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2013年8月27日 (火)

理科実験メモ⑤ 電磁石のはたらき その2

小学校の理科実験に詳しいリーゾスタッフに聞くシリーズ第5弾。

5年生の秋に習う、「電磁石のはたらき」の実験についてのレポート、後編です。

電磁石の性質の基本を体感できたところで、ちょっと難しいことを考えます。

「電磁石を、強くするには、どうしたらいいか?」

 

電磁石だから、

「電流をたくさん流せば、強くなりそう!」

ですよね。

強力電磁石を思い出してみると、

「コイルをたくさん巻くと、強くなりそう!」

ですよね。

子供たちからこのような意見が出たところで、実験再開!

 

電流を増やすには、電池を2個にすればいいので、

1個の場合と2個の場合で比較

コイルの巻き数は、100回巻きは作ったので、200回巻きと比べてみればいいですね

(キットの中には、200回巻きコイルがちゃんと入っています)。

 

ふたつの因子に着目するので、ここでも、「条件制御」が重要になってきます。

 

(1)電池の数もコイルの数も変えない(1個、100回)。

(2)電池の数は変えずに、コイルの巻き数だけ変える(1個、200回)。 

(3)コイルの巻き数は変えずに、電池の数だけ変える(2個、100回)。

(4)両方変える(2個、200回)。

これで、磁石の力がどう変わるかを調べます。

 

でも、磁石の力の強さってどう測るんだろう・・・?と思いませんか?

(私は思いきり聞いてしまいました) 

磁石にくっつく「くぎの数」で比較するんですって!!!

・・・そういえば、磁石にくぎをくっつけると、つながってくっつくんですよね~。

やったやった、やりました(電磁石じゃなくてU磁石でしたけど)。

ちなみに、つながってるかどうかは特に気にせず、だいたいの数で比較するそうです。

電流の強さは、(電池が消耗してたりすると不正確になるため)電流計を使って確かめます。

(電流計は、5年生のこの実験で初登場です)

 

この実験は、けっこう時間がかかるので、理科実験2回費やします。

電磁石の実験、意外と長いです。

 

最後におまけとして「モーター」の原理を学びます。

キットには、エナメル線で作るミニモーターがついています。

真ん中のコイルの部分を磁石ではさみ、電流を流すと電磁石になり、

磁石に対する反発力で半回転します。

導線と接触する部分のエナメル線は半周分しかエナメルをはがしていないので

(反対側は全部はがしてあります)、

半回転すると電気が流れなくなり、慣性力でもう半回転します。

そうすると再び電気が流れて電磁石になり、反発力で半回転・・・

を繰り返して、くるくる回るという仕組みです。

シンプルな構造ながら、意外と、ちゃんと回るそうですよ。

 

説明だけではわかりにくいと思いますので、

図を描いてみました(下手な図で、かえってわかりにくいかもですが)。

1_2

もちろん、本当のモーターは慣性力を使わず、

半回転すると電極が切り替わって、

残りの半回転も反発力で回るようになっています。

(そうでないと力が出ないですよね!) 

 

身近なところにたくさん使われているモーターの仕組みがわかって、

科学と生活がつながっていることを感じますよね。

小さなモーターを使った科学おもちゃのキットもいろいろありますし、

この授業をきっかけに、ロボット作りに目覚める子供も多いかも?

 

電磁石の実験キットがあったら、ひとしきり遊べそう・・・。

リーゾのHPはこちらです。

http://rizo.co.jp/

 

 

 

 

 

 

 

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