物理 電磁気学

電磁誘導のまとめ【学習ロードマップ】

羽白 いむ

東京大学医学部医学科卒 現役医師
東大指導専門塾鉄緑会 物理・数学科元講師
物理基礎のトリセツ著者
数学のトリセツ共著者

力学と電磁気が融合する入試の花形「電磁誘導」。2026年の東大物理でも第2問で出題されました。「起電力を求めて回路を解き,力に戻る」という一連の流れを型として身につけるのが攻略の鍵です。

このページは,当サイトの電磁誘導シリーズを学習順に整理したまとめページです。4記事+要点整理で,電磁誘導を体系的にマスターできます。

電磁誘導マスターへの4ステップ

Step1 ファラデーの法則をつかむ

磁束の変化が起電力を生む——電磁誘導の根本法則から。レンツの法則による向きの判定もここで固めます。

ファラデーの電磁誘導の法則
ファラデーの電磁誘導の法則
目次1 ファラデーの電磁誘導の法則2 向きも含めた電磁誘導の議論 ファラデーの電磁誘導の法則 物理基礎の確認 「ループ内部の磁場が変化すると,その変化を打ち消すような誘導起電力が生じる」というものでし ...
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Step2 誘導起電力の求め方をマスターする

$\dfrac{\varDelta\Phi}{\varDelta t}$ で求めるか,$vBl$ で求めるか。状況に応じた起電力の計算方法を整理します。

誘導起電力の求め方
誘導起電力の求め方
目次1 誘導起電力の具体的な求め方2 動く棒の考え方 誘導起電力の具体的な求め方 実際の回路で さて,これまでの話を踏まえて実際の回路において誘導起電力を求めてみましょう。 右側の部分は右向きに速度 ...
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Step3 問題へのアプローチを固める

「起電力→等価回路→電流→力→運動方程式」という電磁誘導の解法テンプレートを身につけます。

電磁誘導の問題へのアプローチ
電磁誘導の問題へのアプローチ
電磁誘導の問題へのアプローチ 回路自体が動いたり,回路の一部が棒として動いたり,回路内部の磁束密度が変化したり…,様々なタイプの電磁誘導の問題が入試では出題されます。 このようなタイプの問題では,以下 ...
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Step4 エネルギー収支で仕上げる

外力の仕事はどこへ行くのか。ジュール熱と運動エネルギーの収支で,電磁誘導を総仕上げします。

回路のエネルギー収支関係
回路のエネルギー収支関係
目次1 回路のエネルギー収支関係2 誘導起電力と電磁力の仕事の和3 結論 回路のエネルギー収支関係 エネルギー保存則の成り立ち 電磁誘導の問題へのアプローチとして,回路のエネルギー保存則を考えました。 ...
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電磁誘導の要点まとめ

起電力の求め方

方法使いどころ
ファラデーの法則$V=N\left|\dfrac{\varDelta\Phi}{\varDelta t}\right|$コイル・磁場が時間変化する場合
導体棒の公式$V=vBl$導体棒が磁場を横切る場合

向きはレンツの法則(磁束の変化を妨げる向き)で判定します。

解法テンプレート

  1. 誘導起電力の大きさと向きを求める
  2. 導体棒を電池とみなした等価回路をかき,電流を求める
  3. 電流が磁場から受ける力(電磁力)を求める
  4. 運動方程式を立てて運動を追う(終端速度は加速度 $0$)

よくあるつまずきポイント

Q1. 誘導電流の向きがいつも不安です…
A. レンツの法則を「磁束の変化を邪魔する向き」と唱えながら,①磁束の向き ②増えるか減るか ③それを妨げる磁場の向き,の3段階で機械的に判定しましょう。

Q2. $vBl$ はいつでも使える?
A. 導体棒が磁場を垂直に横切る場合の式です。斜めに動く場合は磁場に垂直な速度成分を使います。コイル全体の磁束変化を扱うときはファラデーの法則に戻りましょう。

Q3. 終端速度はどう求める?
A. 電磁力(ブレーキ)と外力がつり合って加速度が $0$ になったときの速度です。運動方程式で $a=0$ とおけば求まります。エネルギーの問題では「外力の仕事=ジュール熱」の関係も確認しましょう。

さらに演習を積みたい人へ

電磁誘導は,東大をはじめとする難関大入試の頻出テーマです。基本をマスターしたら,過去問ベースの問題集で仕上げの演習を積みましょう。

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