【授業プラン】　「電流のはたらき」（６年）　加藤　幸男　　　２０１０．３

【学習計画】

１．電磁石とそのはたらき
２．電磁石の極の性質、一重巻コイルを作る　(2h扱い)
３．電磁石の磁力を強くする�@　巻き数
４．電磁石の磁力を強くする�A　電池の数
５．電流と磁力（電流計の使い方）
６．コイルの磁力（鉄しんをぬいたコイル）
７．コイルモーターつくり
８．モーターと発電（モーターを回したら）
９．スピーカーの分解
１０．スピーカーを作る
１１．電流と発熱
１２．スチロールカッタ―作り
１３．電熱線の太さと発熱

【学習プラン】

１．電磁石の性質とはたらき　

＜ねらい＞・導線を巻いたものをコイルと言い、電流を流すと鉄のしんが磁石になる。　
　　　　　　　・電磁石は電流を流している間だけ、磁石のはたらき（鉄をひきつける）がある。

　　　・鉄を引き付ける。　　　・砂鉄もくっついたよ。
　　　・Ｎ極やＳ極がある。　　・同じ極どうしは退けあう。違う極どうしはひきつけ合う。
　　　・自由に動けるようにすると、南北を向いて止まる。

◇ここに取っ手のついた二つの鉄の器具があります。片方には、何か秘密のものが入っています。

　○前の方の児童に引っ張らせる。急に離れることもあるので注意。

　　　・乾電池１個の電流だけで、くっついて離れない。すごい。
　　　・電気を流すのをやめると、くっつかなくなった。

　◇学校にある小さなコイル、鉄芯、クリップ、乾電池を班毎に配ります。

　　　・クリップが１０個くらい付いた。・電池をはずすとすぐクリップも離れる。
　　　・必要な時だけ、磁石の力が使える。

　◇グループで、アルミニウムや銅をしんにして実験してみよう。

　　　・アルミや銅では、クリップをひきつけない。
　　　・アルミや銅は磁石にはならない。鉄しんだけが磁石になる。

　　　・セットの箱、中身に名前を書く。
　　

２．電磁石の極の性質、一重巻きコイルをつくる（２ｈ）　

＜ねらい＞　　・電磁石にもＮ極やＳ極があり、電流の向きを変えると極も反対の極に変わること。
　　　　　　　　　・実験ができるように、一重巻のコイルや配線プラグを組み立てる。

◇白いボビンのコイル（セットに付属の２００巻きコイル）を電磁石にしてみよう。紙やすりで導線のエナメルを５センチぐらい削ります。

◇乾電池ボックスは使わないで、指で直接押えて実験する。

　　　・クリップ、くぎが引きつけられた。

◇電磁石の性質を調べます。

　　○Ｎ極やＳ極があるか予想してみよう。何で調べたらいいだろうか。

　　　＜予想＞　ア、極はある。　　イ、極はない。

　　　＜確かめる方法＞　ｏ方位磁針で調べる。

　　　◇方位磁針を作ろう。

　　○方位磁針を電磁石の鉄しんの端に近づけてみよう。反対の端にも近づけてみよう。

　　　・一方の端はＮ極、もう一方の端はＳ極がひき付けられた。

　　　◆電磁石にも、普通の磁石のようにＮ極やＳ極がある。

　　　　＜予想＞　ア、極は変わらない。　　　イ、極が反対になる。

　　○確かめてみよう。

　　　・極が反対になった。

　　　◆電磁石は、電流の向きが反対になると、極も反対になる。

＜２ｈ＞

�@ 巻いてあるエナメル線が絡まないように，テープをほどいてみよう。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ばねのようになった人はOK。
�A エナメル線の束を乾電池に入れておく。
�B 黄色ボビンの片方の端の穴にエナメル線を通して固定し，ボビンに巻いていく。一重巻きでやめて，もう片方の端に巻いて固定しておく。
�C 残りのエナメル線は，からまないようにビニルテープでまた留めておく。

