U形磁石とは？中学受験・高校受験の頻出ポイントをわかりやすく解説

一般小学生

物理電磁気磁気実験器具

U形磁石は、棒磁石を折り曲げたような構造を持つことで、本来は離れているはずのN極とS極を近接させたものです。棒磁石の場合、磁力線は周囲の空間に広く拡散してしまいますが、U形磁石では両極の間に磁力線が密集します。これにより、極間の狭い範囲に極めて密度の高い、一様な磁界を形成できるのが最大の特徴です。

この特性は、中学校や高校の物理実験で多用されます。例えば、磁界の中に置いた導線に電流を流すと、導線が力を受けて動く現象（電磁力）を観察する際、U形磁石を用いることでよりはっきりとした動きを確認できます。また、モーターの仕組みを学ぶ際にも、界磁（磁界を作る部分）として重要な役割を果たします。

コラム

U形磁石を長持ちさせるためには、保管方法に注意が必要です。磁石は放置すると磁束が漏洩し、徐々に磁力が弱まってしまいます。これを防ぐため、保管時には「保磁鉄（ヨーク）」と呼ばれる鉄片を両極に密着させ、磁力線の回路を閉じるようにします。

また、実験でモーターを自作する際などは、エナメル線の被膜を適切に剥がすことが重要です。磁界の中でコイルが半回転するごとに電流の向きを制御することで、U形磁石が作る磁界との反発・吸引を繰り返し、継続的な回転を得ることができます。

小学生のみなさんへ

U形磁石じしゃくは、アルファベットの「U」の形をした磁石じしゃくです。ふつうの棒の形をした磁石じしゃくを、ぐにゃっと曲げたような形をしています。

この磁石じしゃくの一番の特徴とくちょうは、N極とS極がとなりに並んでいることです。そのため、N極とS極の間に、とても強い磁石じしゃくの力が生まれます。理科の実験では、電気を流した棒を動かしたり、モーターを回したりするときに、この強い力を利用します。

使い終わったあとは、磁石の力が弱くならないように、両方の足のところに「ヨーク」という鉄の板をつけて片づけるのがルールです。

ルラスタコラム

なぜわざわざUの形に曲げているのでしょうか？それは、はなれていたN極とS極を近づけることで、磁石の力を一か所にギュッと集めて、より強力なパワーを出すためなのです。

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