《理論》〈電磁気〉[R3:問3]点電荷に加わるエネルギーによる電位の変化に関する計算問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の文章は,強磁性体の応用に関する記述である。

磁界中に強磁性体を置くと,周囲の磁束は,磁束が\( \ \fbox {  (ア)  } \ \)強磁性体の\( \ \fbox {  (イ)  } \ \)を通るようになる。このとき,強磁性体を中空にしておくと,中空の部分には外部の磁界の影響がほとんど及ばない。このように,強磁性体でまわりを囲んで,磁界の影響が及ばないようにすることを\( \ \fbox {  (ウ)  } \ \)という。

上記の記述中の空白箇所(ア)~(ウ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
\[
\begin{array}{cccc}
& (ア) & (イ) & (ウ) \\
\hline
(1) &  通りにくい  &  内部  &  磁気遮へい  \\
\hline
(2) &  通りにくい  &  外部  &  磁気遮へい  \\
\hline
(3) &  通りにくい  &  外部  &  静電遮へい  \\
\hline
(4) &  通りやすい  &  内部  &  磁気遮へい  \\
\hline
(5) &  通りやすい  &  内部  &  静電遮へい  \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

強磁性体が磁束に与える影響に関する問題です。
計測機器等の精密機器は磁気の影響を受け測定値が変わってしまう可能性があるため,本問のように機器の周りを強磁性体で囲います。

1.磁気遮へい
図1に示すように強磁性体(鉄心等)を置くことで磁束は引き寄せられ,磁束は鉄心中の密度が高くなり,中空部分の磁束は大変低くなる現象をいいます。
磁石に鉄が引き寄せられるのをイメージすれば良いです。ちなみに電界でも同様な現象は発生し,そちらは静電遮へいと呼びます。

【解答】

解答:(4)
(ア)
ワンポイント解説「1.磁気遮へい」の通り,強磁性体は磁束が通りやすいです。

(イ)
ワンポイント解説「1.磁気遮へい」の通り,ほとんどの磁束が強磁性体の内部を通るようになります。

(ウ)
ワンポイント解説「1.磁気遮へい」の通り,磁界の影響が強磁性体内部に及ばないようにすることを磁気遮へいといいます。