、少しずつ慣れていきましょう。

また、棒磁石の場合は以下の図のように棒磁石の周りに磁界が発生するので注意しましょう。

磁界

④親指の向きが力のかかる方向!

左手の中指を電流の向きに、人差し指を磁界の向きに合わせられたら、おのずと力の方向が分かります。

これが、フレミングの左の法則のすごいところです。本来は複雑な電磁気力(ローレンツ力)の向きの決定が、左手を順番に沿わせるだけでできてしまうのです。

中指(電流)→人差し指(磁界)→親指(力)

この順番で確認する習慣をつければ、どんな問題でも落ち着いて答えを導き出せるようになります。

次は実際に問題を解いて、この3ステップを練習してみましょう。

東大生ライター・亀田さん「わかっている情報から指の方向を決めよう」

もちろん、力の向きを聞かれるとは限りません。磁界の向きとコイルの動いた方向を提示され、電流の向きを聞かれる問題や、電流の向きとコイルの動いた方向を提示されて、磁界の向きを答える問題も出題されます。そのときは、わかっている情報から指の方向を決めて、答えを出すようにしましょう。

フレミングの左手の法則を使った問題演習

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ここまで覚え方と使い方を学んできました。それでは実際に問題を解いて、3ステップを練習してみましょう。

問題

下の図のように、磁石のN極とS極の間にコイルを置き、図のような向きに電流を流しました。このとき、コイルはア(手前)・イ(奥)のどちらの向きに動くでしょうか?

コイルの向きの問題

解説

こたえ:イ

それでは、4ステップに沿って解説します。左手を出しながら一緒に確認してください。

ステップ① フレミングの左手の法則の形を作る

どの指がどんな意味を持っていたか、思い出しましょう。中指、人差し指、親指の順に「電(電流)・磁(磁界)・力」でした。

ステップ② 電流の向きを確認し、中指をその向きに合わせる

一見すると電流は上から下に向かっているように見えますが、注目すべきは磁石の間の部分です。この部分は電流が左から右に流れていますね。

大事なのは、磁石の間の磁界が発生している箇所だけです。この部分に流れている電流の向き、つまり左から右の方向に中指を合わせましょう。

ステップ③ 磁界の向きを確認し、人差し指をその向きに合わせる

磁界はN極から出てS極に入る向きでしたね。今回の図だと、上から下向きということになります。

中指は右を向けたまま、手を奥にぐるっと回すようにして人差し指を下に向けましょう。

ステップ④親指の向きが力のかかる方向!

この状態で親指はどの方向を向いていますか。これまでのステップをきちんと踏んでいれば、磁石の内側(紙面奥側)を向いているはずです。

ということは、答えは「イ」ですね。

フレミングの左手の法則は、ステップ通りに指を合わせれば必ず答えを出せます。テスト本番でもそのまま使えるように、繰り返し練習しておきましょう。

まとめ フレミングの左手の法則は中指から「電・磁・力」

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フレミングの左手の法則は、中指から「電・磁・力」と当てはめると自然に覚えられます。フレミングの左手の法則をマスターするコツは、難しく考えすぎないことです。

電流の向きを確認したあと、「磁界の向きを確認して、親指を見る。」という流れを体に染み込ませると、どんな問題でも答えを導き出せるようになります。

最初は指を合わせるのに時間がかかるかもしれませんが、繰り返し練習するうちに自然とできるようになるはずです。

テスト本番では、迷ったらまず左手を出してみましょう。「中指から電・磁・力」、この一言がフレミングの左手の法則のすべてです。

東大生ライター・亀田さん「繰り返し問題演習をしていくうちに、必ず解けるようになる!」

電流も磁界も目に見えないものなので、最初は難しく感じるかもしれません。でも、繰り返し問題演習をしていくうちに、必ず解けるようになっていきます。偉大な先人たちが発見した法則を活用することで、みなさん自身の知見を広げていってください。「巨人の肩の上に立つ」です。

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監修者プロフィール

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東京大学大学院理学系研究科学生・日曜劇場『御上先生』教育監修
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2000年生まれ。東京大学大学院理学系研究科物理学専攻所属。(株)カルペ・ディエム所属。公立高校から一浪を経て東京大学理科一類に合格。その経験を活かし、全国の高校生や駿台予備学校お茶の水校3号館の浪人生に対して学習指導を行なっている。また、株式会社SciCurioの代表として自身が大学で学んでいる物理や数学の面白さを伝えるため、メディア活動やボードゲームの開発を行なっている。日曜劇場『御上先生』教育監修。

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