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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】「電気の通り道」電気を通すもの

【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(5)電気の通り道

【目的・ねらい】

 乾電池と豆電球(ソケット入り)と導線からなる回路をつくり,乾電池から電気を通すものをつなげて一つの輪になった線が書ける場合は回路ができて電気がとおることを理解する。また,この回路の途中にいろいろなものをはさんで電気を通すかどうかを確認することができる。小学生の身の回りにある電気を通すものは金属と黒鉛であることを理解する。

【原理の説明】 

 乾電池の正極から負極までを電気を通すもので閉曲線を構成すると回路ができ,正極から負極に向かって電流が流れる。この場合,正極が最も電位が高く,回路を進むに従って電位が降下して行き,最後は電位の最も低い負極に達する。回路が構成されて電流が流れる場合は,途中に挟んだ豆電球やモーターなどの回路上にある素子・部品・機器は電気エネルギーを別の形態のエネルギーに転嫁する働きを示す。なおこの閉曲線には分岐があってもかまわない。閉曲線が構成できない場合は電流は流れない(電気は通らない)。

【材料・器具】

 単一乾電池,豆電球(1.5V),豆電球用ソケット,ビニール線(導線),クリアテープ,硬貨(1円,5円,10円,50円,100円,500円),フェライト磁石,アルニコ磁石,金紙・銀紙(折り紙の1/9サイズ),スチール空缶,アラザン(食材),ステープラの針(1ブロック),鉛筆の芯(B)

【実験手順】

(1) 豆電球をソケットにいれて緩まないようにしっかり締める。
(2) 単一乾電池の正極にソケットからのビニール線赤(導線)をつなぎ,
  負極に別のビニール線黒(導線)を一端をつなぎ,ソケットからの
  ビニール線緑(導線)端Pと上記ビニール線黒(導線)の他端Qを
  接触させて豆電球が点灯することを確かめる。
  電池につないだ線はクリアテープで止めておいてもよい。
(3) PとQの間に硬貨をはさんで,豆電球が点灯することを確認する。
  硬貨は金属(1円アルミ,5円真ちゅう,10円銅,50円〜白銅=銅+ニッケル)
  であるため電気を通すので回路が構成される。
(4) PQのあいだにいろいろなものをはさんで豆電球の点灯を確かめることにより
  次の仮説が正しいかどうかをたしかめる。まず自分で予想する。次に
  グループで議論して,グループの予想を決める。最後に実験で確かめる。
(5) 仮説
  ・普通の磁石はすべて電気を通す。(×)
  ・金紙も銀紙の光る面なら電気を通す。(×)
  ・空き缶には電気を通す部分がある。(○)
  ・アラザンは食べられるので電気を通さない。(×)
  ・ステープラの針は電気を通す。(△)
  ・鉛筆の芯は電気を通す。(○)
   

【ポイント】

☆実験の前に乾電池の電圧が1.5Vあるかどうかを確認しておく。
☆ソケットに差した豆電球が緩んでいるために回路が閉じない場合がよくある。
☆ビニール線(導線)の端をしっかり資料に押し付けないと接触抵抗が
 おおきいために正しい結果が出ない場合がある。
☆フェライト磁石は酸化鉄(非金属),アルニコ磁石はAl+Ni+Co(金属)である。
☆金紙は銀紙(アルミ箔+紙)の上に塗料がコーティングされている。
☆空き缶はコーティングされているが,プルタブの開缶切断面はアルミが露出する
 ただし,指を切るので子どもには作業の支持はしないこと。
☆アラザンは表面が銀(着色料)でコーティングされている。
 対象が小さいので小学3年生は取り扱うのが難しいため除外する。
☆ステープラの針は互いに糊で接着されてるため針内では電気を通すが
 針をまたがっては電気を通さない。
☆鉛筆の芯には黒鉛(グラファイト)が使われているため電気を通すが
 抵抗が大きいため導線をしっかり接触させて確かめる必要がある。