�@ 黄色ビニル導線を3本に分ける。
�A 両端のビニルをはがす。接続プラグをとりつける。3本作る。

３．電磁石の磁力を強くする　�@　巻き数を増やす

＜ねらい＞　・電磁石は、コイルの巻き数を増やすと、磁力が強くなる。

　　◇エナメル線の端を紙やすりで磨こう。
　　◇くぎが何個付いたか数えよう。

○磁石の鉄などをひきつける力を『磁力』といいます。

　　○どうしたら磁力を大きくできるか、自分の考えをノートに書こう。

　　＜予想＞　ア、乾電池の数を増やせばいいのではないか。
　　　　　　　　　イ、 コイルの巻き数を増やせばいいのではないか。

　○今日は、イの方法を試してみましょう。

�@ 一重巻きコイルに残りのエナメル線を全部まこう。
　　折り返してきっちり隙間なく、きれいに巻くのがコツです。

�A 三重巻きが出来たら、さっきよりたくさんつくだろうか。やってみよう。

　◇電磁石のコイルの巻き数を増やすと、磁力が大きくなる。

４．電磁石の磁力を強くする　�A　電池の数を増やす

＜ねらい＞　・電磁石は、流れる電流が大きいほど磁力が強くなる。

○ 磁力を大きくする前回の方法は、コイルの巻き数を増やすという方法でした。
○今日は、アの方法(乾電池の数を増やす)を試してみましょう。

　　○乾電池を増やすといっても、乾電池のつなぎ方には、どんなつなぎ方があっただろうか。
　　　　・直列つなぎ　　　・並列つなぎ

　　○それぞれのつなぎ方には、どんな良い点があっただろうか。
　　　　・乾電池の直列つなぎは、豆電球が明るくついた。モーターも早く回った。
　　　　・並列つなぎは、豆電球の明るさは同じだが、長持ちする。

　　○乾電池の直列つなぎで、電磁石の磁力が増すか実験してみましょう。

　＜グループで実験＞

　　○先ず乾電池１個で、電磁石に何個のクリップがつくか確かめよう。

　　　・○個のクリップがついた。

　　○乾電池を２個（３個）、直列につなごう。電磁石に何個のクリップがつくか確かめよう。

　　　・たくさん付くようになった。

　　○各班の実験結果を、黒板に書かせる。

　　　　・直列の乾電池の数が増えると、つくクリップの数も増える。
　　　　・比例ではないが、電池が増えるとクリップの数も増える。
　

　　◇電磁石の磁力を増すには、直列につなぐ電池の数を増やせばよい。

　　　　　　●しかし、乾電池をたくさんつないでも、付くクリップがたくさん増えるとは限らない。
　　　　　　　熱が出ると、電気があまり流れなくなる。
　　　　　　　ワニ口グリップの接続部分など、しっかりつながっていないと、電気がよくながれない場合がある。（接触抵抗）

５．電流と磁力（電流計の使い方）

＜ねらい＞　・電磁石は、流れる電流が大きいほど磁力が強くなる。
　　　　　　　　・電流計の使い方がわかる。

　○ 乾電池の数を増やすと、電磁石の磁力が増します。

　　　・電流がたくさん流れる。　　

　　　●どのくらいの電気が流れているかという電流の大きさは、Ａ（アンペア）という単位で表します。電流計で計ることができます。

　　○電流計の使い方を覚えよう。（教科書Ｐ４２を読む）

　　　　�@赤色の＋端子には、乾電池の＋極をつなぐこと。
　　　　�A乾電池、電磁石、−端子に直列につなぐ。
　　　　�B−端子は、先ず５Ａにつないで確かめる。

　　●実際につないでみましょう。

　　　　�C５Ａにつないで、針の振れが１Ａより小さい時は、５００ｍＡの端子につなぎ換えます。

　　◇単位の換算を覚えよう。　１Ａ　＝　１０００ｍＡ
　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５Ａ　＝　　５００ｍＡ
　　　　　　　　　　　　　　　　０．０５Ａ　＝　　　５０ｍＡ

　　　　�D針の振れが１００ｍＡより小さい時は、５０ｍＡの端子につなぎ換えます。

　　●教科書Ｐ４３の表に、結果を記入しながら実験しよう。

　　○実験結果を発表しよう。

　　　　・電池の数が増えると、電流が大きくなる。

　　　◆電池が増えると電流が増え、磁力も大きくなる。

　　　＜教師実験＞どの位クリップがつくかな。

６．コイルの磁力（鉄しんをぬいたコイル）

＜ねらい＞　　・電磁石は、コイルの巻き数を増やすと、磁力が強くなる。
　　　　　　　　　・鉄しんのないコイルだけでも、電気が流れると磁力が生じることを理解させる。

