電流のはたらき~シャープペンの芯は、光るか?

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作成者: シリウスさん

 コイルに電流が流れると発熱することは、遊んでいる中ですぐに気がつく。そこで、この発熱現象を驚きを持って観察させるためにシャープペンの芯を使った実験をした。

発問1  これまでエナメル線に電流が流れると、エナメル線は熱くなりましたね。このようなしくみを使って、私たちのくらしの中に使われている電気製品がたくさんあります。どのような電気製品があるか知っていますか。 

 子ども達は、自分の家にある電化製品を思い浮かべながら、次のものをあげた。
 ・ヘアードライヤー    → 熱い風を送って髪を乾かす
 ・電気釜         → 水を沸騰させて、米を炊く
 ・ホットプレート     → プレートを熱くして、焼く
 ・発泡スチロールカッター → 発泡スチロールを自由に切る
 ・白熱電球        → エナメル線を光らせて、明るくする

指示1  発泡スチロールカッターを作ってみよう。

 子どもたちは、大変喜んで発泡スチロールカッターを作った。いつもは扱いにくい発泡スチロールがおもしろいように切れていく。いろんな形を切り抜いては楽しんでいた。自分のイニシャルを作っている子どももいた。
 
 発熱を体験したあとに、発光現象について考えることにした。

発問2  シャープペンの芯に電気を流したら、シャープペンはどうなると思いますか?

 ふだん使っているシャープペンの芯が光る?これまで考えたことのなかった、質問に子どもたちは迷った。
 
< 熱くなる >   3人
 ・エナメル線ほどではなくても、ほんの少し電気を通して暖かくなる
< こなごな >  13人
 ・シャープペンの芯は電気を通さない。だから電気が詰まって爆発する。
< 変化なし >   6人
 ・電気は通らないと思うから、別に何も変わらない。芯は鉄でないから。
< 溶ける・燃える >3人
 ・シャープの芯は電気に耐えられなくて、燃えてしまうと思う。
< 赤くなる >   2人
 ・シャープペンの芯は炭と似ていて、炭も燃やすと赤くなるから。
< 光る >     2人
 ・ニクロム線に電気を流しているときも、赤く光ったから。
 
 そこで、下の図のように回路を組んで、教師実験をおこなった。スライダックス(変圧器)の目盛りをだんだんあげていくと、シャープペンの芯は次第に輝いてきた。「オー」という子どもの歓声が聞こえてきた。最高に輝きを増したところで、芯が途中で切れ落ちてしまった。

説明2 このようにたくさんの電流が流れると、回路を作っている線は熱を持ったり、輝いたりします。私たちはこのことを生活の中でうまく利用しているのですね。

 最後に、電磁石のしくみを応用した技術として、リニアモーターカーの作り方を紹介した。興味のある子が家で作ることができるものである。

出典:シリウス/静岡教育サークル http://homepage1.nifty.com/moritake/index.htm

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