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担当者
越桐國雄
問い合わせ先
koshi@cc.osaka-kyoiku.ac.jp
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物理分野プログラム 理科教育講座
領域
基礎科学(教科の基礎、発展的学習)
教材の形式
動画、画像, 実験・実習
研修、講座、授業
学校授業(小中高)
教科、科目

【小専理科物理分野】「磁石の性質」磁極と磁化

【対 象】 小学校第3学年

【学習指導要領】 小学校3年理科 A 物質・エネルギー(3)磁石の性質

【目的・ねらい】

 磁石には,N極とS極の2種類の極が在り,それを定めるために地球の持つ地磁気を利用することを理解する。また,鉄は磁石の極でいっていの方向にこすると磁化することを確かめる。

【原理の説明】 

 磁石が持つ磁性は原子や電子の持つミクロな磁性によって説明できるが,恒星や惑星のようなマクロなスケールの物体も
磁性を持っている。そのひとつとして地球は北極をS極,南極をN極とした近似的な双極磁場を持っている。地球の磁極の軸は自転軸と10度程度ずれているため,方位磁針などの磁石が示す方法は地理上の北極や南極と同じではない。また,磁極の軸は変動し,100万年のオーダーで磁極の逆転も起こっている。地球内部のコアの熱対流によるダイナモ理論で地球の磁場が説明できるのではないかといわれている。
 鉄は強磁性体であり,外部から磁場をかけるとその方向に磁場をつくる磁石になる。一般に物質に外部から磁場をかけて物質が磁場を持つようになる現象を磁化という。ここでは鉄(軟鉄)でできた待ち針を永久磁石の極によって一定方向に繰り返してこすることによって待ち針(鉄)を永久磁石に変えることを磁化とよぶ。

【材料・器具】

 アルニコ磁石(7-8cmの丸棒),方位磁針,待ち針,発泡スチロールシート片,
 発泡スチロールどんぶり,糸,両面テープ,クリアテープ,消磁器

【実験手順】

(1) アルニコ磁石(N極,S極の印が入っていないもの)の中央付近を
  糸でしばって(またはクリアテープで止めて),自由に回転できるようにする。
(2) アルニコ磁石を水平に保って静止するのを確かめ,方位磁針の向きと
  比較してアルニコ磁石のN極,S極を決める。
(3) アルニコ磁石のS極に両面テープをつけて目印とする。
(4) 次に,待ち針を机の上に置いて,アルニコ磁石のS極を強く押し付けながら,
  待ち針の根元から先に向かって数回こする。
(5) 発泡スチロールどんぶりに,水を1/3ほど入れる。
(6) 待ち針を発泡スチロールシートにさして,どんぶりの水に浮かべ,
  待ち針がN極,S極を指すことを確認する。
【ポイント】
☆磁気カード,コンピュータ,ケータイ・スマホなどを磁石に近づけないようにする。
☆糸がねじれないようにする。また糸につながった磁石の回転が止まらないときは,
 手で回転を抑えながらつりあう向きを調べる。
☆待ち針をアルニコ磁石でこするとき,往復運動にならないようにする。
 必ず一方向にこすり,戻るときは待ち針から浮かせて戻す。
☆どんぶりに浮かせた待ち針の方向を確認するとき,近くにアルニコ磁石が
 ないようにする。