問題
次の文章は，磁界中に置かれた導体に働く電磁力に関する記述である。
電流が流れている長さ \(L\ \rm[m]\) の直線導体を磁束密度が一様な磁界中に置くと，フレミングの \( \fbox{ （ア） } \) の法則に従い，導体には電流の向きにも磁界の向きにも直角な電磁力が働く。直線導体の方向を変化させて，電流の方向が磁界の方向と同じになれば，導体に働く力の大きさは \( \fbox{ （イ） } \) となり，直角になれば， \( \fbox{ （ウ） } \) となる。力の大きさは，電流の \( \fbox{ （エ） } \) に比例する。
上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)及び(エ)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。
$$ \begin{array}{llll} \ &（ア）&（イ）&（ウ）&（エ）\\ \hline (1) &左 手 &最 大 &零 &2 乗 \\ \hline (2) &左 手 &零 &最 大 &2 乗 \\ \hline (3) &右 手 &零 &最 大 &1 乗 \\ \hline (4) &右 手 &最 大 &零 &2 乗 \\ \hline (5) &左 手 &零 &最 大 &1 乗 \\ \hline \end{array} $$
解説
答え：（5）
磁界中を流れる電流にはたらく力
上図のように磁界の中に置かれた導体に電流が流れると，電磁力が働きます。磁界，電流，電磁力のベクトル（方向）は『フレミングの左手の法則』に従います。
電磁力と導体－磁界の作る角度の関係
フレミングの左手の法則より，磁界 \(B\ \rm [T]\)に対して直角に交わる電流 \(I \ \rm [A]\) に電磁力 \(F\ \rm [N]\) が発生します。磁界中にある導体の長さを \(L\ \rm [m]\) とした場合，関係式は，
\( F = B \times I \times L \times \cos\theta \)
となり、磁束密度と電流の大きさに比例します。
\( \cos\theta\) は，90°（直角）の時に最大となり，0°の時に最小となるので，電磁力は以下のようになります。
電流の方向が磁界の方向と同じになる：電磁力は『零』となる
電流の方向が磁界の方向と直角になる：電磁力は『最大』となる
以上のことから，答えは（5）となります。
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