　＜教師実験＞　前の机に集りましょう。

○電流の大きさも計って比べる。電源装置を使って、同じ電流を流して、比べてみよう。

　　�@ ６０回巻きコイルに乾電池１個で、何個のクリップがつくかやってみよう。
　　�A １２０回巻きにしたら、さっきよりたくさんつくだろうか。やってみよう。

　　◆電磁石は、コイルの巻き数を増やすと、磁力が強くなる。

○１８０回巻きコイルで、は、つくクリップの数は、１２０回と比べてどうだろう。

　　◇電磁石のコイルの巻き数を増やすと、磁力がおおきくなる。

○電磁石には鉄しんが入っていますが、鉄しんは磁石ではありません。
　　コイルに電気が流れると鉄しんは磁石になるのです。

　　　○磁力がどうなるか、予想してみよう。

　　　＜予想＞　ア、磁力は鉄しんがある時と変わらない。
　　　　　　　　　　イ、 磁力は弱くなるがある。
　　　　　　　　　　ウ、磁力はなくなる。

　　　○どうしてそう思ったのか、考えを発表し、討論。

　　○鉄くぎが引き付けられるかやってみよう。

　　　・くぎはコイルにはつかない。磁力はないのではないか。

　　○コイルの端に方位磁針を近づけてみよう。

　　　・方位磁針の針が動いている。コイルには磁力が生じている。

　　○鉄くぎ１個をコイルの筒の端に置き、電気を流してみよう。

　　　・鉄くぎが中に引き込まれた。弱いけど、コイルには磁力が生じている。

　　　◆コイルに電気を流すと弱いですが磁力が生じます。鉄しんを入れると鉄しんが磁石になり、磁力も強くなるのです。

○コイルに電気を流すと磁力が生じます。コイルの巻き数を減らしていくと最後には１本になります。

　　　・線をたくさん巻くと強くなるから、その元となる１本にも、磁力が生じているのではないか。

　　○エナメル線１本に電気を流して、方位磁針で磁力があるか確かめよう。エナメル線と方位磁針　の針を真上にそろえてから、電気を流そう。

　　　・針がちょっとだけ動いた。１本の線にも磁力があった。

　　　◆導線（エナメル線）をコイルにするのは、たくさん巻いて強くするためなのです。

７．コイルモーターつくり

＜ねらい＞　・コイルモーターを作り、コイルに電気が流れると磁力が生じることを理解させる。
　　　　　 　　　・モーターは、コイルに生じた磁力が永久磁石の極と反発したり引き合ったりして回ることをとらえさせる。

＜準備物＞　・単１乾電池１個、ゼムクリップ２個、
　　　　　　　　　エナメル線（０．８ｍｍ）７０ｃｍくらい、
　　　　　　　　　永久磁石１個（セットに入っているもの）、
　　　　　　　　　プロッキーペン、紙やすり、板、セロハンテープ、ラジオペンチ、

　　○箱から出すもの…乾電池１個、磁石１個（車からはずす）、かみやすり

＜作り方＞　（１）先ず、クリップの軸受け台を作ります。
　　　　　　　　　　　クリップをのばしたものを、回転子の軸受けにします。
　　　　　　　　　　　乾電池の両極に、セロテープで取り付けます。

　　　　　　　　（２）次に回転子を作ります。

　　　　　　　　　�@エナメル線をマジックペンに６回巻き、丸い回転子をつくる。
　　　　　　　　　　　両端を束ねるように２回ほど巻いてとめる。ちょうど真ん中でとめるのがコツ。

　　　　　　　　　�A両端のエナメル線（耳の部分）、一方はエナメル線を全部はぎとり、もう一方は半分だけエナメルを紙やすりではぎとる。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（板の上においてこする）
　　　　　　　　　�B磁石を電池の上において、回転子をクリップにセットし、少しはずみをつけてやると後はいきよいよく回る。

　　　　　　　　　※　回転が悪いのは、エナメルのはがし方がまずい（不完全な）場合がほとんど。
　　　　　　　　　　　エナメルがはがれたかどうか見にくい場合には、油性マジックペンで印をつけておく方法もある。

＜時間があったらやってみよう＞

　　○　□型のコイルや☆型のコイルなどもおもしろい。コイルの重心が回転軸からずれないように注意させる。

８．モーターと発電（モーターを回したら）

＜ねらい＞　・モーターを回すと電気が流れることを理解させる。
　　　　　　　　・発電は、火力・水力・原子力などのエネルギーで発電機（モーター）を回して発電していることを理解させる。

　モーターは、電磁石と永久磁石とで作られています。電気を流すと回転します。

　　　○電気が流れるかどうか、予想してみよう。

　　　　ア、電気が流れる。
　　　　イ、電気は流れない。

　＜確かめる方法＞　ｏモーターを回して、豆電球がつくか確かめる。

　　　・豆電球がついた。モーターが回ると電気が流れた。

　　　◆モーターを回すと電気が流れます。モーターは発電機なのです。

　　　�@豆電球につないで、明かりをつけてみよう。（豆球を切らないようにゆっくり回すこと）

　　　　・早く回すと明るい。

　　　�A１２ボルト用の電球はつくだろうか。

　　　　・なかなかつかない。つけるのは大変だ。

　　　�B別のモーターにつないで、モーターを回そう。ゼネコンを逆に回すとどうなるかな。

　　　　・ハンドルを逆回しにすると、モーターも反対に回る。

　　　�C１００回巻きコイルにつなごう。クリップをひきつけてみよう。

　　　�Dゼネコンとゼネコンをつないでみよう。もう片方のゼネコンはどんな動きをするだろうか。

　　　　・生き物のようにのた打ち回っておもしろい。

　　　�E何も仕事場がない時と、仕事場がある時とでは、ハンドルの回りぐあいに違いがあるかな。

　　　　・モーターなどにつながっていると重い。

　　　�Fみんなの作った車につないで、走らせてみよう。

　　　　・火力発電、水力発電、原子力発電、風力発電などなど。

　　　○火力発電では、火を燃やすとどうして電気を起こせるのだろうか。

　　　　・火力で水を蒸気にかえて、蒸気の噴出す勢いでタービン（はね車）を回し、モーターを回す。

　　　○「３つのとびら（電気でマイ磁石）」後半部分のみ」を見て、火力発電の仕組みをとらえよう。

　　　○教科書Ｐ４８「発電（電気を起こす）」を読もう。

９．スピーカーの分解

＜ねらい＞　・スピーカーには、電磁石のはたらきが使われていることを理解させる。

　ラジカセなどには、音を出すためのスピーカーというものが入っています。これがスピーカーです。

　　　・真ん中の光る所がよく振動している。　
　　　・幕（コーン）が振動して、音が出ている。

　　　・ガサガサと音が出る。コーンが浮き上がったりする。
　　　・乾電池を反対につなぐと、コーンが引き込まれる。

　　○スピーカーの裏側には何があるだろう。はさみを近づけてみよう。

　　　・はさみが引き付けられた。磁石がある。

＜教師演示＞

　　　○ラジカセにつないで、音を出しながら分解していこう。（導線を切らないように）

　　　　・コーンがけっこう無くなっても音が出る。

　　　○中心部のまくを丸く切って、中を開けてみよう。

　　　　・中にはコイルが巻いてある。丸い磁石にはまるようになっている。磁石のところに入れると音が出る。

　　　　◆スピーカーは、�@コイル、�A磁石、�B音を伝えるコーン、でできているのです。
　　　　　　電磁石のはたらきで、音が出ているのです。

　　　○分解したスピーカーに、乾電池で電気を流してみよう。

　　　　・ピョコンとコイルが飛び出た。乾電池を反対につなぐとコイルが引き込まれた。

１０．スピーカーを作る

＜ねらい＞　・コイル、磁石、音を伝えるものの３つがあれば、何でもスピーカーになることを理解させる。

〔準備〕　ｏコイル…エナメル線0.5 �o　　　　　　ｏ永久磁石…丸型フェライト磁石
　　　　　ｏスピーカーにしたいもの…紙コップ，フィルムケース，空き箱，カップメンの容器，
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　バケツ，空き缶，ビニール袋　など，手あたりしだいやってみる
　　　　　ｏラジオのついたアンプ，または外部スピーカー端子のついたラジカセ
　　　　　ｏ接続コード…一方はジャック，もう一方はみの虫クリップをつけておく
　　　　　ｏセロテープ（ガムテープ）　　　　　　ｏ紙やすり

　先日、スピーカーを分解してみました。

　　　　・スピーカーは、�@コイル、�A磁石、�B音を伝えるもの（コーン）でできている

〔つくり方〕
　　　　�@エナメル線をスピーカーにしたいものの大きさに合わせて20回ぐらい巻いてコイルを作る。
　　　　　　コイルの両端は，エナメルを紙やすりでけずっておく。
　　　　�A　コイルを磁石と一緒に，紙コップの底などにセロテープではりつけまる。
　　　　�B　アンプやラジオと接続し，音楽などをきいてみる。

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１１．電流と発熱

＜ねらい＞　　・電線に電気が流れると発熱することが分かる。
　　　　　　　　　・電気の流れる量が多くなるほど多く発熱する。

　　○予想とどうしてそう考えたのかをノートに書く。

　　＜予想＞　・温度が上がる　　　・変化なし　　　・温度が下がる

　　○予想を聞き、どうしてそう思ったのか発表する。

　　　　・電磁石のときに熱くなったから、温度が上がるのではないか。
　　　　・熱くなる線もあるけど、エナメル線は上がらないのではないか。

　　�@ エナメル線の両端をみがいて被覆をはがす。
　　�A 温度計の液だめにエナメル線を巻く。両端は５cm残して巻く。
　　�B 乾電池１個につないでみる。(指で＋極−極につなぐ)

　◆30秒くらいの時間でやめることを指示しておく。

　　＜結果＞温度計の目盛りが上がる。
　　＜わかったこと＞導線に電気が流れると、温度が上がる。

　　　・電気アイロン，電気カーペット，電気ポット，電熱器など。

　　○電熱器を見てみよう。

　　○教師実験

　　　　・熱くなって、電球のように明るくなった。

　<まとめ>電線に電気が流れると、発熱する。

１２．スチロールカッタ―作り

＜ねらい＞　・ニクロム線という電線は発熱しやすく、発泡スチロールを溶かして切断することができることが分かる。
　　　　　　　　・スチロールカッターを作って、スチロールを切断して楽しむ。

○エナメル線に電気を流すと、発熱しました。

≪教師実験≫　発泡スチロールカッター、スライサーを提示、実験。

　　�@ 電気を流す前の温度と流している途中の温度を計ってみる。(非接触温度計などで)
　　�A 発泡スチロールを溶かして切断してみせる。

　◆教材セットを活用

　　○２本の太さの違うニクロム線が入っています。太いほうのニクロム線をつけよう。

　　○もっと早く溶かして切りたい。どうしたらいいだろう。

　　・乾電池を増やして、電流を増やしてみよう。

　　○好きな形に発泡スチロールを切って遊ぼう。

１３．電熱線の太さと発熱

＜ねらい＞　・太さの違う電熱線(同じ長さ) に同じ電圧をかけて電気を流した時、太い電熱線の方が発熱が大きいことに気付かせる。

○ニクロム線に電気を流すと、とても発熱します。
　　教材セットには太さの違う２本のニクロム線が入っていました。

○実験方法を説明する。

　　�@太さは違うが、長さは同じ。
　　�A電源装置を使って、並列回路にして同じ電圧をかける。
　　�B二つのニクロム線の上に、1本のスチロール板を同時に置き、
　　　溶けて切れる速さをみる。
　　　ニクロム線の発熱が大きくて温度が高い方が、早く溶け切れる。

○予想を立て、どうしてそう思ったかノートに書く。

　　　ア、太いニクロム線　　　イ、細いニクロム線　　　ウ、どちらも同じ

○予想の分布をとり、どうしてそう思ったかを聞く。

　　　・あまりこだわらず、さらっと聞く。

≪教師実験≫

　　�@ まず、片方ずつ、溶け切れることを確認。
　　�A 同時に1本のスチロール板を２本の線の上に置く。
　　�B どちらが早く溶け切れたか観察。

【実験結果】　太いニクロム線の方が早く取れ切れる。

　　○非接触温度計で，各々のニクロム線の温度を計ってみよう。

【まとめ】太いニクロム線の発熱が大きい。

　・どちらもすごくはやく溶ける。

○もっと電気を流すパワーをアップさせたら？(子供に要求されるだろう)

　　⇒太いニクロム線が発光してくる。

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